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Title:
POSITION CONTROLLER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2024/052287
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a position controller (1) for a pneumatic actuator for actuating a control fitting, such as a control valve, of a process plant, said position controller comprising: an electro-pneumatic converter (3), such as an I/P converter; a printed circuit board (5) which carries supply electronics (50) for the electro-pneumatic converter (3); and a housing (11) which has at least one electronics compartment (110) in which at least one electronic component of the position controller (1), in particular the supply electronics (50), is accommodated, and a converter compartment (130) in which the electro-pneumatic converter (3) is accommodated, the electronics compartment (110) and the converter compartment (130) being spatially separated from one another. According to the invention, the converter compartment (130) is at least partially delimited by the printed circuit board (5).

Inventors:
WEIGAND CHRISTOF (DE)
GRASZ MATTHIAS (DE)
SCHULZ NIKOLAI (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/074179
Publication Date:
March 14, 2024
Filing Date:
September 04, 2023
Export Citation:
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Assignee:
SAMSON AG (DE)
International Classes:
F15B5/00; F15B20/00; F15B3/00; G05B19/042; G05D16/20
Foreign References:
US20090178713A12009-07-16
EP0587170A21994-03-16
US9506482B22016-11-29
EP2751432A12014-07-09
Attorney, Agent or Firm:
SCHMID, Nils T. F. (DE)
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Claims:
Ansprüche:

1. Stellungsregler (1) für einen pneumatischen Stellantrieb zum Betätigen einer Stellarmatur, wie ein Stellventil, einer prozesstechnischen Anlage, umfassend: einen elektropneumatischen Wandler (3), wie ein Strom-Druck-Wandler; eine Leiterplatte (5), die eine Versorgungselektronik (50) für den elektropneumatischen Wandler (3) trägt; und ein Gehäuse (11), das zumindest ein Elektronikkompartiment (110), in dem wenigstens eine elektronische Komponenten des Stellungsreglers (1), insbesondere die Versorgungselektronik (50) untergebracht, ist, und ein Wandlerkompartiment (130) aufweist, in dem der elektropneumatische Wandler (3) untergebracht ist, wobei das Elektronikkompartiment (110) und das Wandlerkompartiment (130) voneinander räumlich getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Wandlerkompartiment (130) zumindest teilweise durch die Leiterplatte (5) begrenzt ist.

2. Stellungsregler (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektropneumatischen Wandler (3) auf einer dem Elektronikkompartiment (110) abgewandte Seite (52) der Leiterplatte (5) angeordnet ist.

3. Stellungsregler (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wandlerkompartiment (130) geformt ist durch wenigstens eine Aufnahme (131, 141), die in einem Wandabschnitt des Gehäuses (11) angeordnet und/ oder integral mit dem Gehäuse (11) gebildet ist, wobei die Aufnahme (131, 141) zumindest teilweise durch die Leiterplatte (5) abgedeckt ist.

4. Stellungsregler (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Dichtelement, wie ein Dichtungsring (132, 142, 152, 162), zwischen der Leiterplatte (5) und dem die Aufnahme (131, 141) umgebenden Gehäusebereich (104) angeordnet ist, um das Wandlerkompartiment (130) pneumatisch und/oder druckdicht von dem Elektronikkompartiment (110) zu trennen.

5. Stellungsregler (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (5) im Bereich des Wandlerkompartiments (130), insbesondere der wenigstens einen Aufnahme (131, 141), eine, vorzugsweise lokal begrenzte, Oberflächenbeschichtung zum Schutz vor Pneumatikmedium aufweist. Stellungsregler (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass wenigstens ein Pneumatiksensor (4), wie ein Drucksensor, ein Temperatursensor und/oder ein Luftfeuchtesensor, in dem Wandlerkompartiment (130), gegebenfalls innerhalb einer Aufnahme (131, 141), beispielsweise in der Aufnahme (131) für den elektropneumatischen Wandler (3) angeordnet ist. Stellungsregler (1) für einen pneumatischen Stellantrieb zum Betätigen einer Stellarmatur, wie ein Stellventil, einer prozesstechnischen Anlage, umfassend: einen elektropneumatischen Wandler (3), wie ein Strom-Druck-Wandler; eine Leiterplatte (5), die eine Versorgungselektronik (50) für den elektropneumatischen Wandler (3) trägt, ein Gehäuse (11), das zumindest ein Elektronikkompartiment (110), in dem wenigstens eine elektronische Komponenten des Stellungsreglers (1), insbesondere die Versorgungselektronik (50), untergebracht ist, und ein Wandlerkompartiment (130), in dem der elektropneumatische Wandler (3) untergebracht ist, aufweist, wobei das Elektronikkompartiment (110) und das Wandlerkompartiment (130) von einander getrennt sind, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Wandlerkompartiment (130) einen Abluftkanal (139) zum Abführen von Pneumatikmedium von dem elektropneumatischen Wandler (3) an eine Sammelleitung für Abluft und/oder in ein Pneumatikkompartiment (170), in dem zumindest eine Pneumatikkomponente (7), wie ein pneumatischer Verstärker (175, 176), ein Druckminderer (172) oder ein Durchflussbegrenzer, untergebracht ist, aufweist. Stellungsregler (1) nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Zünddurchschlagsperre, insbesondere einen Sinterfilter (138), in oder an dem wenigstens einen Abluftkanal (139) und/oder der wenigstens einen Sammelleitung angeordnet ist. Stellungsregler (1) für einen pneumatischen Stellantrieb zum Betätigen einer Stellarmatur, wie ein Stellventil, einer prozesstechnischen Anlage, insbesondere nach einem der vorigen Ansprüche, umfassend: einen elektropneumatischen Wandler (3), wie ein Strom-Druck-Wandler; eine Leiterplatte (5), die eine Versorgungselektronik (50) für den elektropneumatischen Wandler (3) trägt, und ein Gehäuse (11), das zumindest ein Elektronikkompartiment (110), in dem wenigstens eine Elektronikkomponente, wie die Versorgungselektronik (50), untergebracht ist, ein Wandlerkompartiment (130), in dem der elektropneumatische Wandler (3) untergebracht ist, aufweist, gekennzeichnet durch ein Pneumatikkompartiment (170), in dem zumindest eine Pneumatikkomponente (7), wie ein pneumatischer Verstärker (71, 73), ein Druckminderer (75) oder ein Durchflussbegrenzer, untergebracht ist, und dadurch, dass das Elektronikkompartiment (110) von dem Wandlerkompartiment (130) und dem Pneumatikkompartiment (170) räumlich getrennt ist. Stellungsregler (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Pneumatikleitung (173, 174) das Wandlerkompartiment (130), insbesondere die wenigstens eine Aufnahme (131, 141), mit dem Pneumatikkompartiment (170) verbindet, wobei vorzugsweise sich die wenigstens eine Pneumatikleitung (173, 174) durch einen Wandabschnitt und/oder einen Boden (115) des Gehäuses (11) erstreckt. Stellungsregler (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (11) einen das Pneumatikkompartiment (170) zumindest teilweise ausbildenden Gehäuseabschnitt (107) aufweist, der eine Pneumatikschnittstelle (171) zum Anschließen der wenigstens einen Pneumatikkomponente (7), insbesondere mehrerer Pneumatikkomponenten, vorzugsweise aller Pneumatikkomponenten des Stellungsreglers (1) umfasst, wobei die Pneumatikschnittstelle (171) in fluidischer Verbindung mit dem Wandlerkompartiment (130) steht. Stellungsregler (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungselektronik (50) und/oder die Leiterplatte (5), von einer Einkapselung, insbesondere einem Verguss (53), umhüllt ist. Stellungsregler (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einkapselung ein vorzugsweise druckdichtes pneumatisches Dichtelement zum Trennen des Elektronikkompartiments (110) vom Wandlerkompartiment (130) bildet. Stellungsregler (1) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Einkapselung die Leiterplatte (5) und/oder die Versorgungselektronik (50) gegenüber dem Elektronikkompartiment (110) versiegelt oder zumindest im Wesentlichen versiegelt. Stellungsregler (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektronikkompartiment (110) eine Entlüftungsleitung (119) zum Ausgleichen einer Druckdifferenz, insbesondere eines Überdrucks oder eines Unterdrucks, gegenüber der Umgebung des Stellungsreglers (1) aufweist, wobei insbesondere die Entlüftungsleitung (119) fern des

Wandlerkompartiments (130), insbesondere der Aufnahmen (131, 141) angeordnet ist. Stellungsregler (i) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsleitung (119) eine Mündung (111) aufweist, die von einem lösbaren Abdeckteil (180, 181) vorzugsweise vollständig bedeckt ist. Stellungsregler (1) nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zünddurchschlagsperre, insbesondere einen Sinterfilter (118), in der Entlüftungsleitung (119), vorzugsweise vor dem Abdeckteil (180, 181) angeordnet ist.20. Stellungsregler (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventilationskanal (113) das Elektronikkompartiment (110) mit dem Wandlerkompartiment (130) fluidisch verbindet. Stellungsregler (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, das der Ventilationskanal (113) realisiert ist durch wenigstens eine Öffnung, wie eine Nut, in einem Dichtungssitz an der Leiterplatte (5) oder dem Gehäuse (11) zum Aufnehmen eines Dichtelements, wie eines Dichtungsrings (152, 132), wobei der Dichtungssitz nicht mit dem Dichtelement belegt ist.

Description:
Stellungsregler

Die Erfindung betrifft einen Stellungsregler für einen pneumatischen Stellantrieb zum Betätigen einer Stellarmatur, wie einem Stellventil, einer prozesstechnischen Anlage.

Ein Feldgerät für eine prozesstechnische Anlage mit einem Gehäuse zur druckfesten Kapselung elektrischer Komponenten für eine Umgebung mit explosiver oder entzündlicher Atmosphäre ist beispielsweise aus DE 10 2020 122321 Ai bekannt. In einem Kompartiment des Gehäuses kann ein elektropneumatischer Stellungsregler untergebracht sein. Durch eine Pneumatiköffnung in der Außenwand des Gehäuses ist eine Pneumatikversorgungsleitung zur Betätigung eines pneumatischen Aktors durch den elektropneumatischen Wandler des Stellungsreglers geführt. Zur Verbindung des Stellungsreglers mit einer Druckluftquelle und/ oder Senke kann die Außenwand des Gehäuses mit gesicherten Pneumatiköffnungen versehen sein.

EP o 587 170 Bi beschreibt einen elektropneumatischen Signalumformer, der modular aufgebaut und explosionssicher sein soll. Ein Strom-Druck-Wandler ist in einem hohlen Gehäuseabschnitt angeordnet, das einen Pneumatikversorgungsanschluss und einen Pneumatikausgang zur Steuerung eines Stellantriebs hat. Das Gehäuse umfasst auch einen Kastenabschnitt mit darin untergebrachten elektrischen Kontakten. In dem Gehäuse sind elektrische, pneumatische und elektropneumatische Komponenten untergebracht. Das Gehäuse hat ein Elektronikgehäusemodul für die elektrischen Komponenten und ein darin einschraubbares Druckgehäusemodul für die pneumatischen und elektropneumatischen Komponenten. Das Elektronikgehäusemodul ist von dem Druckgehäusemodul durch eine Modulwand getrennt, durch welche Leiter explosionssicher zum Kontaktieren der elektropneumatischen Komponenten geführt sind. Im Elektronikkompartiment ist ein auch ein Drucksensor angeordnet.

Bei unsachgemäßem Gebrauch elektropneumatischer Stellungsregler besteht ein Risiko, dass in die Gehäusekammer eingebrachter Schmutz zu Ablagerungen an der Stellungsreglerelektronik und Elektropneumatik führen kann. Schmutzablagerungen können zu Beschädigungen oder Fehlfunktionen führen, beispielweise durch Kurzschlüsse elektrischer Kontakte. Es hat sich gezeigt, dass mit dem Eintrag von Schmutz beispielsweise bei einer Beschädigung oder Verunreinigung der Pneumatikdruckversorgung, oder die Verwendung einer Pneumatikdruckversorgung minderer Qualität zu rechnen ist.

Wenn ein explosives und/oder entzündbares Gas, beispielsweise Erdgas, als Pneumatikmedium genutzt werden soll, besteht außerdem die Anforderung darin, dass eine Leckage des brennbaren Gases am Stellungsregler nicht erlaubt ist. Das brennbare Pneumatikmedium muss durch eine Sammelleitung abgeführt werden. Solche brennbaren Gase können außerdem korrosiv wirken und zu Beschädigungen von Elektronikkomponenten führen. Zudem ist denkbar, dass es durch elektrische Ströme zu Entzündungen kommen kann.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Stellungsregler bereit zu stellen, der die Nachteile des Stands der Technik überwindet, insbesondere geeignet ist zur Verwendung eines kritischen Pneumatikmediums, wie eines korrosiven, verschmutzten, explosiven und/oder entzündbaren Pneumatikmedium. Diese Aufgabe lösen die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche.

Demnach ist ein Stellungsregler für einen pneumatischen Stellantrieben zum Betätigen einer Stellarmatur, wie ein Stellventil, einer prozesstechnischen Anlage, insbesondere einer petrochemischen Anlage, eines Kraftwerks, einer lebensmittelverarbeitenden Anlage, insbesondere einer Brauerei, oder dergleichen, vorgesehen. Der Stellungsregler umfasst einen elektropneumatischen Wandler, eine Leiterplatte und ein Gehäuse.

Insbesondere kann der elektropneumatische Wandler als ein Strom-Druck- Wandler realisiert sein. Ein elektropneumatischer Wandler realisiert eine elektropneumatische Komponente eines Stellungsreglers. Ein elektropneumatischer Wandler ist vorzugsweise dazu ausgelegt und eingerichtet, einen Wandlerdruck abhängig von einem elektrischen Signal einzustellen. Vorzugsweise ist ein elektropneumatischer Wandler dazu ausgelegt und eingerichtet, den Wandlerdruck ausgehend von einerseits einer Pneumatikquelle, die ein unter Druck stehendes Pneumatikmedium, wie Raumluft, Stickstoff, oder dergleichen, bei einem Versorgungsdruck bereitstellt, und andererseits einer Pneumatiksenke, wie der Atmosphäre, die einen Referenzdruck, beispielsweise entsprechend dem Umgebungsdruck, definiert, einzustellen. Weiter bevorzugt ist ein elektropneumatischer Wandler dazu eingerichtet, den Wandlerdruck unter Berücksichtigung eines, insbesondere analogen oder digitalen, elektrischen Signals, wie ein Stromsignal oder ein Spannungssignal, einzustellen. Beispielsweise kann der elektropneumatische Wandler als Strom-Druck-Wandler realisiert sein und insbesondere den Wandlerdruck proportional oder zumindest im Wesentlichen proportional zu einem Stromsignal einstellen. Der elektropneumatische Wandler ist vorzugsweise dazu ausgelegt und eingerichtet, an einem Wirkeingang oder Wirkausgang den Wandlerdruck für wenigstens eine andere Pneumatikkomponente, wie einen pneumatischen Verstärker, bereitzustellen. Vorzugsweise bezeichnet eine Pneumatikkomponente eine rein pneumatisch bzw. mechanisch-pneumatisch wirkende Komponente insbesondere frei von Elektronik. Anders gesagt sei klar, dass im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zwischen einerseits reinen Pneumatikkomponenten, andererseits reinen Elektronikkomponenten und ferner elektropneumatischen Hybridkomponenten unterschieden werden kann. Für den Betrieb mit einem brennbaren Pneumatikmedium, insbesondere Erdgas, kann die wenigstens eine Elektronikkomponente, der wenigstens eine elektropneumatische Wandler und/oder der eventuelle wenigstens eine Pneumatiksensor eigensicher betrieben werden. Vorzugsweise stellt ein elektropneumatischer Wandler einen Wandlerdruck mit sehr geringem Volumenstrom bereit.

Die Leiterplatte trägt eine Versorgungselektronik für den elektropneumatischen Wandler. Optional kann die Leiterplatte eine Steuerungs- und/oder Regelungselektronik zum Betätigen des elektropneumatischen Wandlers tragen. Alternativ ist denkbar, dass die Steuerungs- und/oder Regelungselektronik für den elektropneumatischen Wandler auf mehrere Elektronikkomponenten, insbesondere Platinen des Stellungsreglers, vorzugsweise umfassend die Leiterplatte, aufgeteilt ist. Mit Leiterplatte kann im Allgemeinen ein vorzugsweise flächiges Bauteil aus einem elektrisch isolierenden Material, wie einem vorzugsweise faserverstärkten Kunststoffmaterial, einem Keramik-Material, Hartpapier oder dergleichen, bezeichnet sein, an dem elektrische und/oder elektronische Komponenten befestigt sind. Leiterplatten können gebräuchlich als sogenannte Platinen ausgeführt sein. Insbesondere weist die Leiterplatte an wenigstens einer Oberfläche, vorzugsweise an zwei einander gegenüberliegenden Oberflächen, Leiterbahnen auf. Die Leiterbahnen sind vorzugsweise fest an der wenigstens einen Oberfläche der Leiterplatte angebracht, beispielsweise aufgedruckt oder angelötet. Zusätzlich oder alternativ kann die Leiterplatte mit Durchführungen ausgestattet sein, um Leiterbahnen an einer ersten Oberfläche, beispielsweise der Oberseite, mit Leiterbahnen einer zweiten Oberfläche, beispielsweise der Unterseite, elektrisch zu verbinden. Elektrische und/oder elektronische Komponenten, wie Mikrochips, Mikroprozessoren, Widerstände, Kapazitäten, Dioden, Kontaktierungen, Steckanschlüsse oder ähnliches, können an wenigstens einer Oberfläche der Leiterplatte, vorzugsweise unter elektrische Kontaktierung von Leiterbahnen, befestigt, beispielsweise angeklebt, angeklemmt, verschraubt und/oder angelötet, sein. Eine Leiterplatte hat im Allgemeinen eine flächige Gestalt, wobei der Flächenumriss vorzugsweise angepasst an das die Leiterplatte aufnehmende Gehäuse, beispielsweise halbkreisförmig, ausgestaltet sein kann. Die Leiterplatte hat vorzugsweise eine Breitendimension und eine Längendimension, die im Wesentlichen die gleiche Größenordnung aufweisen oder deren Maße um nicht mehr als ein Hundertfaches, insbesondere nicht mehr als ein Zehnfaches, voneinander abweichen. Die Leiterplatte hat eine Dickendimension, die wesentlich geringer ist als die Breitendimension und die Längendimension der Leiterplatte, wobei deren Maß beispielsweise um zumindest das Zehnfache, insbesondere um zumindest das Hundertfache, kleiner ist. Durchführungen oder ähnliches erstrecken sich in der Dickendimension durch die Leiterplatte hindurch.

Das Gehäuse weist zumindest ein Elektronikkompartiment auf, in dem wenigstens eine elektronische Komponente des Stellungsreglers, insbesondere eine Versorgungselektronik, untergebracht ist. Ferner weist das Gehäuse zumindest ein Wandlerkompartiment auf, in dem der elektropneumatische Wandler untergebracht ist. Das Elektronikkompartiment und das Wandlerkompartiment sind voneinander vorzugsweise räumlich getrennt. Insbesondere sind das Elektronikkompartiment und das Wandlerkompartiment voneinander pneumatisch und/oder druckfest getrennt. Ein druckfester Bereich oder druckfestes Kompartiment des Stellungsreglers kann beispielsweise druckfest für eine Umgebung mit explosiver oder entzündlicher Atmosphäre ausgelegt und eingerichtet sein. Beispielsweise können unterschiedliche Bereiche in dem Gehäuse zum Erfüllen der Explosionsschutzanforderungen "Ex d", also der Zündschutzart der druckfesten Kapselung "Ex d", voneinander getrennt sein. Durch die erfindungsgemäße Konstruktion lässt sich ein besonders einfacher, kostengünstig herstellbarer, kompakter und zuverlässiger Stellungsregler realisieren. Vorzugsweise umgibt das Gehäuse einen Innenraum. Das Gehäuse ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass der Innenraum als ein druck-gekapselter Raum ausgebildet ist. Durch die Unterteilung des Innenraums in ein Elektronikkompartiment und ein davon getrenntes Wandlerkompartiment können Korrosion und/oder Verschmutzungen an elektronischen Bauteilen insbesondere auf der Leiterplatte vermieden werden. Vorzugsweise umgibt das Gehäuse das Wandlerkompartiment und das Elektronikkompartiment. Vorzugsweise besteht das Gehäuse aus zumindest zwei lösbar miteinander verbundenen Schalenteilen. Die das Gehäuse bildenden Schalenteile können beispielsweise realisiert sein als ein topfförmiger Grundkörper mit wenigstens einer Öffnung und eine lösbaren Abdeckung, welche die Öffnung in einem betriebsgemäßen Montagezustand vollständig verschließt. Das Gehäuse kann zur vorzugsweise staub- und/oder wassergeschützten Unterbringung elektrischer, elektronischer, elektropneumatischer, pneumatischer und anderer Komponenten ausgelegt und eingerichtet sein. Das Gehäuse kann beispielsweise entsprechend der Schutzart IP65 oder besser ausgebildet sein. Ein Gehäuse zur staub- und/oder wassergeschützten Unterbringung elektrischer Komponenten kann beispielsweise gemäß einer Schutzart des sogenannten International Protection Code (IP-Code) definiert sein. Schutzarten können den Schutzgrad des Gehäuses gegen Berührung, Fremdkörper, Wasser und dergleichen beschreiben. IP-Codes können beispielsweise gemäß IEC 529, EN 60529, DIN VDE 0470-1 in der jeweils 2014 geltenden Fassung festgelegt sein. Die erste Ziffer des IP-Code bezeichnet den Schutz gegen Fremdkörper und Berührung, wobei ein höherer Wert einen ausgeprägteren Schutz bestimmt. Die erste Ziffer kann folgende Bedeutung haben: 3: geschützt gegen feste Fremdkörper größer als 2,5 mm und gegen Berührung mit Werkzeug; 4: geschützt gegen feste Fremdkörper größer als 1 mm und gegen Berührung mit Draht; 5: geschützt gegen Staub und Berührung; 6: Dicht gegen Staub, geschützt gegen Berührung. Die zweite Ziffer des IP-Code betrifft den Schutz gegen Wasser. Die zweite Ziffer kann folgende Bedeutung haben: 3: geschützt gegen Sprühwasser; 4: geschützt gegen Spritzwasser; 5: geschützt gegen Strahlwasser; 6: geschützt gegen starkes Strahlwasser oder schwere See; 7: geschützt gegen zeitweiliges Untertauchen; 8: geschützt gegen dauerhaftes Untertauchen. Das Gehäuse kann beispielsweise wenigstens der Schutzart IP 65, wenigstens IP 66, wenigstens IP 67, wenigstens IP 68 oder wenigstens IP 69 entsprechen.

Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass das Wandlerkompartiment zumindest teilweise durch die Leiterplatte begrenzt ist. Es sei klar, dass die Begrenzung des Wandlerkompartiments durch die Leiterplatte in einem betriebsgemäßen Montagezustand des Stellungsreglers realisiert sein soll. In einem betriebsgemäßen Montagezustand des Stellungsreglers kann durch die Leiterplatte eine druckdichte Trennung in einerseits das Wandlerkompartiment und andererseits das Elektronikkompartiment realisiert sein. Die Leiterplatte kann eine vollständige Begrenzung des Wandlerkompartiments alleine oder in Kombination mit einer oder mehreren weiteren Komponenten des Stellungsreglers, wie einer Tragplatte und/ oder wenigstens einem Dichtelement realisieren. Durch die Verwendung der Leiterplatte des Stellungsreglers in Funktionsunion zum Tragen wenigstens einer elektronischen Komponente und zum Begrenzen des Wandlerkompartiments lässt sich die Anzahl der Bauteile in einem Stellungsregler wie auch der Montageaufwand reduzieren, wobei der Stellungsregler durch die geschickte Anordnung der Leiterplatte besonders geeignet zur Verwendung mit korrosiven oder anderen kritischen Pneumatikmedien ausgestaltet werden kann.

Bei einer Ausführung eines Stellungsreglers gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ist der elektropneumatische Wandler auf einer dem Elektronikkompartiment abgewandten Seite der Leiterplatte angeordnet. Insbesondere trägt die Leiterplatte den elektropneumatischen Wandler. Alternativ oder zusätzlich kann ein, vorzugsweise an der Leiterplatte befestigter, Tragkörper vorgesehen sein, welcher den elektropneumatischen Wandler trägt. Die Leiterplatte kann mittels der Leiterplatte und/oder dem Tragkörper am Gehäuse des Stellungsreglers befestigt sein. Der elektropneumatische Wandler kann an der Wandlerkompartiment-seitigen Seite der Leiterplatte angeordnet, insbesondere befestigt oder befestigbar, beispielsweise einsteckbar, sein. Es kann bevorzugt sein, dass die wenigstens eine elektronische Komponente, insbesondere die Versorgungselektronik, sowie gegebenenfalls die Steuerungs- und/oder Regelungselektronik, auf einer ersten, insbesondere oberen, Seite der Leiterplatte angeordnet ist oder sind und dass der elektropneumatische Wandler auf einer von der ersten Seite abgewandten zweiten, insbesondere unteren, Seite an der Leiterplatte angeordnet ist. Die Leiterplatte kann eine, insbesondere mit wenigen, unempfindlichen und/oder geschützten, Komponenten bestückte oder bestückbare Seite zur Anordnung im Wandlerkompartiment aufweisen sowie eine dazu gegenüberliegende Seite, die geschützt vor kritischen Pneumatikmedium (dem Wandlerkompartiment abgewandt) ausgerichtet ist.

Bei einer anderen Ausführung eines Stellungsreglers gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, die mit den vorigen kombinierbar ist, ist das Wandlerkompartiment geformt durch wenigstens eine Aufnahme, die in einem Wandabschnitt des Gehäuses angeordnet und/oder integral mit dem Gehäuse gebildet, wobei die Aufnahme zumindest teilweise durch die Leiterplatte abgedeckt ist. Vorzugsweise ist der elektropneumatische Wandler zumindest teilweise oder vollständig in dieser Aufnahme angeordnet oder anordenbar. Das Wandlerkompartiment kann geformt sein durch mehrere Aufnahmen, die in einem Wandabschnitt des Gehäuses angeordnet und/oder integral mit dem Gehäuse gebildet und zumindest teilweise durch die Leiterplatte abgedeckt sind. Mehrere das Wandlerkompartiment bildende Aufnahmen können durch Zwischenwände räumlich voneinander getrennt sein, sowie gegebenenfalls pneumatisch und/oder druckfest. Bei einem Gehäuse mit einem Wandlerkompartiment, dass sich aus mehreren Aufnahmen zusammensetzt, kann eine erste Aufnahme als Wandleraufnahme ausgelegt und eingerichtet sein und den elektropneumatischen Wandler aufnehmen und wenigstens eine zweite Aufnahme oder weitere Aufnahmen können weitere elektropneumatische Komponenten, beispielsweise wenigstens einen Pneumatiksensor, aufnehmen. Mithilfe einer pneumatischen und/oder druckdichten Isolierung des mit kritischem Pneumatikmedium befüllbaren Wandlerkompartiments kann eine Verunreinigung oder Beschädigung der in dem Elektronikkompartiment angeordneten Elektronikkomponenten vermieden werden. Für den Betrieb mit einem brennbaren Pneumatikmedium, insbesondere Erdgas, kann die wenigstens eine Elektronikkomponente, der wenigstens eine elektropneumatische Wandler und/oder der eventuelle wenigstens eine Pneumatiksensor eigensicher betrieben werden.

Bei einer Weiterbildung des Stellungsreglers ist wenigstens ein Dichtelement, wie ein Dichtungsring, zwischen der Leiterplatte und einem die Aufnahme umgebenden Gehäusebereich angeordnet, um das Wandlerkompartiment von dem Elektronikkompartiment, insbesondere druckdicht und/oder pneumatisch, zu trennen. Vorzugsweise kann eine druckdichte Trennung für eine Druckdifferenz zwischen einerseits dem Wandlerkompartiment und andererseits im Elektronikkompartiment, oder der einerseits Wandleraufnahme und andererseits dem Elektronikkompartiment und/oder anderen Aufnahmen, von wenigstens 50 mbar, insbesondere wenigstens 100 bar, vorzugsweise wenigstens 1 bar, besonders bevorzugt wenigstens 1 bar, und/oder nicht mehr als 10 bar, insbesondere nicht mehr als 5 bar, vorzugsweise nicht mehr als 2,5 bar, ausgelegt und eingerichtet sein. Das wenigstens eine Dichtelement kann mit der Leiterplatte und/oder dem Gehäuse in einem abdichtenden Berührkontakt angeordnet sein. Es sei klar, dass das wenigstens eine Dichtelement insbesondere in einem betriebsgemäßen Montagezustand in dem Stellungsregler zum fluidischen Isolieren des Wandlerkompartiments angeordnet sein kann.

Bei einer alternativen oder zusätzlichen Weiterbildung des Stellungsreglers weist die Leiterplatte im Bereich des Wandlerkompartiments, insbesondere im Bereich der wenigstens einen Aufnahme eine, vorzugsweise lokal begrenzte, Oberflächenbeschichtung zum Schutz vor Pneumatikmedium auf. Die Oberflächenbeschichtung kann eine Dicke im Bereich von 1 pm bis 1 mm aufweisen, vorzugsweise im Bereich 10 pm bis 300 pm. Vorzugsweise kann die Oberflächenbeschichtung ein Kunststoffmaterial umfassen oder daraus bestehen. Das Kunststoffmaterial der Oberflächenbeschichtung ist vorzugsweise besonders korrosionsresistent gegen das betriebsgemäß vorgesehene Pneumatikmedium. Zusätzlich kann optional eine Einkapselung vorgesehen sein, welche die Leiterplatte zumindest teilweise umgibt und die eine zumindest abschnittsweise Begrenzung einer Kammer und/oder Aufnahme bildet. Eine Oberflächenbeschichtung kann beispielsweise einen Lack umfassen oder daraus bestehen.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführung ist in dem Wandlerkompartiment wenigstens ein Pneumatiksensor angeordnet. Ein Pneumatiksensor kann beispielsweise ein Drucksensor, ein Temperatursensor, ein Luftfeuchtesensor, oder ähnliches, oder eine Kombination mehrerer oder aller der genannten Sensoren sein. Vorzugsweise trägt die Leiterplatte den wenigstens einen Pneumatiksensor. Dabei kann es besonders bevorzugt sein, dass die Elektronikkomponente, insbesondere die Versorgungselektronik sowie gegebenenfalls die Steuerungs- und/oder Regelungselektronik, auf einer ersten, insbesondere oberen, Seite der Leiterplatte angeordnet ist bzw. sind und der Pneumatiksensor auf einer von der ersten Seite abgewandten zweiten, insbesondere unteren Seite. Vorzugsweise ist der wenigstens eine Pneumatiksensor an derselben Seite der Leiterplatte angeordnet oder anordenbar wie der elektropneumatische Wandler. Insbesondere umfasst das Wandlerkompartiment wenigstens eine Aufnahme, in der wenigstens ein Pneumatiksensor angeordnet ist. Diese Aufnahme kann auch als Sensoraufnahme bezeichnet sein. Das Wandlerkompartiment kann insbesondere mehrere Aufnahmen für eine Vielzahl an Pneumatiksensoren aufweisen. Beispielsweise kann der Stellungsregler im Wandlerkompartiment eine Wandleraufnahme und mehrere Sensoraufnahmen umfassen, die voneinander pneumatisch und/oder druckfest getrennt sind. Es sei klar, dass alternativ oder zusätzlich wenigstens ein Pneumatiksensor in der Aufnahme für den elektropneumatischen Wandler angeordnet sein kann. Diese wenigstens eine Aufnahme kann beispielsweise durch eine Einbuchtung des Gehäuses oder dergleichen gebildet sein. Es kann bevorzugt sein, dass im Stellungsregler verschiedene Messstellen vorgesehen sind, und den verschiedenen Messstellen je wenigstens einer der mehreren unterschiedlichen Pneumatiksensoren zugeordnet ist. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung umfasst der Stellungsregler im Wandlerkompartiment mehrere insbesondere weitere Aufnahmen mit darin angeordneten unterschiedlichen Pneumatiksensoren, um unterschiedliche Drücke in dem Stellungsregler zu erfassen, beispielsweise einen Druck des Pneumatikmediums an einem Eingang und/oder Ausgang des elektropneumatischen Wandlers, einen Druck des Pneumatikmediums an einem mit einer Pneumatikquelle verbundenen Versorgungseingang des Stellungsreglers und/oder einen Druck des Pneumatikmediums an einem Stellausgang des Stellungsreglers zum Betätigen eines pneumatischen Stellantriebs. Vorzugsweise bilden die verschiedenen Aufnahmen im Inneren des Gehäuses individuell druckgekapselte Räume. Einzelne druck-gekapselte Räume sind in Relation zu einander druckdicht. Der dem Wandlerkompartiment zugeordnete Teilbereich, der den elektropneumatischen Wandler aufnimmt, bildet einen ersten individuell druckgekapselten Raum. Mehrere einzelne, dem Wandlerkompartiment zugeordnete Teilbereiche, die je wenigstens einen oder genau einen Pneumatiksensor aufnehmen, bilden mehrere zweite individuell druck-gekapselten Räume. Ein Austausch an Pneumatikmedium in einen und/oder aus einem druck-gekapselten Raum ist in betriebsgemäßem Zustand vorzugsweise ausschließlich mittels einer bestimmten Anzahl vorbestimmter Pneumatikleitungen möglich, vorzugsweise genau einer Pneumatikleitung, genau zwei Pneumatikleitungen oder genau drei Pneumatikleitungen. Vorzugsweise ist der erste druck-gekapselte Raum mittels genau zwei Pneumatikleitungen, nämlich der Belüftungsleitung und einem Abluftkanal, ausgestattet. Bevorzugt weisen die zweiten druck-gekapselten Räume je nur genau eine einzige Pneumatikleitung auf. Das Elektronikkompartiment kann einen weiteren individuell druck-gekapselten Raum realisieren, wobei das Elektronikkompartiment frei von einer oder mit genau einer, insbesondere als Entlüftungsleitung ausgeführten, Pneumatikleitung ausgestattet sein kann. Optional kann das Pneumatikkompartiment einen zusätzlichen individuell druck-gekapselten Raum bilden. Die Anzahl der Pneumatikleitungen, mit denen das Pneumatikkompartiment ausgestattet ist, kann vorzugsweise der Summe der Pneumatikleitungen des erste und des zweiten druck-gekapselten Raums entsprechen.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Stellungsregler vorgesehen, der einen elektropneumatischen Wandler, eine Leiterplatte mit einer Versorgungselektronik, und ein Gehäuse umfasst, welches ein Wandlerkompartiment und ein davon getrenntes Elektronikkompartiment aufweist. Der erste und der zweite Aspekt der Erfindung sind miteinander kombinierbar.

Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass das Wandlerkompartiment einen Abluftkanal zum Abführen von Pneumatikmedium von dem elektropneumatischen Wandler an eine Sammelleitung für Abluft und/ oder zum Abführen von Pneumatikmedium in ein Pneumatikkompartiment aufweist. Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung kann der Stellungregler ein Pneumatikkompartiment aufweisen, in dem zumindest eine Pneumatikkomponente, wie ein pneumatischer Verstärker, ein Druckminderer oder ein Durchflussbegrenzer, untergebracht ist. Vorzugsweise weist das Gehäuse neben dem Wandlerkompartiment und dem Elektronikkompartiment das Pneumatikkompartiment auf. Beispielsweise kann das Gehäuse einen in Elektronikkompartiment und Wandlerkompartiment unterteilten oder unterteilbaren Innenraum aufweisen und, von dem Innenraum durch eine Umfangswand, einen Wandabschnitt oder dergleichen getrennt, das Pneumatikkompartiment. Des Pneumatikkompartiment kann beispielsweise durch einen Seitenraum realisiert sein, der eine vollständig durch eine Abdeckung verschließbaren Öffnung aufweist. Vorzugsweise bezeichnet eine Pneumatikkomponente eine rein pneumatisch bzw. mechanisch-pneumatisch wirkende Komponente insbesondere frei von Elektronik. Anders gesagt sei klar, im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zwischen einerseits reinen Pneumatikkomponenten, andererseits reinen Elektronikkomponenten und ferner elektropneumatischen Hybridkomponenten unterschieden werden kann. Mithilfe des Abluftkanals und/oder der Sammelleitung kann kritisches Pneumatikmedium unter Umgehung elektronischer Komponenten, vorzugsweise aller elektronischen Komponenten, aus dem Wandlerkompartiment abgeführt werden. Vorzugsweise wird die Abluft des Stellungsreglers, insbesondere dessen elektropneumatischen Wandlers, beabstandet zu empfindlichen Bauteilen, insbesondere Elektronikkomponenten, der elektronischen Einheit abzuführen. Die Abluft des elektropneumatischen Wandlers wird vorzugswese in einer separaten Abluftkammer gefangen, die gegen das Elektronikkompartiment abgedichtet ist. Der Abluftkanal unterstützt die druck- Kapselung einerseits des im Wandlerkompartiment bzw. einem Teilbereich davon aufgenommenen elektropneumatischen Wandlers und andererseits des Elektronikkompartiments. Der dem Wandlerkompartiment zugeordnete Teilbereich, der den elektropneumatischen Wandler aufnimmt, bildet einen ersten individuell druck-gekapselten Raum, aus dem Abluft nur kontrolliert durch den Abluftkanal entweicht. Das Elektronikkompartiment kann einen weiteren individuell druck-gekapselten Raum realisieren, sodass vorteilhafterweise sichergestellt sein kann, dass die Elektronikkomponenten im Elektronikkompartiment vor verunreinigter Abluft geschützt sind.

Gemäß einer Weiterbildung des zweiten Aspekt der Erfindung ist in oder an dem wenigstens einen Abluftkanal und/oder der wenigstens einen Sammelleitung eine Zünddurchschlagsperre, insbesondere ein Sinterfilter, angeordnet. Die Sammelleitung und/oder der Abluftkanal ist in ihrem Querschnitt vorzugsweise zumindest entlang eines Kanalabschnitts vollflächig mit der Zünddurchschlagsperre belegt. Eine solche Ausführung kann insbesondere zur Verwendung des Stellungsreglers mit einem entzündlichen oder explosionsgefährdeten Pneumatikfluid und/oder in einer entzündlichen und/oder explosionsgefährdeten Umgebung vorteilhaft sein, um die Folgen einer eventuellen Funkenbildung oder ähnlichem am elektropneumatischen Wandler lokal zu begrenzen. Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung ist ein Stellungsregler vorgesehen, der einen elektropneumatischen Wandler, eine Leiterplatte mit einer Versorgungselektronik, und ein Gehäuse umfasst, welches ein Wandlerkompartiment und ein davon getrenntes Elektronikkompartiment aufweist. Der dritte Aspekt der Erfindung ist mit dem ersten und/oder zweiten Aspekt der Erfindung kombinierbar.

Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung ist ein Pneumatikkompartiment vorgesehen, in dem zumindest eine Pneumatikkomponente, wie ein pneumatischer Verstärker, ein Druckminderer oder ein Durchflussbegrenzer, untergebracht ist. Vorzugsweise weist das Gehäuse neben dem Wandlerkompartiment und dem Elektronikkompartiment das Pneumatikkompartiment auf. Beispielsweise kann das Gehäuse einen in Elektronikkompartiment und Wandlerkompartiment unterteilten oder unterteilbaren Innenraum aufweisen und, von dem Innenraum durch eine Umfangswand, einen Wandabschnitt oder dergleichen getrennt, das Pneumatikkompartiment. Des Pneumatikkompartiment kann beispielsweise durch einen Seitenraum realisiert sein, der eine vollständig durch eine Abdeckung verschließbare Öffnung aufweist. Bei dem dritten Aspekt der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass das Elektronikkompartiment von dem Wandlerkompartiment wie auch von dem Pneumatikkompartiment vorzugsweise räumlich getrennt ist. Es sei klar, dass sich die Trennung des Pneumatikkompartiment in Relation zum Elektronikkompartiment und dem Wandlerkompartiment auf einen betriebsgemäßen Montagezustand des erfindungsgemäßen Stellungsreglers bezieht. Die Unterteilung in Wandlerkompartiment, Elektronikkompartiment und Pneumatikkompartiment kann beispielsweise durch in das Gehäuse einsetzbare und/ oder integral mit dem Gehäuse gebildete Barrieren, wie Trennwände, realisiert sein. Die Unterteilung in Wandlerkompartiment, Elektronikkompartiment und Pneumatikkompartiment kann optional durch ein mehrteiliges Gehäuse realisiert sein, wobei in einem Vormontagezustand eines oder mehrere der Kompartimente miteinander in unterschiedlichen der zusammensetzbaren Teile des Gehäuses oder ungeteilt innerhalb eines Teils des Gehäuses angeordnet sein können und wobei in einem betriebsgemäßen Montagezustand die Kompartimente voneinander getrennt vorliegen. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass in dem Vormontagezustand wenigstens ein Gehäuseteil bereitgestellt ist, welcher ungeteilt oder mit einer Teilung, beispielsweise eine Trennwand, zum Bilden zwei der drei vorgenannten Kompartimente bereitsteht, beispielsweise das Elektronikkompartiment und das Wandlerkompartiment, wobei in dem betriebsgemäßen Montagezustand das dritte Kompartiment, beispielsweise das Pneumatikkompartiment, durch wenigstens ein weiteres, insbesondere mit dem Gehäuse verbindbares, Gehäusemodul bereitgestellt wird. Insbesondere sind das Wandlerkompartiment und das Pneumatikkompartiment voneinander pneumatisch und/oder drucktest getrennt. Optional ist das Elektronikkompartiment von dem Wandlerkompartiment pneumatisch und/oder drucktest getrennt. Insbesondere ist das Elektronikkompartiment von dem Wandlerkompartiment sowie gegebenenfalls dem Pneumatikkompartiment pneumatisch isoliert.

Bei einer Weiterbildung des Stellungsreglers gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung ist wenigstens eine Pneumatikleitung vorgesehen, welche das Wandlerkompartiment, insbesondere die wenigstens eine Aufnahme, wie die Wandleraufnahme oder eine Sensoraufnahme, mit dem Pneumatikkompartiment verbindet. Eine Pneumatikleitung, welche von dem Wandlerkompartiment ausgeht, kann beispielsweise durch eine Sammelleitung und/oder einen Abluftkanal wie oben bezüglich des zweiten Aspekts der Erfindung beschrieben, realisiert sein. Vorzugsweise weist das Gehäuse einen Wandabschnitt auf, der vorzugsweise das Wandlerkompartiment zumindest teilweise begrenzt, und wenigstens eine Pneumatikleitung erstreckt sich durch diesen Wandabschnitt und/ oder Boden. Es ist denkbar, dass zwei oder mehr, insbesondere voneinander getrennte, Pneumatikleitungen ausgehend von dem Wandlerkompartiment zu dem Pneumatikkompartiment führen. Beispielsweise kann das Wandlerkompartiment mit einem Abluftkanal ausgestattet sein, um Abluft des elektropneumatischen Wandlers abzuführen und einer als Zuluftkanal realisierten Pneumatikleitung. Zusätzlich könnten einzelnen Sensorkompartimenten je wenigstens eine Pneumatikleitung zur fluidischen Kommunikation mit einer jeweiligen Messstelle im Bereich des Pneumatikkompartiment zugeordnet sein.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist wenigstens eine Zünddurchschlagsperre, insbesondere ein Sinterfilter, in der wenigstens einen Pneumatikleitung angeordnet. Insbesondere ist in wenigstens einer Pneumatikleitung zwischen dem Pneumatikkompartiment und dem elektropneumatischen Wandler wenigstens eine Zünddurchschlagsperre angeordnet. Alternativ oder zusätzlich ist in wenigstens einer Pneumatikleitung zwischen dem Pneumatikkompartiment und dem wenigstens einen Pneumatiksensor eine Zünddurchschlagsperre angeordnet. Vorzugsweise sind die mehreren Pneumatikleitungen insbesondere alle mit wenigstens einer jeweiligen Zünddurchschlagsperre, insbesondere einem Sinterfilter, ausgestattet. Indem die elektropneumatischen Komponenten, wie der elektropneumatische Wandler sowie gegebenenfalls Pneumatiksensoren, vorzugsweise vereinzelt in Kammern des Wandlerkompartiments angeordnet und mittels jeweiliger Pneumatikleitungen mit anderen pneumatischen und/oder elektropneumatischen Komponenten oder der Umgebung verbunden sind, die mit Zünddurchschlagsperre belegt sind, kann das Schadensrisiko infolge von Fehlfunktionen der einzelnen elektropneumatischen Komponenten minimiert werden.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung des Stellungsreglers gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung weist das Gehäuse einen das Pneumatikkompartiment zumindest teilweise ausbildenden, insbesondere umgebenden, Gehäuseabschnitt auf, der eine Pneumatikschnittstelle zum Anschließen der wenigstens einen Pneumatikkomponente, vorzugsweise mehrerer Pneumatikkomponenten, besonders bevorzugt aller Pneumatikkomponenten des Stellungsreglers umfasst, wobei diese Pneumatikschnittstelle in fluidischer Verbindung mit dem Wandlerkompartiment steht. Die Pneumatikkomponente oder Pneumatikkomponenten ist bzw. sind vorzugsweise in einem, insbesondere gemeinsamen und/oder bauteileinheitlichen, Pneumatikmodul enthalten. Durch Integration einer oder vorzugsweise mehrerer Pneumatikkomponenten in ein einziges gemeinsames Pneumatikmodul kann der Aufbau und die Montage des Stellungsreglers besonders einfach gestaltet sein. Eine solche modulare Ausgestaltung des Stellungsreglers ohne größere Umbauten über verschiedene Montagezustände von kleinen Bauteilen ist ein großer Vorteil.

Bei einer Ausführung eines Stellungsreglers gemäß dem ersten, zweiten und/oder dritten Aspekt der Erfindung ist die die Leiterplatte von einer Einkapselung, insbesondere einem Verguss, umhüllt. Alternativ oder Zusätzlich ist die Versorgungselektronik von einer Einkapselung, insbesondere einem Verguss, umhüllt. Zusätzlich kann die Einkapselung eine eventuelle Steuerungs- und/oder Regelungselektronik umhüllen. Insbesondere bildet die Einkapselung ein vorzugsweise druckdichtes pneumatisches Dichtelement zum Trennen des Elektronikkompartiments von dem Wandlerkompartiment. Alternativ oder zusätzlich versiegelt insbesondere die Einkapselung die Leiterplatte und/oder die Versorgungselektronik gegenüber dem Elektronikkompartiment oder versiegelt sie zumindest im Wesentlichen. Die Leiterplatte kann durch die Einkapselung zumindest abschnittsweise in wenigstens einem Bereich oder mehreren Bereichen gegenüber dem Elektronikkompartiment versiegelt oder zumindest im Wesentlichen versiegelt sein, wo wenigstens eine Elektronikkomponente und/oder elektrische Leiterbahn an der Leiterplatte befestigt ist. Es kann bevorzugt sein, dass sämtliche Elektronikkomponenten und/oder elektrische Leiterbahnen an der Elektronikkompartiment-seitigen Oberfläche der Leiterplatte mit der wenigstens einen Einkapselung überzogen sind. Insbesondere für die Verwendung mit einem explosiven und/oder entzündbaren Gas, beispielsweise Erdgas, als Pneumatikfluid kann die Leiterplatte sowie gegebenenfalls der Tragkörper insbesondere innerhalb des Gehäuses komplett vergossen werden, wobei lediglich wenigstens ein Stecker zur elektrischen Kontaktierung der wenigstens einen elektronischen Komponente, wie der Versorgungselektronik, und/oder ein kleiner Bereich der Leiterplatte im Umfeld der Kontakte für den elekropneumatischen Wandler und/oder den wenigstens einen Pneumatiksensor frei bleibt bzw. bleiben.

Gemäß einer besonderen Ausführung eines Stellungsreglers gemäß dem ersten, zweiten und/oder dritten Aspekt der Erfindung weist das Elektronikkompartiment eine Entlüftungsleitung zum Ausgleichen einer Druckdifferenz, insbesondere eines Überdrucks oder eines Unterdrucks, gegenüber der Umgebung des Stellungsreglers auf. Insbesondere ist die Entlüftungsleitung fern des Wandlerkompartiments, insbesondere deren Aufnahmen, d. h. der Wandleraufnahme und der gegebenenfalls mehreren Sensoraufnahmen, angeordnet. Das Elektronikkompartiment ist vorzugsweise pneumatisch und/oder druckfest, von dem Wandlerkompartiment sowie gegebenenfalls dem Pneumatikkompartiment getrennt ausgebildet, kommuniziert also nicht fluidisch mit dem oder den anderen Kompartiment(en).Über die Entlüftungsleitung kann das Elektronikkompartiment, insbesondere unabhängig von einem eventuellen angebauten Pneumatikmodul, der Pnumatikkammer bzw. dem Betriebsmedium, geschlossen oder be- bzw. entlüftet werden. Bei einem luftdicht verschlossenen Elektronikkompartiment bestünde die Möglichkeit, dass sich infolge von Temperaturdifferenzen zur Umgebung ein Differenzdruck zur Atmosphäre einstellt. Bei einer solchen Auslegung besteht das Risiko, das beispielsweise infolge eines unvermittelt eintretenden Gewitterregens oder dergleichen ein zuvor sonnenbeschienenes Gehäuse schlagartig abkühlt. Dabei würde innerhalb des verschlossenen Kompartiments ein Unterdrück in Relation zur Umgebung erzeugt, der Regenwasser aus der Umgebung durch Spalte einsaugen könnte. Eine Be- bzw. Entlüftung des Elektronikkompartiments über die Entlüftungsleitung vermag diesem Effekt wirksam vorzubeugen.

Bei einer Weiterbildung des Stellungsreglers mit Entlüftungskanal weist die Entlüftungsleitung eine Mündung auf, die von einem insbesondere lösbaren Abdeckteil vorzugsweise vollständig bedeckt ist. Alternativ oder zusätzlich ist in der Entlüftungsleitung eine Zünddurchschlagsperre, insbesondere ein Sinterfilter, angeordnet. Vorzugsweise ist die Zünddurchschlagsperre vor dem Abdeckteil angeordnet. Die Zünddurchschlagsperre belegt die Entlüftungsleitung bevorzugt zwischen dem an der Mündung angeordneten Abdeckteil und dem Elektronikkompartiment. Das Abdeckteil kann beweglich ausgeführt sein. Das Gehäuse des Stellungsreglers und das Abdeckteil sind vorzugsweise derart auf einander abgestimmt, dass das Abdeckteil in wenigstens einer ersten und wenigstens einer zweiten vorbestimmten Abdeckstellung montierbar ist. Das Abdeckteil und das Gehäuse können zum Festlegen vorbestimmter Stellungen mit wenigstens einer Positionierhilfe ausgestattet sein, beispielsweise kann das Gehäuse einen Vorsprung und das Abdeckteil eine oder einen zu dem Vorsprung komplementäre Öffnung oder Rücksprung haben. Das Abdeckteil kann in einer ersten Abdeckstellung an der Mündung positionierbar sein, in welcher das Abdeckteil das Elektronikkompartiment, vorzugsweise luftdicht, verschließt. Das Abdeckteil kann in einer zweiten Abdeckstellung an der Mündung positionierbar sein, in welcher die Entlüftungsleitung durch das Abdeckteil zu Umgebung geöffnet ausgebildet ist. Das Abdeckteil kann wenigstens einen Belüftungsbereich aufweisen, in dem beispielsweise eine Durchgangsbohrung oder ein Nutkanal angeordnet ist, durch die bzw. den die Mündung mit der Umgebung fluidisch kommuniziert. Das Abdeckteil kann zumindest bereichsweise als ein Verschlussteil zum abdichtenden Verschließen der Entlüftungsleitung ausgelegt sein.

Gemäß einer alternativen Ausführung eines Stellungsreglers nach dem ersten, zweiten und/oder dritten Aspekt der Erfindung verbindet ein Ventilations kanal das Elektronikkompartiment mit dem Wandlerkompartiment fluidisch. Die Belüftung des Elektronikkompartiments, insbesondere zur Vermeidung von Unterdrück, kann hierbei durch den Ventilationskanal zum Wandlerkompartiment erfolgen. Eine solche Ausführung kann beispielsweise zweckmäßig sein bei der Verwendung des Stellungsreglers mit einem unkritischen Pneumatikfluid, wie Umgebungsluft. Es kann bevorzugt sein, dass diese alternative Ausführung des Stellungsreglers in Kombination mit einer Leiterplatte ohne Einkapselung realisiert ist. Ein Ventilationskanal kann beispielsweise in einem Kontaktbereich der Leiterplatte und des Gehäuses und/oder in einem Kontaktbereich der Leiterplatte und des Tragkörpers wenigstens ein Durchgang angeordnet sein. Vorzugsweise ist der Bereich des Ventilationskanals frei von Dichtelementen ausgeführt.

Gemäß einer Weiterbildung ist der Ventilationskanal realisiert durch wenigstens eine Öffnung, wie eine Nut, in einem Dichtungssitz an der Leiterplatte, dem Tragkörper oder dem Gehäuse, wobei der Dichtungssitz zum Aufnehmen eines Dichtelements, wie eines Dichtungsrings, ausgelegt und eingerichtet ist. Bei dieser Weiterbildung ist der Dichtungssitz nicht mit dem einsetzbaren Dichtelement belegt. Beispielsweise kann ein Ventilationskanal am Umfangsrand einer Ringnutaufnahme für einen zwischen Tragkörper und Leiterplatte einsetzbaren Dichtring unter Auslassung dieses Dichtrings realisiert sein.

Bei einer weiteren beispielhaften Weiterbildung des Stellungsreglers mit Entlüftungskanal weist die Entlüftungsleitung eine Mündung auf, die von einem insbesondere lösbaren Abdeckteil vorzugsweise vollständig bedeckt ist. Zwischen der Mündung und dem Abdeckteil kann eine Membran angeordnet sein. Die Membran kann dabei so ausgelegt sein, dass sie insbesondere ausschließlich in der geöffneten Stellung des Abdeckteils- oder plättchens wirkaktiv ist. Die Membran wirkt als ein Druckausgleichselement. Es sind auch Ausgestaltungen mit einem von einer Membran verschieden ausgebildeten Druckausgleichselement denkbar. Die Membran bzw. das Druckausgleichselement kann am Gehäuse, einer Innenwand oder an dem Abdeckteil angebracht, wie aufgeklebt, sein oder zwischen dem Abdeckteil und dem Gehäuse, insbesondere direkt oder über ein Dichtelement, verklemmt sein. Alternativ kann das Abdeckteil derart vor der Mündung angeordnet sein, dass ein Abschnitt des Abdeckteils, der frei von Durchgangsöffnungen, Nutkanälen und dergleichen ist, den Entlüftungskanal bedeckt. Zwischen dem Abdeckteil und der Außenwand kann ein die Mündung ringförmig umgebendes Dichtelement angeordnet sein. Die Membran kann einstückig mit dem Dichtelement als ein Druckausgleichselement mit aufgeklebtem Runddichtring (beispielsweise als Normteil) realisiert sein. In der geschlossenen Stellung des Abdeckteils kann die Entlüftungsleitung mithilfe des Dichtelements verschlossen bzw. abgedichtet werden. In einem Zustand, wobei das Abdeckteil die Mündung zu einem Verschließen des Elektronikkompartiments verdeckt, ist es alternativ denkbar, dass die Membran bzw. ein Druckausgleichselement entfällt bzw. nicht montiert ist. Das Dichtelement kann lösbar an die Membran und/oder die Mündung anlegbar sein, wobei insbesondere das Elektronikkompartiment flexibel mit einer Umgebung verbunden bzw. von dieser getrennt werden kann. Es ist denkbar, dass das Gehäuse einen Aufbewahrungsbereich, insbesondere in Form einer Ausnehmung, ausbildet, in die das Dichtelement in einem von der Membran und/oder der Mündung getrennten Zustand aufbewahrt werden kann. Vorzugsweise ist der Aufbewahrungsbereich in einem an dem Gehäuse befestigten Zustand des Abdeckteils von dem Abdeckteil verdeckt. Bevorzugt ist das Dichtelement in einem an dem Gehäuse befestigten Zustand des Abdeckteils über das Abdeckteil in dem Aufbewahrungsbereich gehalten und ist insbesondere bei einem Ändern des Zustands des Abdeckteils aus dem Aufbewahrungsbereich beispielsweise zu einer Montage an der Membran bzw. der Mündung, vorzugsweise zu einem Trennen des Elektronikkompartiments von der Umgebung, entnehmbar.

Bevorzugte Ausführungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Weitere Eigenschaften, Vorteile und Merkmale der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung von bevorzugten Ausführungen der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen deutlich, in denen zeigen:

Figur i eine Querschnittsansicht einer ersten Ausführung eines erfindungsgemäßen Stellungsreglers;

Figur 2 eine Querschnittsansicht einer zweiten Ausführung eines erfindungsgemäßen Stellungsreglers mit einem die Leiterplatte einhüllenden Verguss;

Figur 3 eine andere Querschnittsansicht des Stellungsreglers gemäß Figur 2;

Figur 4 eine Draufsicht in den Innenraum des Stellungsreglers nach Figur 2; Figur 5 eine Draufsicht in den Innenraum des Stellungsreglers nach Figur 4 ohne Tragkörper und Leiterplatte;

Figur 6 eine perspektivische Detailansicht einer Tragplatte aus einer ersten Richtung;

Figur 7 eine perspektivische Detailansicht der Tragplatte nach Figur 6 aus einer zweiten Richtung;

Figur 8 eine Schnittansicht durch die Tragplatte mit daran befestigter Leiterplatte;

Figur 9 eine perspektivische Detailansicht der Leiterplatte;

Figur 10 eine Detailansicht eines Abdeckteils zum Bedecken eines Entlüftungskanals aus dem Elektronikkompartiment durch das Gehäuse eines erfindungsgemäßen Stellungsreglers;

Figur 11 eine Schnittansicht durch das Abdeckteil mit Durchgansbohrungen und den Entlüftungskanal gemäß Figur 10;

Figur 12 eine Detailansicht des Abdeckteils;

Figur 13 eine Ansicht des Gehäuses des Stellungsreglers nach Figur 10 von unten;

Figur 14 eine Detailansicht eines alternativen Abdeckteils mit Nutkanälen;

Figur 15 eine Querschnittsansicht des Stellungsreglers nach Figur 10; und

Figur 16 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Stellungsreglers.

In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungen anhand der Figuren werden zur Vereinfachung der Lesbarkeit dieselben oder ähnliche Komponenten mit denselben oder ähnlichen Bezugszeichen versehen.

Es sei klar, dass die hier verwendeten Richtungsangaben relativ zueinander zu verstehen sind und auf die Abbildungen bezogen sind und nicht als Einschränkung bezüglich der Einbausituation zu verstehen sind. Ein erfindungsgemäßer Stellungsregler ist im Allgemeinen mit dem Bezugszeichen 1 versehen. Eine erste Ausführung eines Stellungsreglers i ist in Figur i und eine andere Ausführung eines Stellungsreglers 1 mit einem Verguss 53 in Figur 2 dargestellt.

Der in Figur 1 gezeigte Stellungsregler 1 umfasst als wesentliche Bestandteile einen elektropneumatischen Wandler 3, der nachfolgend exemplarisch als Strom-Druck- Wandler bezeichnet sein kann, und eine Leiterplatte 5, die nachfolgend exemplarisch als Platine bezeichnet sein kann. Die Leiterplatte 5 ist im Wesentlichen flach. Zum Einsetzen in ein zylindrisches Gehäuse 11 kann die Leiterplatte 5 einen teilring- oder teilkreis-förmigen Querschnitt haben.

Die Leiterplatte 5 ist mit elektrischen Leiterbahnen (nicht im Detail dargestellt) und wenigstens einer Elektronikkomponente, die auch als elektronische Komponente bezeichnet sein kann, bestückt. Auf der Leiterplatte 5 sind Elektronikkomponenten angeordnet, die die Versorgungselektronik 50 realisieren. Andere Elektronikkomponenten umfassen beispielsweise einen Steckverbinder 55 zum elektrischen und/oder signalübertragungsgemäßen Anbinden der Versorgungselektronik 50 Leiterplatte 5 beispielsweise an eine Versorgungseinheit, eine übergeordnete Steuereinheit oder dergleichen, des Stellungsreglers 1 (nicht im Detail dargestellt). Der elektropneumatische Wandler 3 ist an die Leiterplatte 5 angeschlossen. Der elektropneumatische Wandler 3 kann fest, beispielsweise durch Löten, mit der Leiterplatte 5 verbunden sein. Alternativ kann der elektropneumatische Wandler 3 mit einem Stecker und die Leiterplatte zum mit einer dazu korrespondierenden Buchse bzw. Steckeraufnahme 57 ausgestattet sein. Die Leiterplatte 5 ist auch mit einer (nicht näher dargestellten) Versorgungselektronik für den elektropneumatischen Wandler 3 ausgestattet. Ferner kann die Leiterplatte mit einer Steue rungs- und/oder Regelungselektronik, oder Teilen davon, zum Betätigen des elektropneumatischen Wandlers 3 bestückt sein. Bei den nachfolgend beschriebenen exemplarischen Ausführungen ist die Platine 5 außerdem mit einer oder mehreren elektropneumatischen Komponenten bzw. Hybridkomponenten bestückt.

Der Stellungsregler 1 umfasst ein Gehäuse 11. Das Gehäuse umgibt einen Innenraum

100. Die Leiterplatte 5 und der elektropneumatische Wandler 3 sind innerhalb des Gehäuses 11 angeordnet. Die Leiterplatte 5 ist zweckmäßigerweise derart innerhalb des Gehäuses 11 angeordnet, dass sie es auftrennt in einerseits ein Elektronikkompartiment 110, in dem wenigstens eine elektronische Komponente des Stellungsreglers 1 angeordnet ist, und andererseits ein Wandlerkompartiment 130, in dem der elektropneumatische Wandler 3 untergebracht ist. Die Leiterplatte 5 ist ein bevorzugt einteiliger flächiger Körper mit einer Oberseite 51 und einer Unterseite 52. Ausgehend von der Oberseite 51 dehnt sich das Elektronikkompartiment 110 aus und ausgehend von der Unterseite 52 das Wandlerkompartiment 130. Die Elektronikkomponente ist an der Oberseite 51 angeordnet. Der elektropneumatische Wandler 3 ist an der Unterseite 52 angeordnet, wie exemplarisch in den Figuren 7 und 8 abgebildet. An der Unterseite 52 zusätzlich zu neben dem elektropneumatischen Wandler 3 beispielsweise vier Pneumatiksensoren 4 angeordnet sein (Figur 9).

Die Leiterplatte 5 ist in einer betriebsgemäßen Montageanordnung des Stellungsreglers 1 in dessen Innenraum 100 untergebracht. Im betriebsgemäßen Montagezustand des Stellungsreglers 1 ist der Innenraum 100 in das Elektronikkompartiment 110 und das Wandlerkompartiment 130 unterteilt. Die Leiterplatte 5 ist fest mit dem Gehäuse 11 verbunden, beispielsweise festgeschraubt. Figur 2 zeigt die Befestigung der Leiterplatte 5 an dem Gehäuse 11 mittels einer Befestigungsschraube 109, die die Leiterplatte 5 am den Innenraum 100 begrenzenden Boden 115 des Gehäuses 11 hält. Am Boden 115 des Gehäuses 10 ist eine zu der Leiterplatte 5 komplementäre Vertiefung 105 eingelassen, in welche die Leiterplatte 5 eingesetzt ist.

Wie beispielsweise in den Ausführungen von Stellungsreglern 1 gemäß den Figuren 1, 2 oder 15 dargestellt, kann die Leiterplatte 5 mittels eines Tragkörpers 6 an dem Gehäuse 11 befestigt sein. Der Tragkörper 6 ist in dem betriebsgemäßen Montagezustand zwischen der Leiterplatte 5 und die Boden 115 des Gehäuses 11 angeordnet. Der Tragkörper 6 hat einen Tragabschnitt 60, der gemeinsam mit der Leiterplatte 5 in die Vertiefung 105 eingesetzt ist. Zwischen der Platine 5 und der Umfangswand 120 des Gehäuses 11 ist ein Freiraum 125 bereitgestellt. Zwischen dem Tragkörper 6 und der Leiterplatte 5 ist abschnittsweise ein Hohlraum oder eine Kavität 65 gebildet. Figur 6 zeigt eine exemplarische Ausführung eines Tragkörpers 6 mit im Wesentlichen ringscheibenförmiger Gestalt. Der Tragkörper 6 kann in drei Bereiche untergliedert werden, nämlich den Tragabschnitt 6o, einen dazu versetzten Sitzabschnitt 62, und eine den Tragabschnitt 60 mit dem Sitzabschnitt 62 verbindende Stufe 63. Die Leiterplatte 5 ist im Bereich des Tragabschnitts 60 angeordnet. Falls eine feste Verbindung der Leiterplatte 5 mit dem Tragkörper 6 gewünscht ist, können mehrere (nicht im Detail dargestellte) Befestigungsmittel, wie Schrauben oder Clips, vorgesehen sein. Die Befestigungsmittel können dazu ausgelegt sein, die Leiterplatte 5 gegen den Tragkörper 6 vorzuspannen. Der Tragkörper 6 ist von einer Durchführung 61 für den elektropneumatischen Wandler 3 sowie weiteren Durchführungen 64 für die Pneumatiksensoren 4 durchdrungen (vgl. Fig. 3). Die Durchführungen 61, 64 sind im Tragabschnitt 60 gebildet.

Der Sitzabschnitt 62 kann zumindest abschnittsweise formkomplementär zum Innenraum 100 des Gehäuses 10 gebildet sein, um eine eindeutige Stellung der Tragplatte 6 und der gegebenenfalls daran vormontierten Leiterplatte 5 festzulegen. Beispielsweise kann der Sitzabschnitt 62 mit einem oder mehreren zum Gehäuse 11 formangepassten Vorsprüngen 66 und/oder Rücksprüngen ausgestattet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Tragplatte 6 exzentrische Montagehilfen 67 aufweisen, um beispielsweise bei einem Gehäuse 11 im Wesentlichen zylindrischer Gestalt etwa mit der Innenseite einer Umfangswand 120 und/oder anderer Wandabschnitte zu kooperieren.

Die Figuren 2 und 3 zeigen eine Ausführung eines Stellungsreglers 1, bei dem die Leiterplatte 5 mithilfe eines Verguss 53 eingekapselt ist. Der Verguss 53 umhüllt den Großteil der Leiterplatte 5. Die Oberseite 51 der Leiterplatte 5 ist mit Ausnahme des Steckverbinders zur 55 vollständig von dem Verguss 53 bedeckt, wodurch die an der Oberfläche 51 der Leiterplatte 5 angeordneten elektrischen Leiterbahnen und Elektronikkomponenten isoliert und vor korrosiven Einflüssen geschützt sind. Der Verguss 53 kann beispielsweise durch einen lufthärtenden Kunststoff, beispielsweise aus Polyurethan, realisiert sein. Es kann zweckmäßig sein, dass zunächst die Leiterplatte 5 an dem Tragkörper 6 befestigt und sodann gemeinsam in den Innenraum 100 eingesetzt wird und anschließend mit dem Verguss 53 überzogen wird. Falls die Leiterplatte 5 im Innenraum 100 mit Vergussmaterial übergossen und dadurch eingekapselt wird, können die Kavität 65 und der Freiraum 125 teilweise oder sogar vollständig mit dem Verguss 53 ausgefüllt werden. Der Verguss 53 kann eine formschlüssige Verbindung der Leiterplatte 5 mit dem Gehäuse 11 realisieren. Der Verguss 53 kann ein Dichtelement bilden, welches bewirkt oder zumindest dazu beiträgt, dass das Wandlerkompartiment 130 fluidisch, vorzugsweise druckdicht, von dem Elektronikkompartiment 110 abgetrennt wird.

Im betriebsgemäßen Montagezustand des Stellungsreglers 1 kann wenigstens ein Dichtelement zur pneumatischen und/oder druckdichten Trennung des Elektronikkompartiments 110 vom Wandlerkompartiment 130 vorgesehen sein. Das wenigstens eine Dichtelement wird hierzu zweckmäßigerweise zwischen der Leiterplatte 5 und dem Gehäuse 11 angeordnet. Dichtelemente können beispielsweise durch Dichtungsringe realisiert sein.

Figur 6 zeigt die Oberseite 71 eines Tragkörpers 6, wo ein Dichtungsring 152 in einer die Durchführung 61 umgebenden Aufnahme eingesetzt ist. Auch die weiteren Durchführungen 64 sind an der Oberseite 71 des Tragkörpers 6 mit einem jeweiligen Dichtungsring 142 ausgestattet. Im Bereich der Durchführungen 61, 64 steht der Tragkörper 6 im betriebsgemäßen Einbauzustand beispielsweise gemäß den Figuren 2 und 3 in einem Berührkontakt mit der Unterseite 52 der Leiterplatte 5. In dem betriebsgemäßen Einbauzustand dichten die Dichtungsringe 152, 142 zwischen dem Tragkörper 6 und der Leiterplatte 5 ab.

Figur 7 zeigt die Unterseite 72 des Tragkörpers 6, die im betriebsgemäßen Einbauzustand im Bereich der Durchführungen 61,64 in einem Berührkontakt mit dem Boden 115 des Gehäuses 11 steht. Der elektropneumatische Wandler 3 bedeckt die Wandlerdurchführung zum Kontaktieren der Leiterplatte 5. Rings um den elektropneumatischen Wandler und die damit belegte Durchführung 61 ist ein Dichtungsring 132 in eine an den elektropneumatischen Wandler 3 formangepasste Dichtungsaufnahme eingesetzt. An den weiteren Durchführungen 64 sind kreisringförmige Dichtungsringe 162 in entsprechenden Aufnahmen angeordnet. In dem betriebsgemäßen Einbauzustand dichten die Dichtungsringe 132, 162 zwischen dem Tragkörper 6 und dem Gehäuse 11 ab. Die Querschnittsansicht gemäß Figur 2 erstreckt sich durch den elektropneumatischen Wandler 3 und den Teilbereich des Wandlerkompartiments 130, der eine Aufnahme 131 für den elektropneumatischen Wandler 3 bildet, die als Wandleraufnahme 131 bezeichnet sein kann. Die Querschnittsansicht gemäß Figur 3 erstreckt sich durch einen Pneumatiksensor 4 im Teilbereich des Wandlerkompartiments 130, der eine weitere Aufnahme und 41 für diesen Pneumatiksensor 4 bildet, die auch als Sensoraufnahme 141 bezeichnet sein kann. Optional ist in der Wandleraufnahme 131 ein Pneumatiksensor 4 angeordnet (vgl. Fig. 9)-

Die in Figur 2 dargestellte Wandleraufnahme 131 bildet eine Kammer, die pneumatisch und/oder druckfest von dem Elektronikkompartiment 110 getrennt ist. Die Aufnahme 131 wird teilweise begrenzt durch einen Gehäusebereich 104 am Boden 115 des Gehäuses 11. Gegenüber zu dem Gehäuse 11 wird die Aufnahme 131 durch die Leiterplatte 5 begrenzt. Zwischen der Leiterplatte 5 und dem Gehäuse 11 begrenzt die Durchführung 61 durch den Tragkörper 6 die Wandleraufnahme 131. Der Verguss 53 und die Dichtelemente beispielsweise in Form von Dichtungsringen 132, 162 (vgl. Figs. 6, 7) sorgen für eine verlässliche fluidische Isolierung der Wandleraufnahme 131 im Wandlerkompartiment 130 gegenüber dem Elektronikkompartiment 110 wie auch gegenüber anderen Aufnahmen 141 im Wandlerkompartiment 130.

Die in Figur 3 dargestellte Sensoraufnahme 141 bildet ebenfalls eine Kammer, die pneumatisch und/oder druckfest von dem Elektronikkompartiment 110 getrennt ist. Die Sensoraufnahme 141 wird teilweise begrenzt durch einen anderen Gehäusebereich 106 am Boden 115 des Gehäuses 11. Auch die Sensoraufnahme 141 wird gegenüber zum Gehäuse 11 durch die Leiterplatte 5 begrenzt, und zwischen der Leiterplatte 5 und dem Gehäuse 11 durch die weitere Durchführung 64 des Tragkörpers 6. Die Dichtungsringe 142, 152 (vgl. Figs. 6, 7) an der weiteren Durchführung 64 sorgen, gegebenenfalls gemeinsam mit dem Verguss 53, für eine fluidische Isolierung der Sensoraufnahmen 141 im Wandlerkompartiment 130 gegenüber dem Elektronikkompartiment 110 sowie zweckmäßigerweise gegenüber weiteren (nicht näher dargestellten) Aufnahmen im Wandlerkompartiment 130. Um mithilfe des Pneumatiksensor 4 an einer (nicht im Detail dargestellten) Messstelle wenigstens eine Eigenschaft, wie ein Druck, eine Temperatur oder dergleichen, des Pneumatikmediums zu erfassen, erstreckt sich eine pneumatische Leitung 174 von der Sensoraufnahme 141 fort zu einem nachfolgend beschriebenen Pneumatikkompartiment 170. Die pneumatische Leitung 147 ist abschnittsweise vollflächig mit einem Sinterfilter 148 als Zünddurchschlagsperre belegt.

Mehrere Teilbereiche des Stellungreglers, beispielsweise die einzelnen Kammern die die Wandleraufnahme 131 oder die Sensoraufnahmen 141 realisieren, das Elektronikompartiment 110 und/oder das Pneumatikkompartiment 170, sind vorzugsweise für wechselseitige Druckdifferenzen zwischen den Teilbereichen von wenigstens 50 mbar, insbesondere wenigstens 100 bar, vorzugsweise wenigstens 1 bar, besonders bevorzugt wenigstens 1 bar, und/oder nicht mehr als 10 bar, insbesondere nicht mehr als 5 bar, vorzugsweise nicht mehr als 2,5 bar, druckdicht ausgelegt und eingerichtet.

Zu dem Pneumatikkompartiment 170 erstrecken sich zwei Pneumatikleitungen, nämlich eine Belüftungsleitungen 173 und ein Abluftkanal 139, aus der Wandleraufnahme 131, wie etwa in Figur 5 abgebildet. Die Belüftungsleitung 173 bzw. der Zuluftkanal ist dazu ausgelegt und eingerichtet, die Wandlerkammer 131 und den darin angeordneten elektropneumatischen Wandler 3 fluidisch mit einer (nicht im Detail dargestellten) Pneumatikquelle zu verbinden.

Wie in Figur 13 dargestellt, können die Pneumatikleitungen 139, 173, 174 sich, beispielsweise im Wesentlichen parallel, vom Wandlerkompartiment 130 im Innenraum 100 des Gehäuses 11 durch dessen Gehäusewand zu dem Pneumatikkompartiment 170 erstrecken. Der Stellungsregler 1 mit Pneumatikmodul 170 und darin untergebrachten Pneumtikkomponenten 7 ist schematisch in Figur 16 dargestellt. Wie in Figur 2 ersichtlich, kann das Pneumatikkompartiment 170 durch einen Seitenraum des Gehäuses 11 gebildet sein. Im Pneumatikkompartiment 170 ist eine Pneumatikschnittstelle 171 vorgesehen, wo Pneumatikkomponenten 7 oder ein Pneumatikmodul umfassend mehrere Pneumatikkomponenten 7 befestigt werden kann (nicht im Detail dargestellt). Die Pneumatikschnittstelle 171 kann beispielsweise an einem Gehäuseabschnitt 107 der Wandabschnitt zwischen Wandlerkompartiment 130 und Pneumatikkompartiment 170 angeordnet sein. Der Seitenraum und das nicht näher dargestellte Pneumatikmodul können beispielsweise derart aufeinander abgestimmt sein, dass das Pneumatikmodul einen formkomplementären Einsatz zum vorzugsweise vollständigen Abdecken des Seitenraums realisiert.

Das Pneumatikmodul kann beispielsweise als ein bauteileinheitlicher Block realisiert sein, innerhalb dem Pneumatikkanäle und mehrere Pneumatikkomponenten 7, beispielsweise Pneumatikverstärker, etwa ein Vorverstärker 175 und Hauptverstärker 176, Durchflussbegrenzer und/oder Druckminderer 172 integriert sind. Der Abluftkanal 139 kann ein verbrauchtes Pneumatikmedium in das Pneumatikkompartiment 170 ablassen, welches mit der Umgebung oder einer Sammelleitung zum isolierten Ableiten von verbrauchtem Pneumatikmedium bzw. Abgas aus dem Stellungsregler 1 verbunden ist, damit die Elektronikkomponenten im Elektronikkompartiment 110 nicht mit dem Pneumatikmedium in Berührung kommen. Die Pneumatiksensoren 4 können mittels Pneumatikleitungen 174 an unterschiedlichen Messstellen bezüglich der verschiedenen Pneumatikkomponenten 7 angebunden sein.

Zweckmäßigerweise kann das Elektronikkompartiment 110 isoliert werden, indem der Innenraum 100 des Gehäuses 11 mit einem Deckel luftdicht verschlossen wird. Um zu vermeiden, dass sich im Elektronikkompartiment 110 ein unerwünschter Unterdrück in Relation zum Umgebungsdruck des Stellungsreglers 1 bilden kann, kann eine Entlüftungsleitung 119 eine Außenwand 117 des Gehäuses 11 durchdringen. Je nach Anwendungszweck kann die Entlüftungsleitung 119 mittels eines Abdeckteils 180, 181 wahlweise verschlossen oder zur Umgebung offen gestaltet sein.

Der exemplarische in Figur 16 dargestellte Stellungsregler 1 hat ein Gehäuse 11, das mit einer druckfesten „Ex d“ Kabeldurchführung 210 ausgestattet ist, durch die die Versorgungselektronik 50 und andere im Elektronikkompartiment 110 angeordnete Elektronikkomponenten versorgt und gegebenenfalls angesteuert werden können. Für eine besondere sichere Ausgestaltung kann zusätzlich eine Zenerbarriere 250 oder ähnliches vorgesehen sein. Jenseits der Kabeldurchführung 210, vorzugsweise in einem druckfest eingefassten Anschlussraum 200, kann eine Anschlussleiterplatte 220 angeordnet sein. Die Anschlussleiterplatte 220 kann durch wenigstens eine (hier: drei) druckfesten „Ex d“ Kabeldurchführungen 230 mit externen Komponenten, beispielsweise anderen Komponenten einer prozesstechnischen Anlage, verbunden sein. Figur 16 zeigt auch eine gemeinsame Entlüftung 179 für Abluft und zum Abführen von Pneumatikmedium aus der Pneumatikkompartiment 170. Für kritische Pneumatikmedien wie Methan kann die gemeinsame Entlüftung an eine Sammelleitung angeschlossen sein (nicht abgebildet).

Figuren 10-12 und 15 zeigen eine erste Variante des Abdeckteils 180, das von vier Durchgangsöffnungen 182 durchdrungen ist. Figuren 13 und 14 zeigen eine andere Variante des Abdeckteils 181 mit einem Nutkanal 183. Das Abdeckteil 180, 181 kann als ein asymmetrisches Plättchen mit einer oder mehreren (hier: vier) Montagebohrungen 185 ausgestattet sein. Zur Befestigung am Gehäuse 11 kann dieses an seiner Außenwand 117 mit einem Vorsprung 108 zum Festlegen einer Montageposition für das Abdeckteil 180, 181 ausgestaltet sein, wobei dieser Vorsprung 108 zu den einheitlichen Montagebohrungen 185 formkomplementär ist. Die anderen Montagebohrungen 185 können mit je einer Schraube 102 zum Befestigen des Abdeckteils 180, 181 belegbar sein. Für explosive Umgebungen kann eine Zünddurchschlagsperre 118 die Entlüftungsleitung 119 vollflächig belegen. Außenseitig an der Außenwand 117 ist die Mündung 111 der Entlüftungsleitung 119 angeordnet, die mit dem Abdeckteil 180/181 bedeckbar ist. Das Abdeckteil 180, 181 kann in einer ersten, geöffneten Stellung vor der Mündung 111 platziert sein, in der die Entlüftungslseitung 119 mit den Durchgangsöffnungen 182 oder dem Nutkanal 183 fluidisch kommuniziert, sodass das Elektronikkompartiment 110 mit der Umgebung verbunden ist. Zwischen der Mündung 111 und dem Abdeckteil 180/181 kann eine Membran 187 angeordnet sein. Die Membran 187 ist nur in der geöffneten Stellung des Abdeckteils- oder plättchens 180/181 wirkaktiv. Die Membran 187 wirkt als Druckausgleichselement. Es sind auch Ausgestaltungen mit einem von einer Membran verschieden ausgebildeten Druckausgleichselement denkbar.

Alternativ kann das Abdeckteil 180/181, wie in Figur 11 dargestellt, derart vor der Mündung 111 platziert sein, dass ein Abschnitt des Abdeckteils 180/181, der frei von Durchgangsöffnungen, Nutkanälen und dergleichen ist, den Entlüftungskanal 119 bedeckt. Zwischen dem Abdeckteil 180/181 und der Außenwand 117 ist ein die Mündung 111 ringförmig umgebendes Dichtelement 186 angeordnet. Die Membran 187 kann einstückig mit dem Dichtelement 186 als ein Druckausgleichselment mit aufgeklebtem Runddichtring (als Normteil) realisiert sein. In der geschlossenen Stellung des Abdeckteils 180/181 ist die Entlüftungsleitung 119 mithilfe des Dichtrings 186 verschlossen. In einem wie in wie in Figur 11 dargestellten Zustand, wobei das Abdeckteil 180/181 die Mündung 111 zu einem Verschließen des Elektronikkompartiments 110 verdeckt, ist es alternativ denkbar, dass die Membran 187 bzw. ein Druckausgleichselement entfällt bzw. nicht montiert ist.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung der Erfindung in den verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.

Bezugszeichen:

1 Stellungsregler

3 elektropneumatischer Wandler

4 Pneumatiksensor

5 Leiterplatte

6 Tragkörper

7 Pneumatikkomponente

11 Gehäuse

50 Versorgungselektronik

51 Oberseite / Fläche (Leiterplatte)

52 Unterseite / Fläche (Leiterplatte)

53 Verguss

55 Steckverbinder

57 Steckeraufnahme

6o Tragabschnitt

61 Durchführung

62 Sitzabschnitt

63 Stufe

64 weitere Durchführung

65 Kavität

66 Vorsprung

67 Montagehilfe

70 Pneumatikmodul

71 Oberseite (Tragköper)

72 Unterseite (Tragkörper)

100 Innenraum

102 Schraube

104 Gehäusebereich

105 Vertiefung

106 anderer Gehäusebereich

107 Gehäuseabschnitt

108 Vorsprung

109 Befestigungsschraube Elektronikkompartiment Mündung

Ventilations kanal Boden

Außenwand Sinterfilter

Entlüftungsleitung Umfangswand Freiraum

Wandlerkompartiment, 141 Aufnahme Dichtungsring Sinterfilter

Abluftkanal Dichtungsring Sinterfilter , 162 Dichtungsring

Pneumatikkompartiment Pneumatikschnittstelle Druckminderer, 174 Pneumatikleitung Vorverstärker

Hauptverstärker Sammelleitung , 181 Abdeckteil

Kanalbohrung Nutkanal

Montagebo hrung Dichtelement

Membran Anschlussraum

Kabeldurchführung Anschlussleiterplatte

Kabeldurchführung Zenerbarriere