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Die vorliegende Erfindung betrifft
einen Regler zum Einstellen des Drucks eines Druckfluids wie Druckluft.
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Solch ein Regler wird mit Druckfluid
von einem Zuführungsanschluss
beaufschlagt und stellt den Druck desselben auf einen Sollwert ein,
bei dessen Erreichen es über
einen Austrittsanschluss abgegeben wird. Ein Beispiel für diesen
Regler ist in dem US-Patent Nr. 5 458 001 beschrieben. Bestandteile
des Reglers sind ein Ventilsitz, der in einem Fluidströmungsweg
angeordnet ist, der den Zuführungsanschluss
mit dem Austrittsanschluss verbindet, eine auf der Austrittsseite
des Ventilsitzes beweglich eingebaute Membran, ein an der Membran
befestigtes Spindelventil, das durch die Bewegung der Membran die
Ventilsitzöffnung
von der Zuführungsseite
her öffnet
und schließt,
und eine Druckeinstellfeder, die auf die Membran in der Richtung
wirkt, in der das Spindelventil den Ventilsitz öffnet. Das Spindelventil, das den
Ventilsitz öffnet
und schließt,
ermöglicht
einen Öffnungswert
entsprechend der Differenz zwischen der Kraft des Fluiddrucks auf
der Austrittsseite, die auf die Membran von der anderen Seite einwirkt,
und der Kraft der Druckeinstellfeder, so dass der Fluiddruck auf
der Zuführungsseite
reduziert und auf einen Sollwert eingestellt wird.
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Die Membran neigt dazu, sich nicht
nur in Achsrichtung, sondern auch geneigt in einem Winkel zur Achsrichtung
zu bewegen. Im Ergebnis weist der Regler den Nachteil auf, dass
das an der Membran befestigte Spindelventil die Tendenz hat, sich
in einem bestimmten Winkel auf den Ventilsitz zu zu bewegen und
von diesem zu trennen, so dass der Öffnungs- und Schließprozess
des Spindelventils instabil ist, was dazu führt, dass die Druckeinstellung
mit ungenügender
Genauigkeit erfolgt. Ein weiteres Problem besteht in der Wahrscheinlichkeit,
dass durch die Bewegung des Spindelventils auf den Ventilsitz zu
und von diesem weg örtlicher
Verschleiß entsteht, wodurch
die Lebensdauer des Reglers verkürzt
wird.
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In der Patentschrift US-A-5492146
wird ein Druckregler für
den sanitärtechnischen
Bereich beschrieben, zu dessen Bestandteilen in Strömungsrichtung
hinter einer Drosselöffnung
ein Druckmessraum gehört,
dessen oberer Bereich durch eine Membran begrenzt wird. Eine an
der Membran befestigte Ventilspindel erstreckt sich nach unten durch
die Drosselöffnung
und ist in Strömungsrichtung
vor der Drosselöffnung
mit einem Ventilkegel versehen. In ein Federgehäuse ist eine Ventilfeder eingesetzt,
die über
eine untere Federführung
wirksam wird und federnd die Bewegung des Ventilkegels bis in eine
Position abbremst, in der der Fluidstrom begrenzt wird. Die Federführung wird
für die
Aufwärtsbewegung
gegenüber
dem Federgehäuse
durch einen oberen und einen unteren Ansatz geführt, die jeweils mit einer Öffnung im
Federgehäuse
in Eingriff kommen. Federgehäuse,
Kompressionsfeder und untere Federführung bilden eine Einheit,
die an einem Gehäuse
mit Kanälen
angebaut und davon abgenommen werden kann. Die Ventilspindel ist
an der Membran mit Hilfe einer Mutter befestigt, die an der Ventilspindel
auf den an der Membran hervorstehenden Teil aufgeschraubt wird.
Für den
Einsatz eines Hochdruckfluids zum Reinigen des Reglers wurde dafür gesorgt,
dass die Ventilspindel in einer Öffnungsstellung
arretiert werden kann. Bei einer alternativen Ausführung ist die
Ventilspindel in Achsrichtung an der unteren Federführung befestigt,
und an der Unterseite der Membran kommt eine Scheibe zum Anliegen.
Bei einer werteren Ausführungsform
wird der Ventilkegel für Regelungszwecke
federnd an der Austrittsöffnung der
Drosselöffnung
zum Anliegen gebracht. Auch diese Ausführungsform ist mit einer Kompressionsfeder
und einer unteren Federführung
versehen, die in ein Federgehäuse
eingesetzt sind, und sie ist so konzipiert, dass die Kompressionsfeder
ihre Länge
in entspanntem Zustand einnehmen kann, so dass eine zweite Feder,
die auf die Federführung
wirkt, die Ventilspindel in eine Öffnungsstellung bringen kann,
so dass das Fluid aus dem Regler abgelassen werden kann.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung
besteht dann, die Mittel zur Stabilisierung des Öffnungs- und Schließprozesses
des Spindelventils zu verbessern, indem die Membran und das Spindelventil
daran gehindert werden, von der Achsrichtung abzuweichen.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden
Erfindung besteht darin, den örtlichen
Verschleiß im
Regler zu beseitigen, so dass die Lebensdauer verlängert wird.
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Ein erfindungsgemäßer Regler wird in Patentanspruch
1 definiert.
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Wird der Kolben von einer Druckeinstellfeder des
Druckeinstellmechanismus bewegt, so dass die Membran gegen den Ventilsitz
gedrückt
wird, hebt sich das Spindelventil vom Ventilsitz ab und öffnet die Ventilsitzöffnung,
so dass auf der Zuführungsseite befindliches
Druckfluid über
die Ventilsitzöffnung
zur Austrittsseite überströmen kann.
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Der an der Membran wirksame austrittsseitige
Fluiddruck erzeugt eine Betätigungskraft
in der der Druckeinstellfederwirkung entgegengesetzten Richtung,
wodurch das Spindelventil den Ventilsitz um einen Öffnungswert öffnet, der
der Differenz zwischen den beiden Kräften entspricht. Ist die austrittsseitige
Kraft des Fluiddrucks kleiner als die Federkraft, so öffnet das
Spindelventil, und Druckfluid strömt von der Zuführungsseite
zur Austrittsseite ein. Nimmt die Kraft des Fluiddrucks austrittsseitig
zu und somit die Differenz gegenüber
der Federkraft ab, so bewegt sich die Membran vom Ventilsitz weg,
so dass der Öffnungswert
des Spindelventils kleiner wird. Nimmt die Druckdifferenz den Wert
Null an und befinden sich die Betätigungskräfte im Gleichgewicht, so schließt das Spindelventil,
wodurch der Fluiddruck austrittsseitig eingestellt ist.
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Da die Membran über den Kolben mittels Buchse
geführt
wird, erfolgt die Bewegung der Membran als Reaktion auf den austrittsseitigen
Druck sicher und zuverlässig
nur in Achsrichtung ohne Verkantung oder seitlichen Schlag. Entsprechend
entsteht auch für
das an der Membran befestigte Spindelventil keinerlei seitliche
Neigung, es läuft
absolut ohne Schlag und bewegt sich zum Öffnen und Schließen des
Ventilsitzes nur in Achsrichtung, wodurch auf Grund des beständigen und
präzisen Öffnungs-
und Schließprozesses
eine erhöhte
Genauigkeit bei der Druckeinstellung erzielt wird. Zudem wird die
Lebensdauer des Reglers verlängert,
da kein örtlicher Verschleiß durch
Schrägstellung
der Anlageflächen entsteht.
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Der Kolben und die Buchse sind mit
vorderen Endbereichen mit kleineren Durchmessern und rückseitigen
Endbereichen mit größeren Durchmessern ausgeführt, wobei
sich der Kolben und die Buchse an den vorderen und rückseitigen
Endbereichen in gleitendem Kontakt befinden, und an der Innenseite
der Buchse ist eine Abstufung als Anschlag zur Aufnahme des rückseitigen
Endbereichs beim vollständigen Ausfahren
des Kolbens ausgebildet.
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Auf diese Weise kann nicht nur eine
Verkantung der Membran zuverlässiger
verhindert werden, sondern es kann mit Sicherheit ausgeschlossen
werden, dass die Membran und der Kolben auf den Ventilsitz oder
andere Teile aufschlagen und Schäden bzw.
Abrieb verursachen, wenn der Fluiddruck der Austrittsseite plötzlich abnimmt
oder wenn sich auf der Austrittsseite ein Druck unter Null bzw.
ein Vakuum bildet.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann
der Regler aus einem Gehäuse
und einer Kappe bestehen, die abnehmbar am Gehäuse befestigt ist, wobei das
Gehäuse
mit dem Zuführungs-
und dem Austrittsanschluss ausgeführt und die Kappe mit der Buchse,
dem Kolben, der Membran und dem Druckeinstellmechanismus versehen
ist. Ein äußerer Umfangsbereich
der Membran ist zwischen dem Gehäuse
und der Kappe hermetisch eingespannt, zudem ist ein Einsatz zur
Aufnahme des Ventilsitzes vorgesehen, wobei der Ventilsitz zwischen
dem Einsatz und dem Gehäuse
fixiert ist.
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Ist zur Verbesserung der hermetischen
Abdichtung der äußere Umfangsbereich
der Membran zwischen im Gehäuse
und in der Kappe ausgebildeten ringförmigen Befestigungsteilen beidseitig
eingespannt, so ist es wünschenswert,
dass einer dieser Befestigungsteile eine ebene Fläche aufweist
und der andere eine Wulst bildet.
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Bei einer anderen Ausführungsform
können das
Gehäuse
und die Kappe mit einem Klemmring miteinander verbunden werden,
der aus einem Befestigungsteil, der an einem äußeren Flansch am Außenumfang
der Kappe befestigt ist, und einem Innengewindeabschnitt besteht,
der auf einen Außengewindeabschnitt
am Außenumfang
des Gehäuses
aufgeschraubt wird. Zwischen dem Befestigungsteil und dem Flansch
der Kappe können
Führungselemente für eine Gleitbewegung
eingesetzt sein.
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Bestandteile des Druckeinstellmechanismus sind
eine Rückholfeder
für die
Bewegung des Kolbens in der Richtung, in der das Spindelventil schließt, wobei
die Rückholfeder
von zumindest einer Feder gebildet wird, einer Spiralfeder und/oder
einer Blattfeder.
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Wird als Rückholfeder eine Spiralfeder
eingesetzt, so wird diese in die Buchse zwischen Innenseite der
Buchse und äußerer Umfangsfläche des Kolbens
eingesetzt.
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Wird als Rückholfeder eine Blattfeder
eingesetzt, so besteht sie aus einem Ring, der Kolben ist in den
mittleren Bereich der Feder eingesetzt, während der äußere Umfangsbereich der Feder
am Gehäuse
oder der Kappe befestigt ist. Auf diese Weise ist die Blattfeder
an einer Stelle an der Rückseite
der Membran eingesetzt, die nicht die normale Durchbiegung der Membran
behindert.
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Vorzugsweise wird das Spindelventil
mit einer konischen Dichtfläche
ausgeführt
und weist nahe zur Mitte der konischen Fläche, die in ihren Abmessungen
der Ventilsitzöffnung
entspricht, einen Volumenstromdrosselbereich auf, wobei die konische Fläche des
Volumenstromdrosselbereichs eine steil verlaufende Erzeugende hat.
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Beim Öffnen des Spindelventils verlässt somit
der Volumenstromdrosselbereich die Ventilsitzöffnung allmählich, wodurch ein plötzliches Öffnen der Ventilsitzöffnung verhindert
wird. Auch beim Schließen
des Spindelventils wird auf Grund des gleitenden Annäherns der
Passflächen
von Volumenstromdrosselbereich und Ventilsitzöffnung ein plötzliches Schließen der
Ventilsitzöffnung
verhindert, was eine Verringerung von Druckschwankungen auf der
Austrittsseite bewirkt.
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Die Erfindung soll nun anhand eines
Beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben
werden. In den Zeichnungen zeigen:
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1 einen
Schnitt eines Reglers entsprechend einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
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2 eine
Explosivdarstellung eines Teils des Reglers von 1,
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3 einen
Schnitt eines Reglers entsprechend einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
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4 einen
Schnitt eines Teils eines Reglers entsprechend einer dritten Ausführungsform.
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Es sollen nun einige bevorzugte Ausführungsformen
eines erfindungsgemäßen Reglers
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben werden.
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Die 1 und 2 zeigen eine erste Ausführungsform.
Bestandteil eines Reglers 1A entsprechend der ersten Ausführungsform
sind ein säulenförmiges Gehäuse 2 geringer
Höhe, eine
auf die Oberseite des Gehäuses 2 aufgesetzte
zylindrische Kappe 3 und ein mutternartiger Klemmring 4 zum
Befestigen der abnehmbaren Kappe 3 am Gehäuse 2.
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An den Seiten des Gehäuses 2 sind
ein Zuführungsanschluss „P" für die Zufuhr
eines Druckfluids und ein Austrittsanschluss „A" zur Abgabe eines druckgeregelten Druckfluids
vorhanden. An der Oberseite des Gehäuses 2 befindet sich
ein Druckraum 7, der an diese Anschlüsse „P" und „A" angeschlossen ist. Im Druckraum 7 ist
an einer Stelle, an der der Zuführungsanschluss „P" mündet, ein
Ventilsitz 8 eingebaut. Der Zuführungsanschluss „P" steht mit dem Druckraum 7 über eine
Ventilsitzöffnung 9 in der
Mitte des Ventilsitzes 8 in Verbindung.
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Der Ventilsitz 8 ist mittels
eines Einsatzes 11 befestigt. Der Einsatz 11 ist
ein Teller mit einer Mittenbohrung 11a, die zur Ventilsitzöffnung 9 führt, mit
einem runden Auskehlungsteil 11b, der die Mittenbohrung 11a umgibt,
und einem ringförmigen
Befestigungsteil 11c im äußeren Umfangsbereich. Der Einsatz 11 ist
zwischen dem Gehäuse 2 und
der Kappe 3 eingesetzt, indem er zwischen einem Abstufungsteil 2a des
Gehäuses 2 zum
Befestigen und einem als Teil der Kappe 3 dienenden ringförmigen Befestigungsteil 12a eines
Abstandsstücks 12 befestigt wird.
Der Ventilsitz 8 ist ebenfalls zwischen dem Auskehlungsteil 11b des
Einsatzes 11 und dem Gehäuse 2 fixiert. Eine
ringförmige
Wulst 14 sollte zur Verbesserung der hermetischen Abdichtung
des Gehäuses 2 und
des Ventilsitzes 8 vorzugsweise am Gehäuse 2 ausgebildet
sein.
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In den Zeichnungen sind mit 11d Durchgangsbohrungen
im Einsatz 11 zur Herstellung der Verbindung zwischen der
Austrittsseite des Ventilsitzes 8, die dem Druckraum 7 entspricht,
und dem Austrittsanschluss „A" bezeichnet.
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Auf der Austrittsseite des Ventilsitzes 8 ist zur
Begrenzung der Oberseite des Druckraums 7 eine Membran 15 so
befestigt, dass sie beweglich in Richtung Ventilsitz 8 und
weg von ihm ist. Die Befestigung der Membran 15 erfolgt
durch hermetisches Einspannen ihres Umfangsbereichs zwischen einem ringförmigen Befestigungsteil 2b am äußeren Umfang
des Gehäuses 2 und
dem ringförmigen
Befestigungsteil 12a am äußeren Umfang des Abstandsstücks 12.
Zur Verbesserung der hermetischen Abdichtung beim Einspannen sollte
eine am Gehäuse 2 bzw.
am Abstandsstück 12 ausgebildete
Fläche
dieser Befestigungsteile 2b und 12a eben sein,
während an
der anderen Fläche
eine Wulst 16 ausgebildet sein sollte. In dem in der Zeichnung
dargestellten Beispiel ist die Wulst 16 am Befestigungsteil 2b des Gehäuses 2 ausgebildet.
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Am mittleren rückseitigen Teil der Membran 15 ist
ein Kolben 18 befestigt, zwischen einem Abstufungsteil 3a der
Kappe 3 und dem Abstandsstück 12 ist eine Buchse 19 eingesetzt.
Die Buchse 19 nimmt den Kolben 18 auf, der in
ihr gleiten kann. Der Kolben 18 und die Buchse 19 sind
mit vorderen Endbereichen 18a bzw. 19a mit kleineren
Durchmessern und rückseitigen
Endbereichen 18b bzw. 19b mit größeren Durchmessern
versehen. Der Kolben 18 und die Buchse 19 befinden
sich in den beiden Bereichen 18a/19a und 18b/19b in
gleitendem Kontakt, so dass der Kolben 18 bei seiner Bewegung
genau in Achsrichtung ohne Verkantung und seitlichen Schlag geführt wird.
An der Innenseite der Buchse 19 ist eine Abstufung 19c als
Anschlag zur Aufnahme des rückseitigen
Endbereichs 18b beim vollständigen Ausfahren des Kolbens 18 ausgebildet.
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Im mittleren vorderen Endbereich
des Kolbens 18 ist eine Ventilspindel 21 so befestigt,
dass sie an der Vorderseite der Membran 15 hervorsteht. Die
Ventilspindel 21 erstreckt sich durch die Ventilsitzöffnung 9 des
Ventilsitzes 8 hindurch, wobei sie am Ende mit einem Spindelventil 22 versehen
ist. Das mit einer konischen Dichtfläche 22a ausgeführte Spindelventil 22 öffnet und
schließt
auf Grund der Bewegung der Membran 15 von der Zuführungsseite aus
mit der Dichtfläche 22a die
Ventilsitzöffnung 9.
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Der Fußendbereich 21a der
Ventilspindel 21 verläuft
durch den Kolben 18 und steht an der Rückseite vor. Auf einen hervorstehenden
Bereich sind Muttern 23 zur Befestigung aufgeschraubt.
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Zwischen der Rückseite des Kolbens 18 und einem
Federteller 26, der einen Teil des Einstellmechanismus 25 bildet,
ist eine Druckeinstellfeder 27 angeordnet, durch die der
Kolben 18 in die Öffnungsrichtung
des Spindelventils 22 bewegt wird, und in die Buchse 19 ist
zwischen der inneren Umfangsfläche der
Buchse 19 und der äußeren Umfangsfläche des Kolbens 18 eine
erste Rückholfeder 28 eingesetzt, die
den Kolben 18 dazu bringt, sich in Schließrichtung
des Spindelventils 22 zu bewegen. Ein Ende der Rückholfeder 28 wird
von dem mit kleinerem Durchmesser ausgeführten vorderen Endbereich 19a der Buchse 19 gehalten,
das andere Ende von dem mit größerem Durchmesser
ausgeführten
rückseitigen Endbereich 18b des
Kolbens 18. Die Druckeinstellfeder 27 wie auch
die Rückholfeder 28 sind
eine Spiralfeder.
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Die Einstelleinrichtung 25 besteht
aus einer im mittleren Endbereich der Kappe 3 eingeschraubten
Stellschraube 29, dem vorstehend genannten Federteller 26,
der auf die Stellschraube 29 aufgeschraubt ist und mittels
der Stellschraube 29 bewegt werden kann, und einem Griff 30 zum
Einstellen der Stellschraube 29 von außerhalb der Kappe 3.
Mit Hilfe der Einstelleinrichtung 25 wird der Austrittsfluiddruck
durch Einstellen der Kraft der Druckeinstellfeder 27 eingestellt,
er dient zusammen mit der Druckeinstellfeder 27 und der
Rückholfeder 28 als
Druckeinstellmechanismus.
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Der vorstehend genannte Klemmring 4,
der das Gehäuse 2 mit
der Kappe 3 verbindet, besteht aus einem ringförmigen Befestigungsteil 4a,
der drehbar an einem äußeren Flansch 32 der
Kappe 3 am Umfangsendbereich gehalten wird, und einem Innengewindeabschnitt 4b,
der auf einen Außengewindeabschnitt 33 des
Gehäuses 2 am
Außenumfang aufgeschraubt
wird. Zwischen dem Befestigungsteil 4a und dem Flansch 32 der
Kappe 3 sind Führungselemente 34 für eine Gleitbewegung
eingesetzt, die aus einem Lager und dergleichen bestehen.
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Bei dem Regler 1A mit dem
obigen Aufbau löst
sich, wenn der Kolben 8 durch die Druckeinstellfeder 27 nach
unten gedrückt
wird, wodurch die Membran 15 in Richtung Ventilsitz 8 durchgebogen wird,
das Spindelventil 22 vom Ventilsitz 8 und öffnet die
Ventilsitzöffnung 9,
so dass das Druckfluid von der Zuführungsseite (Zuführungsanschluss „P") durch die Ventilsitzöffnung 9 zur
Austrittsseite (Austrittsanschluss „A") strömt.
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Der Fluiddruck der Austrittsseite
wirkt auf die Membran 15 ein und bildet eine Betätigungskraft,
die entgegen der Kraft der Druckeinstellfeder 27 wirkt und
dafür sorgt,
dass das Spindelventil 22 den Ventilsitz 8 um
einen Öffnungswert öffnet, der
der Differenz zwischen den wirkenden Kräften entspricht. Ist der Fluiddruck
der Austrittsseite kleiner als der Einstelldruck, so öffnet das
Spindelventil 22 und lässt Druckfluid
von der Zuführungsöffnung zur
Austrittsöffnung
strömen.
Nimmt der Fluiddruck auf der Austrittsseite zu und die Druckdifferenz
zum Einstelldruck ab, so bewegt sich die Membran 15 vom Ventilsitz 8 weg,
so dass der Öffnungswert
des Spindelventils 22 kleiner wird. Hat sich die Druckdifferenz
auf Null reduziert, wobei sich die Betätigungskräfte im Gleichgewicht halten,
so schließt
das Spindelventil 22, wodurch der Fluiddruck auf der Austrittsseite
eingestellt ist.
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Da die Membran 15 über den
Kolben 18 mittels Buchse 19 geführt wird,
erfolgt diese Bewegung entsprechend dem austrittsseitigen Druck
sicher und uneingeschränkt
nur in Achsrichtung ohne Verkantung oder seitlichen Schlag. Da sich
der Kolben 18 und die Buchse 19 an mehreren Abschnitten
wie den vorderen Endbereichen 18a bzw. 19a und
den rückseitigen
Endbereichen 18b bzw. 19b in gleitendem Kontakt
befinden, ist ein gleichförmiges
Gleiten gewährleistet,
ein Verkanten kann vollständig
ausgeschlossen werden. Dementsprechend kommt es auch zu keiner seitlichen
Neigung und keinem seitlichen Schlagen des an der Membran 15 befestigten Spindelventils 22 von
der Achsrichtung, in der es sich ausschließlich bewegt und den Ventilsitz 8 öffnet und schließt, was
eine größere Genauigkeit
bei der Druckregelung durch präzises
und gleichförmiges Öffnen und
Schließen
bedeutet. Zudem kann die Lebensdauer erhöht werden, da örtlicher
Verschleiß, der
durch Richtungsabweichungen bei der gleitenden Bewegung verursacht
wird, nicht auftritt.
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Durch die Begrenzung der vollständigen Ausfahrlänge des
Kolbens 18 mittels der Abstufung 19c an der Innenseite
der Buchse 19 können
Schwierigkeiten der Art, dass die Membran 15 oder der Kolben 18 auf
den Ventilsitz 8 aufschlagen oder andere Teile beschädigt werden
bzw. Abrieb entsteht, sicher ausgeschlossen werden, selbst wenn
der Fluiddruck der Austrittsseite plötzlich abnimmt oder wenn sich auf
der Austrittsseite ein Druck unter Null bzw. ein Vakuum bildet.
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3 zeigt
eine zweite Ausführungsform des
Reglers. Ein Unterschied des Reglers 1B entsprechend der
zweiten Ausführungsform
im Vergleich zum Regler 1A entsprechend der ersten Ausführungsform
besteht dann, dass abgesehen von der ersten Rückholfeder 28, die
von einer Spiralfeder gebildet wird, eine zweite Rückholfeder 36 eingebaut ist,
die von einer Blattfeder gebildet wird.
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Die Blattfeder besteht aus einem
Ring, und der vordere Endbereich des Kolbens 18 ist in
die mittlere Öffnung 36a der
Feder eingesetzt und wird dann gehalten, während der äußere Umfangsbereich der Feder
an der inneren Umfangsfläche
des Abstandsstücks 12 gehalten
wird. Auf diese Weise ist die Blattfeder an einer Stelle an der
Rückseite
der Membran 15 eingesetzt, die nicht die normale Durchbiegung der
Membran 15 behindert.
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Die zweite Rückholfeder 36 ist
zudem so ausgelegt, dass sie abgesehen davon, dass sie zusammen
mit der ersten Rückholfeder 28 den
Kolben 18 zurückbewegt,
bei Einwirken einer starken Kraft durch den Fluiddruck auf die Membran 15 eine übermäßige Durchbiegung
derselben verhindert, indem sie diese von der Rückseite her abstützt.
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Wird eine solche zweite Rückholfeder 36 in Form
einer Blattfeder vorgesehen, kann sogar auf die als Spiralfeder
ausgeführte
erste Rückholfeder 28 verzichtet
werden.
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Da der Aufbau abgesehen von dem vorstehenden
Punkt im Wesentlichen derselbe wie beim Regler 1A entsprechend
der ersten Ausführungsform ist,
werden Hauptelemente, die bei der ersten und der zweiten Ausführungsform
gleich sind, mit denselben Bezugszahlen bezeichnet, und ihre Beschreibung
ist kürzer
gehalten.
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4 zeigt
einen wichtigen Teil eines Reglers entsprechend einer dritten Ausführungsform.
Der Regler der dritten Ausführungsform
verfügt
wie auch die vorstehend beschriebenen anderen Ausführungsformen über einen
Volumenstromdrosselbereich des Spindelventils 22. In einem
Bereich nahe der (inneren) Mitte, d. h. in einem Bereich, der in
seinen Abmessungen der Ventilsitzöffnung entspricht, hat das
Spindelventil 22 an der konischen Dichtfläche 22a einen
Volumenstromdrosselbereich 22b, dessen Erzeugende steil
verläuft.
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Wenn das Spindelventil 22 öffnet, wird
die Ventilsitzöffnung 9 auf
Grund des Volumenstromdrosselbereichs 22b allmählich geöffnet, so
dass vermieden wird, dass Druckfluid plötzlich in den Druckraum 7 strömt. Auch
beim Schließen
des Spindelventils wird die Ventilsitzöffnung 9 auf Grund
des Volumenstromdrosselbereichs 22b allmählich geschlossen,
so dass vermieden wird, dass der Druckfluidstrom plötzlich unterbrochen
wird. So werden nicht nur abrupte Druckveränderungen ausgeschlossen, die
Folgeerscheingungen beim Öffnen
und Schließen
des Spindelventils 22 sind, sondern es lassen sich auch
Abriebbildung auf Grund plötzlicher
Volumenstromveränderungen
sowie ein Verlust der Volumenstromgleichmäßigkeit, bedingt durch die
Entstehung von Turbulenzen, usw. zuverlässig verhindern.
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Der vorstehend beschriebene Volumenstromdrosselbereich
kann auch auf der Austrittsseite des Ventilsitzes 8 ausgebildet
werden. Das heißt, entsprechend 4 kann in einem im Druckraum 7 befindlichen
Fußendbereich
der Ventilspindel 21 der Volumenstromdrosselbereich 38 mit
konischer Fläche
ausgebildet sein, so dass die Öffnung
der Mittenbohrung 11a des Einsatzes 11 mit Hilfe
des Volumenstromdrosselbereichs gedrosselt wird, wenn das Spindelventil 22 vollständig öffnet.
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So erfolgt, wenn das Spindelventil 22 vollständig geöffnet ist,
durch Ausbildung des Volumenstromdrosselbereichs 38 auf
der Austrittsseite des Ventilsitzes 8 eine Drosselung des Volumenstroms, so
dass plötzliche
Druckveränderungen
wirksamer vermieden werden können.
Wird der Fluiddruck auf der Austrittsseite stark verringert und
somit das Spindelventil 22 vollständig geöffnet, um den maximalen Volumenstrom
zuzuführen,
so neigt der Regler auf Grund plötzlicher
Veränderungen
des Volumenstroms zur Bildung von Abrieb und auf Grund von Turbulenzen
zur Entstehung von Volumenstromungleichmäßigkeiten. Der Druckanstieg
ist jedoch allmählich,
da der Volumenstrom durch die Mittenbohrung 11a mit Hilfe
des Volumenstromdrosselbereichs 38 gedrosselt wird.
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Es ist zudem möglich, am Spindelventil 22 den
Volumenstromdrosselbereich 38 gemeinsam mit dem Volumenstromdrosselbereich 22b oder
anstelle des Volumenstromdrosselbereichs 22b vorzusehen.
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Bei den oben beschriebenen Reglern
bewegt sich die Membran, da der an der Membran befestigte Kolben
von der Buchse geführt
wird, sicher und uneingeschränkt
nur in der Achsrichtung ohne Verkantung und seitliche Richtungsabweichungen, wodurch
ein Verkanten und seitlicher Schlag des Spindelventils verhindert
werden, so dass dessen Öffnungs-
und Schließprozess
stabilisiert wird, was wiederum nicht nur zu einer größeren Druckeinstellgenauigkeit
des Reglers, sondern auch zu einer Verlängerung der Lebensdauer desselben
führt,
indem örtlicher
Verschleiß auf
Grund des nicht genau in Achsrichtung erfolgenden Laufs des Spindelventils ausgeschlossen
wird.