Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gasmischvorrichtung zum kontrollierten Mischen von zwei unterschiedlichen Gasen, insbesondere zum Mischen von zwei unterschiedlichen Gasen bei hohem Druck von größer als 10 bar, wobei die Gasmischvorrichtung einen ersten Eingang für ein erstes unter Druck stehendes Gas , einen zweiten Eingang für ein zweites unter Druck stehendes Gas und einen Ausgang für das gemischte Gas aufweist .

Für verschiedene technische Anwendungen, wie insbesondere das Laserschneiden, Plasmaschneiden oder Plasmaschweißen von Metallen, kann es von Vorteil sein, das j eweilige Verfahren in einer speziellen Atmosphäre durchzuführen .

Aus dem Stand der Technik gemäß EP 2 344 296 Bl ist es in diesem Zusammenhang beispielsweise bereits bekannt , dass bei einer Maschine zum Bearbeiten eines Werkstücks mittels eines Laserstrahls , insbesondere zum Laserschneiden von Metallen, eine Gasversorgungseinrichtung vorgesehen ist , mit der Gas aus einer Gasquelle unter hohem Druck mittels einer Gasdüse im Bereich der Laserbearbeitungseinheit der Maschine ausgeströmt wird, wobei der Ausgangsdruck mittels eines spezifisch gestalteten Druckregelventils eingestellt wird .

Die Praxis zeigt j edoch, dass in den vorgenannten Anwendungen nicht nur die Wahl eines bestimmten Gases und eines spezifischen Ausgangsdrucks vorteilhaft sein kann, sondern dass insbesondere beim Laserschneiden, Plasmaschneiden oder Schweißen, auch die Verwendung eines aus zwei verschiedenen Gasen erzeugten Gasgemisches mit spezifischem Mischungsverhältnis zusätzliche Verbesserungen ( z . B . im Hinblick auf die Schneid- bzw . Schweißqualität und die maximal mögliche Schneid- bzw . Schweißgeschwindigkeit ) mit sich bringen kann . Typischerweise wird dabei im Stand der Technik in einem ersten Schritt bei niedrigem Druck das gewünschte Gasgemisch erzeugt und in einem Pufferspeicher vorgehalten, welches dann auf geeignete Weise zur weiteren Verwendung auf einen hohen Druck komprimiert wird . Dies ist j edoch mit einem vergleichsweise hohen apparativen Aufwand verbunden .

Ferner sind aus dem Stand der Technik auch bereits Vorrichtungen zum Mischen von Gasen bei hohen Drücken bekannt , die j edoch ebenfalls allesamt einen vergleichsweise komplexen Aufbau haben und bei welchen das unter Hochdruck stehende Gasgemisch ebenfalls typischerweise in einem Pufferspeicher vorgehalten wird .

Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine möglichst einfach aufgebaute Gasmischvorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, an deren Ausgang ein im Hinblick auf das gewünschte Mischungsverhältnis einstellbares Gemisch aus zwei unterschiedlichem Gasen mit hohem Druck bereitstellbar ist .

Diese Aufgabe wird durch eine Gasmischvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst . Die nachfolgende Beschreibung, die Zeichnungen und die abhängigen Ansprüche erläutern vorteilhafte Aspekte und Ausgestaltungen sowie bevorzugte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung .

Die erfindungsgemäße Gasmischvorrichtung zum kontrollierten Mischen von zwei unterschiedlichen Gasen weist einen ersten Eingang (bzw . Anschluss ) für ein erstes unter (vorzugsweise hohem) Druck stehendes Gas , einen zweiten Eingang (bzw . Anschluss ) für ein zweites unter (vorzugsweise hohem) Druck stehendes Gas und einen Ausgang für das gemischte Gas auf . Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Gasmischvorrichtung zwei gasführende Stränge aufweist , wobei der erste Strang den ersten Eingang mit dem Ausgang verbindet und der zweite Strang den zweiten Eingang mit dem Ausgang verbindet . In j edem Strang ist dabei ein Vorschaltventil , ein Proportionalventil und ein Durchflusssensor angeordnet . Die erfindungsgemäße Gasmischvorrichtung weist ferner wenigstens eine elektronische Steuereinheit zur Steuerung der beiden Proportionalventile auf und ist derart eingerichtet , dass das Proportionalventil des ersten Strangs als Druckregler fungiert und dass das Piezo- Proportionalventil des zweiten Strangs als Flowregler fungiert .

Hierdurch kann unter Einsatz vergleichsweise einfacher Mittel und paralleler bzw . gleichzeitiger Regelung der beiden Proportionalventile in den verschiedenen Strängen am Ausgang der Gasmischvorrichtung ein - aus zwei verschiedenen Gasen zusammengemischter - Gasstrom mit konstantem Ausgangsdruck erzeugt werden, wobei gleichzeitig auch das Mischungsverhältnis der beiden Gase präzise einstellbar ist .

Dies ist deshalb möglich, da das Proportionalventil des ersten Strangs als Druckregler fungiert und das Proportionalventil des zweiten Strangs als Flowregler , also als Durchflussregler , fungiert . Bei erfindungsgemäßem Betrieb des im ersten Strang vorgesehenen Proportionalventils als Druckregler kann in zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung der am Ausgang des Proportionalventils vorherrschende Druck auf einen gewünschten Druck geregelt werden . Aufgrund der gleichzeitig erfolgenden Regelung des Gasflusses durch das im zweiten Strang befindliche Proportionalventil , für dessen Regelung in vorteilhafter Weise auf die Messwerte von den zwei Durchflusssensoren in beiden Strängen zurückgegriffen werden kann, ergibt sich dann am Ausgang der Gasmischvorrichtung - d . h . nach Zusammenführung der beiden Gasströme - ein definierter Ausgangsdruck am Ausgang der Gasmischvorrichtung und ein definiertes Mischungsverhältnis der beiden Gase am Ausgang der Gasmischvorrichtung .

Ersichtlich kann dabei der Druck am Ausgang der Gasmischvorrichtung nur auf einen solchen Wert eingestellt bzw . geregelt werden, der kleiner als das Minimum der beiden eingangsseitig bereitgestellten Gasdrücke ist . Dabei erweist es sich als Vorteil , dass vorliegend insgesamt nur ein als Flowregler betriebenes Proportionalventil sowie ein als Druckregler betriebenes Proportionalventil benötigt wird und dass im Rahmen der Erfindung kein Pufferspeicher für das gemischte Gas benötigt wird .

Somit kann das Mischungsverhältnis der Gase beim Betrieb der erfindungsgemäßen Gasmischvorrichtung geändert werden, ohne dass dabei eine in einem Pufferspeicher bereits vorgehaltene Gasmischung mit einem zuvor gewählten Mischungsverhältnis abgeblasen werden muss . Insoweit erlaubt die erfindungsgemäße Vorrichtung also auch einen im Hinblick auf den Gasverbrauch besonders sparsamen Betrieb bei Änderung des Mischungsverhältnisses der zu mischenden Gase .

Bei den erfindungsgemäß in j edem Strang vorgesehenen Durchflusssensoren kann es sich j eweils um eine beliebige Messvorrichtung zur Ermittlung des Gasdurchflusses durch den j eweiligen Strang handeln, wobei die Durchflusssensoren z . B . als Massestrom- oder Volumenstromsensoren ausgebildet sein können . Weiter unten wird zudem erläutert , dass bei Verwendung von Proportionalventilen mit ein- und ausgangsseitig vorgesehenen Drucksensoren und bei Kenntnis der Kennlinien der beiden Proportionalventile der Gasdurchfluss in j edem Strang auch unter Auswertung der ein- und ausgangsseitig an dem betreffenden Proportionalventil gemessenen Drücke ermittelbar ist , womit im Vergleich zur Verwendung separater Durchflusssensoren eine typischerweise schnellere , dafür j edoch etwas ungenauere Messung der Durchflüsse ermöglicht wird . Ein Durchflusssensor im erfindungsgemäßen Sinn kann somit auch dadurch realisiert sein, dass der Durchfluss ( in Kenntnis der Kennlinien der Proportionalregelventile ) aus ein- und ausgangsseitig am Proportionalventil mittels dort vorgesehener Drucksensoren gemessenen Drücken ermittelt wird . Am Ausgang der erfindungsgemäßen Gasmischvorrichtung kann ggfs . ein aus dem Stand der Technik bekanntes Druckregelventil angeschlossen sein, mit welchem das gemischte Gas einem Gasauslass ( z . B . in Art einer Gasaustrittsdüse ) zugeführt wird, über den das gemischte Gas z . B . im Arbeitsbereich einer Laserschneidvorrichtung , einer Plasmaschneidvorrichtung oder einer Schweißvorrichtung ausgeströmt werden kann . Diese Druckregelventil und der nachgeschaltete Gasauslass kann ggfs . auch Teil der erfindungsgemäßen Gasmischvorrichtung sein .

Die in beiden Strängen der erfindungsgemäßen Gasmischvorrichtung vorgesehenen Vorschaltventile dienen zum Verhindern eines etwaigen Luft- bzw . Gasverbrauchs , wenn die Gasmischvorrichtung nicht aktiv ist . Ferner kann mit den Vorschaltventilen, sofern dies schaltungstechnisch notwendig sein sollte , ein potentieller Rückfluss des j eweiligen Gases in eine andere Leitung verhindert werden . Ein Betrieb der Vorschaltventile als Druck- oder Durchflussregler ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht notwendig oder vorgesehen .

Die in der erfindungsgemäßen Gasmischvorrichtung verwendeten Vorschalt- und Proportionalventile können grundsätzlich von beliebiger Bauart sein, sofern sie sich im Hinblick auf ihre Schaltcharakteristik hierfür eignen . Insbesondere könnte dabei z . B . j eweils an eine Ausgestaltung als Magnetventile gedacht werden .

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung handelt es sich bei den in beiden Strängen vorgesehenen Proportionalventilen j eweils um ein Piezo-Proportionalventil mit einer piezopneumatischen Vorstufe und einer von dieser betätigten pneumatischen Leistungsstufe . Derartige Piezo- Proportionalventile weisen ein für den vorliegenden Zweck geeignetes Schaltverhalten auf und sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt , wobei die an eine Druckluftversorgung angeschlossene Vorstufe des Piezo- Proportionalventils typischerweise einen elektrisch betätigbaren Piezobiegewandler beinhaltet , mit dem der Ausgang der Vorstufe wahlweise mit Druckluft beaufschlagt oder entlüftet werden kann . Mit der Vorstufe kann dann die nachgeschaltete Leistungsstufe des Piezo-Proportionalventils betätigt werden . Auch die beiden Vorschaltventile können vorteilhaft als Piezo-Ventile mit piezopneumatischer Vorstufe und einer pneumatisch betätigten Leistungsstufe ausgestaltet sein .

In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das ( als Druckregler fungierende ) Proportionalventil des ersten Strangs vorteilhaft als 3/3-Wege-Proportionalventil ausgestaltet ist , bei welchem insbesondere Schaltzustände zum Belüften, zum Entlüften und zum Halten eines bestimmten Drucks einstellbar sind .

Das ( als Flowregler fungierende ) Proportionalventil des zweiten Strangs kann bevorzugt als 2 /2 -Wege-Proportionalventil ausgestaltet sein und verfügt vorteilhaft über eine integrierte Stellungssensorik zur präzisen Einstellung einer bestimmten Durchflussrate . Eine identische Funktionalität kann im Übrigen auch bei Verwendung eines 3/3-Wege-Proportionalventils im zweiten Strang realisiert werden, sofern bei dem Ventil dann ein Eingang auf geeignete Weise deaktiviert wird und lediglich zwei Schaltzustände angefahren werden . Somit können im ersten und zweiten Strang der Gasmischvorrichtung auch baugleiche 3/3-Wege- Proportionalventile verwendet werden .

Weiterhin kann bevorzugt vorgesehen sein, dass die Proportionalventile des ersten und zweiten Strangs ( j eweils ) integrierte Drucksensoren aufweisen, mit welchen der an dem j eweiligen Proportionalventil eingangs- und ausgangsseitig vorherrschende Druck messbar ist .

Die Messwerte dieser Drucksensoren werden dann auf geeignete Weise ( z . B . mittels eines CAN-Buses ) der wenigstens einen elektronischen Steuereinheit zugeführt , um diese Messdaten bei der Erzeugung geeigneter Regelsignale für die beiden Proportionalventile zu berücksichtigen . Gleiches gilt natürlich für die Messwerte der zwei erfindungsgemäß vorgesehenen Durchflusssensoren in den beiden Strängen der erfindungsgemäßen Gasmischvorrichtung .

Im Übrigen sei erwähnt , dass die erfindungsgemäße Gasmischvorrichtung entweder eine einzige elektronische Steuereinheit zur gleichzeitigen und parallelen Regelung beider Proportionalventile aufweisen kann oder dass für j edes Proportionalventil j eweils eine separate elektronische Steuereinheit zur Regelung des j eweiligen Proportionalventils vorgesehen ist , wobei zur eigentlichen Regelung der beiden Proportionalventile auf aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannte Regelalgorithmen zurückgegriffen werden kann .

Zur Regelung des Mischungsverhältnisses kann beispielsweise ein PID-Regler eingesetzt werden . Der Regler nutzt dabei die gemessenen Durchflüsse der beiden Gase und berechnet daraus das aktuelle Ist-Mischungsverhältnis . Aus der sich damit ergebenden Regelabweichung bestimmt der Regler einen entsprechendes Stellsignal für das Durchflussregelventil . Dieser Regler kann in zweckmäßiger Weiterbildung der vorliegenden Erfindung bei Kenntnis der Kennlinien der beiden Regelventile zusätzlich die ein- und ausgangsseitig gemessenen Drücke beider Ventile verwenden, um eine typischerweise schnellere , dafür ungenauere Messung der Durchflüsse zu ermöglichen . Diese können bei Bedarf ( z . B . bei schnellen Änderungen der Durchflüsse ) statt der Messwerte der typischerweise langsameren, aber genaueren Durchflusssensoren verwendet werden .

Um die Regelbarkeit des Systems zu verbessern und einen möglichst hohen Ausgangsdruck zur Verfügung zu stellen, kann die Gasmischvorrichtung und die wenigstens eine Steuereinheit vorteilhaft dazu eingerichtet sein, aus dem am Durchflussregelventil eingangsseitig gemessenen Druck einen entsprechenden Sollwert für den ausgangsseitigen Druck am Druckregelventil zu bestimmen, der z . B . 1 bar niedriger als der eingangsseitige Druck am Durchflussregelventil gewählt werden kann . Zur Druckregelung selbst kann dann beispielsweise ein PID- Regler eingesetzt werden . Dieser Regler bestimmt aus dem am Druckregelventil ausgangsseitig gemessenen Druck und dem Sollwert die Regelabweichung und daraus das Stellsignal für das Druckregelventil . Dieser Regler kann zur Verbesserung der Regelgeschwindigkeit zusätzlich den eingangsseitig gemessenen Druck nutzen, um bspw . verschiedene Regelparameter auszuwählen .

Bei Verwendung von zwei separaten elektronischen Steuereinheiten kann ggfs . auch vorgesehen sein, dass diese auf geeignete Weise ( z . B . mittels eines CAN-Buses ) miteinander verbunden sind, wodurch z . B . die von einzelnen Druck- und Durchflusssensoren einer ersten der beiden Steuereinheiten zugeführten Messdaten auch an die zweite der beiden Steuereinheiten übermittelt werden können .

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, dass die den Flowregler steuernde Steuereinheit der Gasmischvorrichtung dazu eingerichtet ist , das Ist- Mischverhältnis der beiden Gase aus den Messwerten der in beiden Strängen vorgesehenen Durchflusssensoren zu ermitteln .

Insbesondere bei Verwendung der erfindungsgemäßen Gasmischvorrichtung an einer Laserschneidvorrichtung , einer Plasmaschneidvorrichtung oder einer Schweißvorrichtung kann bevorzugt vorgesehen sein, dass das erste Gas Stickstoff und das zweite Gas Sauerstoff ist . Für die vorgenannten Anwendungen erweist sich nämlich die Bereitstellung einer unter Hochdruck stehenden und in einem bestimmten Mischungsverhältnis stehenden Gasmischung aus Sauerstoff und Stickstoff als besonders vorteilhaft , da hierdurch die Schneid- bzw . Schweißqualität sowie die maximal mögliche Schneid- bzw . Schweißgeschwindigkeit positiv beeinflusst werden können .

In zweckmäßiger Weise kann vorgesehen sein, dass j edes Gas an dem ihm zugeordneten Eingang mit einem Druck von größer als 10 bar bereitgestellt wird . Das j eweilige Gas wird hierfür typischerweise in einem unter entsprechendem Druck stehenden Gasspeicher bereitgestellt und mittels geeigneter Hochdruckanschlüsse an dem j eweiligen Eingang der Gasmischvorrichtung angeschlossen .

Ferner ist die Gasmischvorrichtung vorteilhaft dazu eingerichtet , den Druck des gemischten Gases am Ausgang der Gasmischvorrichtung auf einen Wert von größer gleich 10 bar, bevorzugt im Bereich zwischen 15 und 40 bar oder im Bereich zwischen 15 und 30 bar zu regeln .

Weiterhin kann im Rahmen der Erfindung bevorzugt vorgesehen sein, dass das erste und zweite Gas am Ausgang in ein Mischungsverhältnis gebracht werden, bei dem das erste Gas einen Anteil zwischen 80 und 99 Vol . -% und das zweite Gas einen Anteil zwischen 1 und 20 Vol . -% ha, wobei sich die Summe der beiden Anteile ersichtlich zu 100% aufaddieren .

Und schließlich erweist es sich als besonders zweckmäßig, wenn die Gasmischvorrichtung und die wenigstens eine Steuereinheit dazu eingerichtet sind, wahlweise auch in einem Betriebsmodus zur Durchleitung von nur einem Gas betrieben zu werden, bei welchem lediglich ein unter Druck stehendes Gas an einem der beiden Eingänge angeschlossen ist , während der mit dem anderen Eingang verbundene Strang mittels des dortigen Vorschaltventils und/oder mittels des dortigen Proportionalregelventils geschlossen ist .

In diesem Fall fließt dann lediglich das an einem Eingang angeschlossene Gas durch den mit dem betreffenden Eingang verbundenen Strang in Richtung zum Ausgang, während im anderen Strang kein Gas fließt . Optional könnte dabei , sofern dem Ausgang nicht noch ein separates Druckregelventil nachgeschaltet ist , eine Druckregelung mittels des in dem betreffenden Strang vorgesehenen Proportionalregelventils erfolgen . Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert . Dabei zeigt :

Fig . 1 einen schematischen Schaltplan eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Gasmischvorrichtung und

Fig . 2 einen ebenfalls schematischen, j edoch etwas detaillierteren Schaltplan eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Gasmischvorrichtung .

Das in Fig . 1 in Form eines schematischen Schaltplans dargestellte erste Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Gasmischvorrichtung 1 zum kontrollierten Mischen von zwei unterschiedlichen Gasen weist einen ersten Eingang 2 für ein erstes unter Druck stehendes Gas , einen zweiten Eingang 3 für ein zweites unter Druck stehendes Gas und einen Ausgang 4 für das gemischte Gas auf . In der Gasmischvorrichtung Isind zwei gasführende Stränge 5a, 5b vorgesehen, wobei der erste Strang 5a den ersten Eingang 2 mit dem Ausgang 4 verbindet und der zweite Strang 5b den zweiten Eingang 3 mit dem Ausgang 4 verbindet .

In j edem Strang 5a, 5b sind j eweils ein Vorschaltventil 6a, 6b ( zum Öffnen und Schließen der Verbindung zu dem j eweils zugeordneten Eingang 2 , 3 ) , ein Proportionalventil 7a , 7b und ein dem Proportionalventil nachgeschalteter Durchflusssensor 8a, 8b angeordnet , so dass die Durchflusssensoren 8a , 8b den Gasfluss durch den j eweiligen Strang 5a , 5b strömungstechnisch hinter dem j eweiligen Proportionalventil 7a , 7b erfassen .

Ferner ist eine elektronische Steuereinheit 9 zur Steuerung der beiden Proportionalventile 7a , 7b vorgesehen, welche derart eingerichtet ist , dass das Proportionalventil 7a des ersten Strangs 5a als Druckregler ( zur Einstellung eines bestimmten Drucks am Ausgang des im ersten Strang 5a befindlichen Proportionalventils 7a ) fungiert und dass das Proportionalventil 7b des zweiten Strangs 5b als Flowregler ( zur Einstellung einer bestimmten Durchflussrate durch das im zweiten Strang 5b befindliche Proportionalventil 7b ) fungiert .

Aufgrund der parallelen Regelung beider Proportionalventile 7a, 7b im vorgenannten Sinne ist somit gleichzeitig der Druck des Gasgemischs am Ausgang 4 sowie das aus den Messwerten beider Durchflusssensoren 8a , 8b ermittelbare Mischungsverhältnis der beiden Gase am Ausgang 4 auf einen bestimmten Wert regelbar .

Jedem der beiden Proportionalventile 7a, 7b in den beiden Strängen 5a , 5b ist j eweils ein im j eweiligen Strang 5a , 5b strömungstechnisch vorgeschalteter Druckmesser 10a , 10b und j eweils ein im j eweiligen Strang 5a , 5b strömungstechnisch nachgeschalteter Druckmesser 11a , 11b zugeordnet , mit welchen die eingangs- und ausgangsseitig an den j eweiligen Proportionalventilen 7a, 7b vorherrschenden Drücke ermittelbar sind . Die Messwerte der vier Drucksensoren 10a, 10b , 11a, 11b sowie die Messwerte der beiden Durchflusssensoren 8a , 8b werden auf geeignete Weise an die Steuereinheit 9 übermittelt , was der besseren Übersichtlichkeit halber in Fig . 1 nicht dargestellt ist .

Die beiden zunächst j e ein Gas führenden Stränge 5a, 5b werden strömungstechnisch hinter dem j eweiligen Durchflusssensor 8a , 8b am Ort des Bezugszeichens 12 zusammengeführt , so dass im Bereich zwischen dem Bezugs zeichen 12 und dem Ausgang 4 , in dem sich die beiden Stränge 5a, 5b den gleichen Fluidpfad teilen, ein aus zwei unterschiedlichen Gasen gemischter Gasstrom mit definiertem Mischungsverhältnis und definiertem Druck fließt .

Die Gasmischvorrichtung kann mit Ausnahme von eingangs- und ausgangsseitig vorzusehenden Anschlüssen vollständig oder teilweise innerhalb eines nicht dargestellten Gehäuses untergebracht sein . Dabei kann z . B . der Ausgang 4 für das gemischte Gas durch einen am Gehäuse der Gasmischvorrichtung 1 vorgesehenen Anschluss gebildet werden, an dem eine Hochdruckleitung angeschlossen werden kann, die dann z . B . zu einer Laserschneidvorrichtung führt und an ihrem anderen Ende eine Gasaustrittsdüse ( oder einen sonstigen Gasauslass ) für das gemischte Gas aufweist . In alternativer Gestaltung der Gasmischvorrichtung 1 kann die Zusammenführung der beiden gasführenden Stränge 5a , 5b im Bereich des Bezugszeichens 12 ggfs . auch erst außerhalb des Gehäuses ( z . B . im Bereich der Laserschneidvorrichtung ) erfolgen . Hierzu sind dann entsprechend am Gehäuse zwei ausgangsseitige Anschlüsse vorzusehen, an welchen dann zwei erst außerhalb des Gehäuses zusammengeführte Hochdruckleitungen angeschlossen werden können .

Fig . 2 zeigt einen Schaltplan eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Gasmischvorrichtung 1 , bei welchem zur Bezeichnung gleicher Bestandteile identische Bezugszeichen verwendet werden .

Auch im zweiten Ausführungsbeispiel weist die Gasmischvorrichtung 1 zwei gasführende Stränge 5a, 5b auf , wobei der erste Strang 5a den Eingang 2 für ein erstes unter Druck stehendes Gas mit dem Ausgang 4 und der zweite Strang 5b den Eingang 3 für ein zweites unter Druck stehendes Gas mit dem Ausgang 4 verbindet .

In j edem Strang 5a, 5b sind j eweils ein Vorschaltventil 6a, 6b ( zum Öffnen und Schließen der Verbindung zu dem j eweils zugeordneten Eingang 2 , 3 ) , ein als Piezo-Proportionalventil ausgestaltetes Proportionalventil 7a , 7b und ein dem Proportionalventil nachgeschalteter Durchflusssensor 8a , 8b angeordnet , so dass die Durchflusssensoren 8a, 8b den Gasfluss durch den j eweiligen Strang 5a, 5b strömungstechnisch hinter dem j eweiligen Proportionalventil 7a , 7b erfassen .

Die in den beiden Strängen 5a , 5b vorgesehenen Durchflusssensoren 8a , 8b sind vorteilhaft als Massestromsensoren ausgebildet , da sich dann das Ist- Mischungsverhältnis der beiden Gase stromabwärts der Gas zusammenführung 12 direkt aus den Messwerten der beiden Durchflusssensoren ermitteln lässt . Bei Ausbildung der Durchflusssensoren 8a , 8b als Volumenstromsensoren, was ebenfalls möglich ist , kann die Berechnung des Ist- Mischungsverhältnis der beiden Gase unter ergänzender Berücksichtigung der Gasdrücke erfolgen, die mit den ( den beiden Proportionalregelventilen 7a , 7b nachgeschalteten ) Drucksensoren 8a, 8b gemessenen werden .

Im zweiten Ausführungsbeispiel ist nun keine gemeinsame elektronische Steuereinheit , sondern für j edes ( Piezo- ) Proportionalventil 7a, 7b eine separate elektronische Steuereinheit 9a, 9b zur Steuerung des j eweiligen Proportionalventils 7a , 7b vorgesehen, wobei die beiden Steuereinheiten 9a, 9b derart eingerichtet sind, dass das Proportionalventil 7a des ersten Strangs 5a mittels der ersten Steuereinheit 9a als Druckregler ( zur Einstellung eines bestimmten Drucks am Ausgang des im ersten Strang 5a befindlichen Proportionalventils 7a ) betrieben wird und dass das Proportionalventil 7b des zweiten Strangs 5b mittels der zweiten Steuereinheit 9b als Flowregler ( zur Einstellung einer bestimmten Durchflussrate durch das im zweiten Strang 5b befindliche Proportionalventil 7b ) betrieben wird .

Jedes der beiden Proportionalventile 7a, 7b in den beiden Strängen 5a , 5b weist zwei integrierte Druckmesser 10a , 11a bzw . 10b , 11b auf , mit welchen die eingangs- und ausgangsseitig an den j eweiligen Proportionalventilen 7a , 7b vorherrschenden Drücke ermittelbar sind . Die Messwerte der Drucksensoren 10a, 10b , 11a , 11b werden direkt der dem j eweiligen Proportionalventil 7a , 7b zugeordneten Steuereinheit 9a , 9b zugeführt und können über den dargestellten CAN-Bus 13 auch zwischen den beiden Steuereinheiten 9a , 9b ausgetauscht werden . Ferner können die Messwerte der beiden Durchflusssensoren 8a , 8b über den dargestellten CAN-Bus 13 an beide Steuereinheiten 9a, 9b übermittelt werden . Die beiden zunächst j e ein Gas führenden Stränge 5a, 5b sind wiederum strömungstechnisch hinter dem j eweiligen Durchflusssensor 8a , 8b am Ort des Bezugszeichens 12 zusammengeführt , so dass im Bereich zwischen dem Bezugszeichen 12 und dem Ausgang 4 ein aus zwei unterschiedlichen Gasen gemischter Gasstrom mit definiertem Mischungsverhältnis und definiertem Druck fließt .

Erste Untersuchungen der Anmelderin haben gezeigt , dass mit der erfindungsgemäßen Gasmischvorrichtung maximale Drücke von 30 - 40 bar regelbar sind . Dabei können unter Verwendung von zweistufigen Piezo-Vorschaltventilen und von zweistufigen Piezo- Proportionalventilen Einregelzeiten von kleiner als 1s bei Flowraten von bis zu 5 . 000 1/min und einem Ausgangsdruck im Bereich von ca . 20 bar realisiert werden .