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Dokumentenidentifikation DE102004026073A1 20.01.2005
Titel Druckregler mit fixierter Ventilkugel und Verfahren zur Montage desselben
Anmelder Siemens VDO Automotive Corporation, Auburn Hills, Mich., US
Erfinder Wynn, James Archie, Virginia Beach, Va., US
Vertreter Patentanwälte Westphal Mussgnug & Partner, 78048 Villingen-Schwenningen
DE-Anmeldedatum 25.05.2004
DE-Aktenzeichen 102004026073
Offenlegungstag 20.01.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.01.2005
IPC-Hauptklasse G05D 16/04
Zusammenfassung Ein Druckregler beinhaltet ein Gehäuse, eine Unterteilung und ein Ventil. Das Gehäuse beinhaltet einen Einlaß und einen Auslaß. Die Unterteilung trennt das Gehäuse in eine erste Kammer und eine zweite Kammer. Das Ventil beinhaltet eine kugelförmige Ventilkugel und einen Sitz. Die kugelförmige Ventilkugel ist im Verhältnis zu einem bzw. einer ersten des Gehäuses und der Unterteilung fixiert, und der Sitz ist im Verhältnis zu einem bzw. einer zweiten des Gehäuses und der Unterteilung fixiert. Eine erste Konfiguration der kugelförmigen Ventilkugel im Verhältnis zum Sitz verhindert im wesentlichen eine Fluidverbindung zwischen dem Einlaß und dem Auslaß, und eine zweite Konfiguration der kugelförmigen Ventilkugel im Verhältnis zum Sitz läßt eine Fluidverbindung zwischen dem Einlaß und dem Auslaß zu.

Beschreibung[de]
Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft einen Druckregler für Fahrzeugkraftstoffsysteme und insbesondere Druckregler in Bypassventil- oder Durchflußausführung mit einer fixierten kugelförmigen Ventilkugel.

In den meisten modernen Fahrzeugkraftstoffsystemen werden Kraftstoffeinspritzdüsen verwendet, um den Motorzylindern Kraftstoff zwecks Verbrennung zuzuleiten. Die Kraftstoffeinspritzdüsen sind an einem Kraftstoffrohr montiert, dem Kraftstoff durch eine Pumpe zugeleitet wird. Der Druck, mit dem der Kraftstoff dem Kraftstoffrohr zugeleitet wird, muß gemessen werden, um den ordnungsgemäßen Betrieb der Kraftstoffeinspritzdüsen sicherzustellen. Das Messen erfolgt unter Verwendung von Druckreglern, die den Druck des Kraftstoffs im System bei allen Motordrehzahlen regeln.

Es wird angenommen, daß Toleranzen in Druckreglerbauteilen und Toleranzen in Druckreglermontageeinrichtungen sowie die zwangsläufig von einer Druckfeder auf eine Membraneinheit ausgeübten Unwuchtkräfte eine Fehlausrichtung zwischen einer Ventilkugel und einem Ventilsitz bewirken können. In einem bekannten Kraftstoffdruckregler wird eine sogenannte "schwimmende" Ventilkugel verwendet, die innerhalb einer Ventileinheit bewegbar ist. Aufgrund des Schwimmens der Ventilkugel kann sich die Ventilkugel zum Ventilsitz hin selbst ausrichten, so daß eine Fehlausrichtung ausgeglichen wird. In dem bekannten Kraftstoffdruckregler besteht die schwimmende Ventilkugeleinheit aus einer Kugeltasche, einer innerhalb der Kugeltasche bewegbaren Ventilkugel, einer Kugelfeder, die eine Vorspannkraft ausübt, durch die die Ventilkugel entlang einer Längsachse gedrückt wird (wodurch somit einer unbehinderten Bewegung der Ventilkugel entlang der Längsachse entgegengewirkt wird) und einer schwimmenden Sicherungsscheibe. Die Ventilkugel, die Kugelfeder und die Sicherungsscheibe werden in der Ventiltascheneinheit dadurch gesichert, daß die Ventiltasche entweder mit einem zusätzlichen Merkmal gekoppelt oder ein Flanschabschnitt der Kugeltasche umgewendet wird.

Der bekannte Kraftstoffdruckregler hat eine Reihe von Nachteilen, zu denen eine Ventilkugeleinheit zählt, die mehrere Teile beinhaltet, die vormontiert werden müssen, bevor die Ventilkugeleinheit in den bekannten Kraftstoffdruckregler eingebaut werden kann. Somit wird angenommen, daß ein Bedarf besteht, einen Druckregler bereitzustellen, der diese Nachteile nicht aufweist.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung stellt einen Druckregler bereit, der ein Gehäuse, eine Unterteilung und ein Ventil beinhaltet. Das Gehäuse beinhaltet einen Einlaß und einen Auslaß. Die Unterteilung trennt das Gehäuse in eine erste Kammer und eine zweite Kammer, und das Ventil beinhaltet eine kugelförmige Ventilkugel und einen Sitz. Die kugelförmige Ventilkugel ist im Verhältnis zu einem bzw. einer ersten des Gehäuses und der Unterteilung fixiert, und der Sitz ist im Verhältnis zu einem bzw. einer zweiten des Gehäuses und der Unterteilung fixiert. Eine erste Konfiguration der kugelförmigen Ventilkugel im Verhältnis zum Sitz verhindert im wesentlichen eine Fluidverbindung zwischen dem Einlaß und dem Auslaß, und eine zweite Konfiguration der kugelförmigen Ventilkugel im Verhältnis zum Sitz läßt eine Fluidverbindung zwischen dem Einlaß und dem Auslaß zu.

Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Montage eines Druckreglers bereit. Das Verfahren beinhaltet die innerhalb eines Gehäuses erfolgende Positionierung einer kugelförmigen Ventilkugel, eines Sitzes, einer Unterteilung und eines federnden Elements, das Zusammenfügen des Gehäuses sowie das Anschweißen der kugelförmigen Ventilkugel an ihrem Platz, um eine Ausrichtung mit dem Sitz zu erzielen. Die Unterteilung trennt das Gehäuse in eine erste und eine zweite Kammer, und das federnde Element spannt die Unterteilung so vor, daß die kugelförmige Ventilkugel abdichtend in den Sitz eingreift. Das Zusammenfügen beinhaltet das aneinander erfolgende Sichern des ersten und des zweiten Gehäuseteils.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die beiliegenden Zeichnungen, die Bestandteile dieser Patentbeschreibung und dieser beigefügt sind, stellen derzeit bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dar und dienen zusammen mit der vorstehenden allgemeinen Beschreibung und der nachstehenden ausführlichen Beschreibung dazu, Merkmale der Erfindung zu erläutern.

1 zeigt einen Bypassventildruckregler gemäß der vorliegenden Erfindung;

2 zeigt einen Durchflußdruckregler gemäß der vorliegenden Erfindung.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

1 zeigt einen in Bypassventilausführung vorgesehenen Druckregler 100 gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Druckregler 100 beinhaltet ein Gehäuse 110. Das Gehäuse 110 ist durch eine Unterteilung 130 in eine erste Kammer 132 und eine zweite Kammer 134 getrennt. Die Unterteilung 130 beinhaltet eine mit einem Sitz 112 zusammenwirkende kugelförmige Ventilkugel 136, die am Gehäuse 110 fixiert ist, und definiert einen Durchgang 114. In einer ersten Konfiguration greift die kugelförmige Ventilkugel 136 abdichtend in den Sitz 112 ein, um eine Fluidverbindung zwischen der ersten Kammer 132 und dem Durchgang 114 zu verhindern. In einer zweiten Konfiguration ist die kugelförmige Ventilkugel 136 vom Sitz 112 beabstandet, um eine Fluidverbindung zwischen der ersten Kammer 132 und dem Durchgang 114 zuzulassen.

Das Gehäuse 110 beinhaltet ein erstes Gehäuseteil 116 mit einem ersten Flansch 118 sowie ein zweites Gehäuseteil 120 mit einem zweiten Flansch 122. Das erste Gehäuseteil 118 beinhaltet auch mindestens einen Fluideinlaß 124 (zwei sind dargestellt) und einen Fluidauslaß 126. Vorzugsweise befinden sich mehrere Fluideinlässe 124 in einem Muster um den Fluidauslaß 126 herum, und der Fluidauslaß steht in direkter Fluidverbindung mit dem Durchgang 114 des Sitzes 112.

Die Unterteilung 130 beinhaltet eine Schale 138 mit einem Schalenflansch 138A sowie eine Reihe von Oberflächen, die eine Kugeltasche 140 definieren. Insbesondere beinhaltet die Schale 138 eine zylindrische Oberfläche 142A, die allgemein konzentrisch an einer Längsachse A vorgesehen ist, sowie eine Endoberfläche 142B, an der die kugelförmige Ventilkugel 136 fixiert ist.

Die Unterteilung 130 beinhaltet auch eine Membran 144 und eine Halterung 146. Vorzugsweise beinhaltet die Membran 144 einen flexiblen, fluidundurchlässigen Ringraum mit einem Außenumfang 144A und einem Innenumfang 144B. Der Außenumfang 144A ist dadurch am Gehäuse 110 gesichert, daß er zwischen dem ersten Flansch 118 des ersten Gehäuseteils 116 und dem zweiten Flansch 122 des zweiten Gehäuseteils 120 angeordnet ist. Der Innenumfang 144B ist an der Schale 138 dadurch gesichert, daß er zwischen dem Schalenflansch 138A und der Halterung 146 angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Halterung 146 mittels Preßpassung oder eine andere sichere Verbindung mit der Schale 138 gekoppelt.

Ein federndes Element 150, das vorzugsweise eine Druckschraubenfeder ist, befindet sich in der zweiten Kammer 134 und spannt die Unterteilung 130 zur ersten Konfiguration der kugelförmigen Ventilkugel 136 und des Sitzes 112 hin vor. Vorzugsweise hat das federnde Element 150 ein erstes Ende 152, das aneinanderstoßend in das zweite Gehäuseteil 120 eingreift, sowie ein zweites Ende 154, das aneinanderstoßend in die Halterung 146 eingreift. Das federnde Element 150 spannt die Unterteilung 130 mit einer vorbestimmten Kraft vor, die in einem Verhältnis zu dem für den Regler 100 erwünschten Druck steht.

Ein Verfahren zur Montage des Druckreglers 100 wird nunmehr beschrieben. In Vorbereitung auf die Endmontage wird der Sitz 112 im Verhältnis zum ersten Gehäuseteil 116 fixiert, z.B. durch Verstemmen, und der Innenumfang 144B der Membran 144 wird um die Schale 138 herum plaziert und die Halterung 146 mittels Preßpassung an der Schale 138 befestigt. Die kugelförmige Ventilkugel 136 wird im Verhältnis zum Sitz 112 positioniert, so daß an einer Schnittfläche 160 ein gegenseitiger Eingriff erfolgt. Die Unterteilung 130 wird am ersten Gehäuseteil 116 so positioniert, daß die von der Schale 138 definierte Kugeltasche 140 die kugelförmige Ventilkugel 136 aufnimmt, und der Außenumfang 144A der Membran 144 wird allgemein gleichzeitig auf den ersten Flansch 118 des ersten Gehäuseteils 116 aufgesetzt. Das zweite Ende 154 des federnden Elements 150 wird gegen die Halterung 146 in seinem Sitz plaziert, wobei sich die Schale 138 im Innern des federnden Elements 150 erstreckt. Das zweite Gehäuseteil 120 wird so abgesenkt, daß die zweite Kammer 134 das federnde Element 150 aufnimmt, und das erste Ende 152 des federnden Elements 150 wird gegen das zweite Gehäuseteil 120 in seinem Sitz plaziert. Das zweite Gehäuseteil 120 wird, gegen die Vorspannung des federnden Elements 150, zum ersten Gehäuseteil 116 hin gedrückt, bis der zweite Flansch 122 an den Außenumfang 144A der Membran 144 anstößt. Der erste Flansch 118 wird dann umgewendet und umgefalzt, so daß er aneinanderstoßend in den zweiten Flansch 122 des zweiten Gehäuseteils 120 eingreift, wodurch das Gehäuse 110 mit allen darin enthaltenen Bauteilen zusammengefügt wird.

Da das federnde Element 150 typischerweise eine Unwuchtkraft auf die Unterteilung 130 ausübt, kann die die Tasche 140 definierende Schale 138 im Verhältnis zur kugelförmigen Ventilkugel 136 in eine außermittige Position gezwungen werden.

Schließlich werden; nachdem das Gehäuse 110 zusammengefügt und die Ventilkugel 136 an der Grenzfläche 160 gegenüber dem Sitz 112 ausgerichtet wurde, die Ventilkugel 136 und die Schale 138 aneinander fixiert, vorzugsweise durch eine Schweißnaht 170. Ein Schweißstrahl 172 wird insbesondere durch eine Öffnung 120A im zweiten Gehäuseteil 120 zum Kontaktpunkt zwischen der kugelförmigen Ventilkugel 136 und der Endoberfläche 142B der Schale 138 hin gerichtet, wodurch die kugelförmige Ventilkugel 136 und die Schale 138 miteinander verschweißt werden.

Der Betrieb des in Bypassventilausführung vorgesehenen Druckreglers 100 wird nunmehr beschrieben. Das federnde Element 150 wirkt durch die Halterung 146, um die Unterteilung 130 zur ersten Konfiguration der kugelförmigen Ventilkugel 136 und des Sitzes 112 hin vorzuspannen. Somit greift die kugelförmige Ventilkugel 136 abdichtend in den Sitz 112 an der Grenzfläche 160 ein, und es kann kein Fluid durch den Druckregler 100, d.h. von dem mindestens einen Fluideinlaß 124 zum Fluidauslaß 126, gelangen.

Fluid tritt in den Druckregler 100 durch den mindestens einen Fluideinlaß 124 ein und übt Druck auf die Unterteilung 130 aus. Wenn der Druck des Fluids größer als die vom federnden Element 150 ausgeübte Kraft ist, ermöglicht es die Flexibilität der Membran 144, daß sich die Schale 138 entlang der Längsachse zum zweiten Gehäuseteil 120 hin bewegt, die kugelförmige Ventilkugel 136 trennt sich somit an der Grenzfläche 160 vom Sitz 112, d.h. es wird die zweite Konfiguration der kugelförmigen Ventilkugel 136 und des Sitzes 112 erzielt. Fluid kann dann durch den Druckregler 100 strömen. Genauer gesagt: Fluid, das in die erste Kammer 132 eingetreten ist, z.B. durch den mindestens einen Fluideinlaß 124, strömt zwischen der kugelförmigen Ventilkugel 136 und dem Sitz 112, die voneinander getrennt sind, in den Durchgang 114 hinein und tritt durch den Fluidauslaß 126 aus dem Durchgang 114 aus.

Wenn der eintretende Fluiddruck reduziert ist, überwindet die Kraft des federnden Elements 150 den Fluiddruck und bringt die kugelförmige Ventilkugel 136 zurück in Eingriff mit dem Sitz 112, d.h. in die erste Konfiguration der kugelförmigen Ventilkugel 136 und des Sitzes 112.

2, auf die nunmehr Bezug genommen wird, zeigt einen in Durchflußausführung vorgesehenen Druckregler 200 gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Druckregler 200 beinhaltet ein Gehäuse 210. Das Gehäuse 210 ist durch eine Unterteilung 230 in eine erste Kammer 232 und eine zweite Kammer 234 getrennt. Die Unterteilung 230 beinhaltet einen Sitz 212 mit einem Sitzflansch 212A und einem Durchgang 214, und dieser wirkt mit einer kugelförmigen Ventilkugel 236 zusammen, die am Gehäuse 210 fixiert ist. In einer ersten Konfiguration greift die kugelförmige Ventilkugel 236 abdichtend in den Sitz 212 ein, um eine Fluidverbindung zwischen der ersten und der zweiten Kammer 232 bzw. 234 zu verhindern. In einer zweiten Konfiguration ist die kugelförmige Ventilkugel 236 vom Sitz 212 beabstandet, um eine Fluidverbindung zwischen der ersten und der zweiten Kammer 232 bzw. 234 zuzulassen.

Das Gehäuse 210 beinhaltet ein erstes Gehäuseteil 216 mit einem ersten Flansch 218 sowie ein zweites Gehäuseteil 220 mit einem zweiten Flansch 222. Das erste Gehäuseteil 218 beinhaltet auch mindestens einen Kraftstoffeinlaß 224 (zwei sind dargestellt), und das zweite Gehäuseteil 220 beinhaltet auch einen Kraftstoffauslaß 226. Es sind vorzugsweise mehrere Kraftstoffeinlässe 224 vorgesehen, und der Kraftstoffauslaß steht über die zweite Kammer 234 in Fluidverbindung mit dem Durchgang 214 des Sitzes 212.

Das erste Gehäuseteil 216 beinhaltet. eine Reihe von Oberflächen, die eine Kugeltasche 240 definieren. Insbesondere beinhaltet das erste Gehäuseteil 216 eine zylindrische Oberfläche 242A, die allgemein konzentrisch zu einer Längsachse A verläuft, und eine Endoberfläche 242B, an der die kugelförmige Ventilkugel 236 fixiert ist. Die zylindrische Oberfläche 242A ist vorzugsweise durch ein Nest 216A festgelegt, das im Verhältnis zum ersten Gehäuseteil 216 positioniert ist. Das Nest 216A kann so geformt sein, daß es einen (nicht dargestellten) Filter beinhaltet, durch den in die erste Kammer 232 eintretender Kraftstoff strömen kann.

Die Unterteilung 230 beinhaltet auch eine Membran 244 und eine Halterung 246. Die Membran 244 beinhaltet vorzugsweise einen flexiblen, fluidundurchlässigen Ringraum mit einem Außenumfang 244A und einem Innenumfang 244B. Der Außenumfang 244A ist dadurch am Gehäuse 210 gesichert, daß er zwischen dem ersten Flansch 218 des ersten Gehäuseteils 216 und dem zweiten Flansch 222 des zweiten Gehäuseteils 220 angeordnet ist. Der Innenumfang 244B ist dadurch am Sitz 212 gesichert, daß er zwischen dem Sitzflansch 212A und der Halterung 246 angeordnet ist. Die Halterung 246 ist vorzugsweise mittels Preßpassung oder eine andere sichere Verbindung mit dem Sitz 212 gekoppelt.

Ein federndes Element 250, das vorzugsweise eine Druckschraubenfeder ist, befindet sich in der zweiten Kammer 234 und spannt die Unterteilung 230 zur ersten Konfiguration der kugelförmigen Ventilkugel 236 und des Sitzes 212 hin vor. Das federnde Element 250 hat vorzugsweise ein erstes Ende 252, das aneinanderstoßend in das zweite Gehäuseteil 220 eingreift, sowie ein zweites Ende 254, das aneinanderstoßend in die Halterung 246 eingreift. Das federnde Element 250 spannt die Unterteilung 230 mit einer vorbestimmten Kraft vor, die in einem Verhältnis zu dem für den Druckregler 200 gewünschten Druck steht.

Ein Verfahren zur Montage des Druckreglers 200 wird nunmehr beschrieben. In Vorbereitung auf die Endmontage wird das Nest 216A im Verhältnis zum ersten Gehäuseteil 216 positioniert, der Innenumfang 244B der Membran 244 wird um den Sitz 212 herum plaziert, und die Halterung 246 wird mittels Preßpassung auf den Sitz 212 aufgebracht. Die kugelförmige Ventilkugel 236 wird lose auf der Endoberfläche 242B positioniert. Die Unterteilung 230 wird so am ersten Gehäuseteil 216 positioniert, daß die kugelförmige Ventilkugel 236 im Verhältnis zum Sitz 212 positioniert wird, so daß ein gegenseitiger Eingriff an einer Grenzfläche 260 erfolgt, und der Außenumfang 244A der Membran 244 wird allgemein gleichzeitig auf den ersten Flansch 218 des ersten Gehäuseteils 216 aufgesetzt. Das zweite Ende 254 des federnden Elements 250 wird gegen die Halterung 246 in seinem Sitz plaziert, wobei sich der Sitz 212 und sein Durchgang 214 im Innern des federnden Elements 250 erstrecken. Das zweite Gehäuseteil 220 wird so abgesenkt, daß die zweite Kammer 234 das federnde Element 250 aufnimmt, und das erste Ende 252 des federnden Elements 250 wird gegen das zweite Gehäuseteil 220 in seinem Sitz plaziert. Das zweite Gehäuseteil 220 wird, gegen die Vorspannung des federnden Elements 250, zum ersten Gehäuseteil 216 hin gedrückt, bis der zweite Flansch 222 am Außenumfang 244A der Membran 244 anstößt. Der erste Flansch 218 wird dann umgewendet und umgefalzt, so daß er aneinanderstoßend in den zweiten Flansch 222 des zweiten Gehäuseteils 220 eingreift, wodurch das Gehäuse 210 mit allen darin enthaltenen Bauteilen zusammengefügt wird.

Da das federnde Element 250 typischerweise eine Unwuchtkraft auf die Unterteilung 230 ausübt, kann die kugelförmige Ventilkugel 236, im Verhältnis zur Längsachse A, in der Tasche 240 in eine außermittige Position gezwungen werden.

Schließlich werden, nachdem das Gehäuse 210 zusammengefügt und die Ventilkugel 236 gegenüber dem Sitz 212 an der Grenzfläche 260 ausgerichtet wurde, die Ventilkugel 236 und das erste Gehäuseteil 216 aneinander fixiert, vorzugsweise durch eine Schweißnaht 270. Genauer gesagt: Ein Schweißstrahl 272 wird am ersten Gehäuseteil 216 zu den möglichen Kontaktpunkten zwischen der kugelförmigen Ventilkugel 236 und der Endoberfläche 242 des ersten Gehäuseteils 216 hin gerichtet. Da die kugelförmige Ventilkugel 236 möglicherweise nicht in der Tasche 240 zentriert ist, kann der Schweißstrahl 272 entlang einer die Längsachse A umgebenden kreisförmigen Bahn mit einem Radius R bewegt werden, wodurch die Schweißnaht 270 gebildet wird, um die gesamte Fläche abzudecken, in der die kugelförmige Ventilkugel 236 das erste Gehäuseteil 216 berühren könnte.

Der Betrieb des in Bypassventilausführung vorgesehenen Druckreglers 200 für ein Fahrzeugkraftstoffsystem wird nunmehr beschrieben Das federnde Element 250 wirkt durch die Halterung 246, um die Unterteilung 230 zur ersten Konfiguration der kugelförmigen Ventilkugel 236 und des Sitzes 212 hin vorzuspannen. Somit greift die kugelförmige Ventilkugel 236 abdichtend in den Sitz 212 an der Grenzfläche 260 ein, und es kann kein Kraftstoff durch den Druckregler 200, d.h. von dem mindestens einen Kraftstoffeinlaß 224 zum Kraftstoffauslaß 226, strömen.

Kraftstoff tritt in den Druckregler 200 durch den mindestens einen Kraftstoffeinlaß 224 ein und übt Druck auf die Unterteilung 230 aus. Wenn der Druck des Kraftstoffs größer als die vom federnden Element 250 ausgeübte Kraft ist, ermöglicht es die Flexibilität der Membran 244, daß sich der Sitz 212 entlang der Längsachse A zum zweiten Gehäuseteil 220 hin bewegt, die kugelförmige Ventilkugel 236 trennt sich somit an der Grenzfläche 260 vom Sitz 212, d.h. die zweite Konfiguration der kugelförmigen Ventilkugel 236 und des Sitzes 212 wird erzielt. Kraftstoff kann dann durch den Druckregler 200 strömen. Genauer gesagt: Kraftstoff, der in die erste Kammer 232 eingetreten ist, z.B. durch den mindestens einen Kraftstoffeinlaß 224, strömt zwischen der kugelförmigen Ventilkugel 236 und dem Sitz 212, die voneinander getrennt sind, hindurch, strömt durch den Durchgang 214 und in die zweite Kammer 234 hinein und tritt durch den Kraftstoffauslaß 226 aus der zweiten Kammer 234 aus.

Wenn der eintretende Kraftstoffdruck reduziert ist, überwindet die Kraft des federnden Elements 250 den Kraftstoffdruck und bringt den Sitz 212 in Eingriff mit der kugelförmigen Ventilkugel 236 zurück, d.h. die erste Konfiguration der kugelförmigen Ventilkugel 236 und des Sitzes 212 wird erzielt.

Die Druckregler 100, 200 gemäß der vorliegenden Erfindung bieten eine Reihe von Vorteilen, zu denen der Wegfall einer Kugelfeder, einer Kugelsicherungsscheibe oder eines Teils oder Verfahrens zur Halterung der Ventilkugel in der Kugeltasche zählen, während weiterhin eine Ausrichtung zwischen der Ventilkugel und dem Ventilsitz sichergestellt wird. Die vorliegende Erfindung hat wesentliche Produktionsvorteile zur Folge, die auf den Wegfall von Teilen, eine Vereinfachung des Montageverfahrens sowie auf sich daraus ergebende Kostenreduzierungen zurückzuführen sind.

Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf gewisse bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, sind zahlreiche Modifizierungen, Veränderungen und Änderungen an den beschriebenen Ausführungsformen und an gleichwertigen Ausführungen davon möglich, ohne vom Gebiet und Schutzbereich der Erfindung, wie in den beiliegenden Ansprüchen definiert, abzuweichen. Die Erfindung soll demzufolge nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt sein, sondern den vollen Schutzbereich, wie er sich aus den Formulierungen in den nachstehenden Ansprüchen ergibt, abdecken.


Anspruch[de]
  1. Druckregler, der folgendes umfaßt:

    ein einen Einlaß und einen Auslaß beinhaltendes Gehäuse;

    eine das Gehäuse in eine erste Kammer und eine zweite Kammer trennende Unterteilung; und

    ein eine kugelförmige Ventilkugel und einen Sitz beinhaltendes Ventil, wobei die kugelförmige Ventilkugel im Verhältnis zu einem bzw. einer ersten des Gehäuses und der Unterteilung fixiert ist und der Sitz im Verhältnis zu einem bzw. einer zweiten des Gehäuses und der Unterteilung fixiert ist, wobei eine erste Konfiguration der kugelförmigen Ventilkugel im Verhältnis zum Sitz im wesentlichen eine Fluidverbindung zwischen dem Einlaß und dem Auslaß verhindert und eine zweite Konfiguration der kugelförmigen Ventilkugel im Verhältnis zum Sitz eine Fluidverbindung zwischen dem Einlaß und dem Auslaß zuläßt.
  2. Druckregler nach Anspruch 1, der weiterhin folgendes umfaßt:

    ein sich zwischen dem Gehäuse und der Unterteilung erstreckendes federndes Element, wobei das federnde Element die kugelförmige Ventilkugel und den Sitz zueinander vorspannt.
  3. Druckregler nach Anspruch 1, der weiterhin folgendes umfaßt:

    eine Dichtungsoberfläche an einer Grenzfläche der kugelförmigen Ventilkugel und des Sitzes in der ersten Konfiguration.
  4. Druckregler nach Anspruch 3, bei dem die Dichtungsoberfläche einen Kreis umfaßt.
  5. Druckregler nach Anspruch 1, der weiterhin folgendes umfaßt:

    eine einen Abschnitt der kugelförmigen Ventilkugel aufnehmende Tasche, wobei die Tasche durch eine Reihe von Oberflächen definiert ist.
  6. Druckregler nach Anspruch 5, bei dem die Reihe von Oberflächen eine an einer Endoberfläche gekoppelte zylindrische Oberfläche umfaßt, wobei die zylindrische Oberfläche eine Längsachse umgibt und sich die Endoberfläche im Verhältnis zur Längsachse allgemein orthogonal erstreckt.
  7. Druckregler nach Anspruch 6, bei dem die kugelförmige Ventilkugel an der Endoberfläche fixiert ist.
  8. Druckregler nach Anspruch 7, bei dem die kugelförmige Ventilkugel an der Endoberfläche angeschweißt ist.
  9. Druckregler nach Anspruch 7, bei dem die Unterteilung eine die Reihe von Oberflächen definierende Schale umfaßt und der Sitz am Gehäuse fixiert ist.
  10. Druckregler nach Anspruch 9, bei dem die Unterteilung eine Membran und eine Halterung umfaßt, wobei sich die Membran zwischen dem Gehäuse und der Schale erstreckt und die Halterung in die Schale eingreift, so daß die Membran zwischen der Schale und der Halterung angeordnet ist.
  11. Druckregler nach Anspruch 10, bei dem das Gehäuse ein erstes und ein zweites Gehäuseteil umfaßt, wobei das erste Gehäuseteil die erste Kammer und das zweite Gehäuseteil die zweite Kammer definiert, und wobei das erste Gehäuseteil den Einlaß und den Auslaß umfaßt.
  12. Druckregler nach Anspruch 11, bei dem der Sitz einen Durchgang definiert, wobei der Durchgang in der zweiten Konfiguration eine Fluidverbindung zwischen der ersten Kammer und dem Auslaß zuläßt.
  13. Druckregler nach Anspruch 7, bei dem die Unterteilung den Sitz umfaßt und die kugelförmige Ventilkugel am Gehäuse fixiert ist.
  14. Druckregler nach Anspruch 13, bei dem die Unterteilung eine Membran und eine Halterung umfaßt, wobei sich die Membran zwischen dem Gehäuse und dem Sitz erstreckt und die Halterung in den Sitz eingreift, so daß die Membran zwischen dem Sitz und der Halterung angeordnet ist.
  15. Druckregler nach Anspruch 14, bei dem das Gehäuse ein erstes und ein zweites Gehäuseteil umfaßt, wobei das erste Gehäuseteil die erste Kammer definiert und den Einlaß beinhaltet und das zweite Gehäuseteil die zweite Kammer definiert und den Auslaß beinhaltet.
  16. Druckregler nach Anspruch 15, bei dem der Sitz einen Durchgang definiert, wobei der Durchgang in der zweiten Konfiguration eine Fluidverbindung zwischen der ersten und der zweiten Kammer zuläßt.
  17. Verfahren zur Montage eines Druckreglers, wobei das Verfahren folgendes umfaßt:

    Positionieren einer kugelförmigen Ventilkugel, eines Sitzes, einer Unterteilung und eines federnden Elements innerhalb eines Gehäuses, wobei die Unterteilung das Gehäuse in eine erste und eine zweite Kammer trennt, und wobei das federnde Element die Unterteilung so vorspannt, daß die kugelförmige Ventilkugel abdichtend in den Sitz eingreift;

    Zusammenfügen des Gehäuses, wobei das Zusammenfügen das aneinander erfolgende Sichern des ersten und des zweiten Gehäuseteils beinhaltet; und

    Anschweißen der kugelförmigen Ventilkugel an ihrem Platz, so daß sie gegenüber dem Sitz ausgerichtet ist.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem das Schweißen das Richten eines Schweißstrahls durch eine Öffnung im zweiten Gehäuseteil umfaßt, wobei der Schweißstrahl die kugelförmige Ventilkugel an der Unterteilung fixiert.
  19. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem das Schweißen das Richten eines Schweißstrahls am ersten Gehäuseteil umfaßt, wobei der Schweißstrahl die kugelförmige Ventilkugel am Gehäuse fixiert.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem das Richten des Schweißstrahls das Bewegen des Schweißstrahls in einem kreisförmigen Muster an einer Längsachse umfaßt, wobei der Auslaß und ein vom Sitz definierter Fluidströmungsdurchgang konzentrisch zur Längsachse vorgesehen sind.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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