DE102011101187A1

DE102011101187A1 - Druckminderer

Info

Publication number: DE102011101187A1
Application number: DE201110101187
Authority: DE
Inventors: Peter Pucher
Original assignee: Steyr Daimler Puch Fahrzeugtechnik AG and Co KG
Current assignee: Magna Steyr Fahrzeugtechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2011-05-11
Filing date: 2011-05-11
Publication date: 2012-11-15
Anticipated expiration: 2031-05-12
Also published as: US20120285547A1; JP2012237446A; DE102011101187B4; US8887748B2

Abstract

Es wird ein Druckminderer (1a ... 1d) angeben, umfassend einen Hochdruckeingang (3), einen Niederdruckausgang (4) und ein Ventil mit einem Ventilsitz (5) und einem damit zusammenwirkenden, in einer Verschieberichtung verschiebbaren Ventilkolben (6). Dieser gibt bei Verschiebung vom Ventilsitz (5) weg einen ersten Weg zwischen dem Hochdruckeingang (3) und dem Niederdruckausgang (4) frei. Weiterhin umfasst der Druckminderer (1a ... 1d) einen zweiten Weg, welcher den Hochdruckeingang (3) und den Niederdruckausgang (4) verbindet, ein im Verlauf des zweiten Weges angeordnetes erstes steuerbares Ventil (10) und eine im Verlauf des zweiten Weges angeordnete erste Wirkfläche (14) des Ventilkolbens (6), welche derart ausgerichtet ist, dass ein auf diese einwirkender erster Steuerdruck (p11) eine erste Kraft auf den Ventilkolben (6) in die Verschieberichtung bewirkt. Weiterhin wird auch ein Verfahren zum Betrieb des erfindungsgemäßen Druckminderers (1a ... 1d) angegeben

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft einen Druckminderer, umfassend einen Hochdruckeingang, einen Niederdruckausgang und ein Ventil mit einem Ventilsitz und einem damit zusammenwirkenden, in einer Verschieberichtung verschiebbaren Ventilkolben. Der Ventilkolben gibt bei Verschiebung vom Ventilsitz weg einen ersten Weg zwischen dem Hochdruckeingang und dem Niederdruckausgang frei. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Druckminderers.
STAND DER TECHNIK
Druckminderer werden ganz allgemein dazu verwendet, den Druck eines Fluids (flüssig oder gasförmig) zu reduzieren. Zumeist werden sie im Verlauf einer Rohrleitung eingebaut, sodass am Hochdruckeingang noch ein höherer, am Niederdruckausgang aber ein niedrigerer Druck herrscht. Beispielsweise kann der Druck in einer Wasserleitung oder auch der Druck aus einer Pressluft- oder Gasflasche mit einem Druckminderer oder auch Druckregler der eingangs genannten Art auf ein gewünschtes Maß reduziert werden.
Beispielsweise offenbart die DE 1 523 323 A1 dazu eine Zweistufenpilotanordnung für einen Hochdruckgasregler, insbesondere für hohe Einlassdrücke und hohe Druckabfälle. Dieser weist ein Hauptventil mit einem federbelasteten Ventilkolben zur Einstellung des Druckabfalls zwischen einem Hochdruckeingang und einem Niederdruckausgang sowie eine Einrichtung zu Erzeugung eines Pilotbelastungsdrucks auf.
Weiterhin betrifft die DE 10 204 746 A1 einen Gasdruckregler zur Regelung eines Gasdrucks, insbesondere in einem gasbetriebenen Fahrzeug, umfassend ein Gehäuse mit einem Einlass und Auslass sowie einen im Strömungsweg zwischen dem Einlass und dem Auslass angeordneten Niederdruckraum. Eine Ventilanordnung mit einem Schließkörper kann einen Dichtsitz zur Regelung des Gasdruckes mehr oder weniger freigeben bzw. verschließen. Im Niederdruckraum ist eine Membran angeordnet, welche mit Druck aus dem Niederdruckraum beaufschlagt wird. Ein erstes Mittel dient zur Vorspannung der Membran. Weiterhin ist mindestens ein weiteres Mittel zur Änderung der Vorspannung der Membran vorgesehen. Zur Betätigung des Schließkörpers ist dieser mit der Membran oder dem weiteren Mittel verbunden.
Nachteilig an den bekannten Druckminderern ist, dass diese technisch relativ komplex und damit teuer sind. Zudem besteht ein großes Problem heutiger Druckminderer bzw. Druckregler darin, dass diese in keinem allzu großen Bereich des Eingangsdrucks betrieben werden können, wenn der Ausgangsdruck unabhängig von den Umgebungseinflüssen und unabhängig vom Eingangsdruck ohne nennenswerte Schwankungen konstant gehalten werden soll. Bei hohem Druck am Eingang treten nämlich aufgrund von Reibung hohe Kräfte an Dichtungen auf, und auch die Kraft zur Gewährleistung eines ausreichenden Dichtsitzes ist groß, was die exakte Regelung des Ausgangsdrucks erschwert. Sinkt der Eingangsdruck und nähert er sich dem einzuregelnden Ausgangsdruck, so sinken dagegen die genannten Kräfte. Darüber hinaus wird eine Regelung des Ausgangsdrucks durch weitere Einflüsse wie zum Beispiel die Durchflussrate, Änderungen der Temperatur usw. beeinflusst. Zudem ist der geregelte Ausgangsdruck häufig einer Hysterese unterworfen.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der Erfindung ist es nun, einen verbesserten Druckminderer und ein verbessertes Verfahren zum Betrieb eines Druckminderers anzugeben. Insbesondere soll eine Druckminderer mit relativ einfachem technischen Aufbau angegeben werden, bei dem nur geringe Einstellkräfte zur Einstellung des Druckminderers nötig sind.
Die Erfindung wird durch einen Druckminderer der eingangs genannten Art gelöst, zusätzlich umfassend:

– einen zweiten Weg, welcher den Hochdruckeingang und den Niederdruckausgang verbindet,
– ein im Verlauf des zweiten Weges angeordnetes erstes steuerbares Ventil und
– eine im Verlauf des zweiten Weges angeordnete erste Wirkfläche des Ventilkolbens, welche derart ausgerichtet ist, dass ein auf diese einwirkender erster Steuerdruck eine erste Kraft auf den Ventilkolben in die Verschieberichtung bewirkt.

Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei dem ein erster Steuerdruck, welcher auf eine erste Wirkfläche des Ventilkolbens wirkt und eine erste Kraft auf denselben in die Verschieberichtung bewirkt, mit Hilfe eines ersten steuerbaren Ventils eingestellt wird, wobei die erste Wirkfläche und das erste steuerbare Ventil im Verlauf eines zweiten, den Hochdruckeingang und den Niederdruckausgang verbindenden Wegs angeordnet sind.
Erfindungsgemäß kann der Druckunterschied zwischen dem Hochdruckeingang und dem Niederdruckausgang über einen geringen Durchfluss über den zweiten Weg kontinuierlich eingestellt werden. Der „Steuerstrom”, also der Durchfluss über den zweiten Weg, ist dabei klein im Verhältnis zum möglichen Durchfluss über den ersten Weg. Somit ist ein Öffnungsquerschnitt eines Steuerventils im Verlauf des zweiten Wegs und damit dessen Betätigungskraft zum Öffnen ebenfalls klein. Es ergibt sich dabei ein Servo- oder Verstärkungseffekt, sodass relativ niedrige Einstellkräfte am Steuerventil genügen, um eine gewünschte Druckdifferenz zwischen Hochdruckeingang und Niederdruckausgang einzustellen. Darüber hinaus stehen im Unterschied zu herkömmlichen Druckminderern wegen der Verwendung des Eingangsdrucks zum Öffnen des Ventils bei hohem Eingangsdruck auch höhere Kräfte für die Ventilöffnung zur Verfügung als bei niedrigem Eingangsdruck, was sich ebenfalls positiv auf die Eigenschaften des erfindungsgemäßen Druckminderers auswirkt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich nun aus den Unteransprüchen, sowie aus der Beschreibung in Zusammenschau mit den Figuren.
Vorteilhaft ist es, wenn im Verlauf des zweiten Weges eine Engstelle vorgesehen ist und die erste Wirkfläche zwischen der Engstelle und dem ersten steuerbaren Ventil angeordnet ist. Auf diese Weise kann der Einstellbereich für den ersten Steuerdruck vergrößert werden, sodass gegebenenfalls eine einfachere Regelung desselben ermöglicht wird.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn im Verlauf des zweiten Weges ein zweites steuerbares Ventil vorgesehen ist und die erste Wirkfläche zwischen dem ersten steuerbaren Ventil und zweiten steuerbaren Ventil angeordnet ist. Auf diese Weise kann der Einstellbereich für den ersten Steuerdruck noch weiter vergrößert werden, sodass eine Regelung desselben noch einfacher möglich ist.
Besonders vorteilhaft ist es weiterhin, wenn im Verlauf des zweiten Weges eine zweite Wirkfläche des Ventilkolbens angeordnet ist, welche derart ausgerichtet ist, dass ein auf diese einwirkender zweiter Steuerdruck eine zweite Kraft auf den Ventilkolben in Verschieberichtung bewirkt, welche der ersten Kraft entgegen gerichtet ist. Auf diese Weise kann der Druckunterschied zwischen dem Hochdruckeingang und dem Niederdruckausgang über den Differenzdruck zwischen erstem und zweitem Steuerdruck eingestellt werden. Damit wird eine gute Steuerbarkeit beziehungsweise Regelbarkeit des Druckunterschieds zwischen dem Hochdruckeingang und dem Niederdruckausgang erzielt. Weiterhin kann der Druckminderer so gestaltet werden, dass für den Ventilkolben keine Dichtung zur Umgebung des Gehäuses hin nötig ist. Der Druckminderer kann daher technisch einfach aufgebaut sein.
Vorteilhaft ist es, wenn das erste steuerbare Ventil, das zweite steuerbare Ventil oder die Engstelle im Verlauf des zweiten Weges zwischen der ersten Wirkfläche und der zweiten Wirkfläche angeordnet ist. Auf diese Weise ist ein vergleichsweise hoher Differenzdruck zwischen der ersten und der zweiten Wirkfläche erzielbar.
Günstig ist es weiterhin, wenn der erfindungsgemäße Druckminderer eine Feder umfasst, welche zur Ausübung einer auf den Ventilkolben wirkenden Federkraft in Richtung der ersten oder zweiten Kraft vorgesehen ist. Damit wird erreicht, dass die Kraft, mit welcher der Ventilkolben gegen den Ventilsitz gedrückt wird, nicht nur von den Druckverhältnissen im Druckminderer abhängt. Somit steht eine weitere Einflussmöglichkeit zur Verfügung, um die gewünschten Kräfteverhältnisse am Ventilkolben zu erreichen.
Vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, wenn das zweite steuerbare Ventil im Verlauf des zweiten Weges zwischen der ersten Wirkfläche und der zweiten Wirkfläche angeordnet ist und dass die zweite Kraft und die Federkraft in eine Schließrichtung des Ventilkolbens gerichtet sind. Damit wird erreicht, dass auf den Ventilkolben auch bei geschlossenem zweiten Steuerventil noch eine Schließkraft auf den Ventilkolben wirkt.
Günstig ist es, wenn der Druckminderer eine erste Messeinrichtung und/oder eine zweite Messeinrichtung umfasst, welche zur Messung des ersten Steuerdrucks beziehungsweise des zweiten Steuerdrucks vorbereitet ist/sind. Auf diese Weise können die tatsächlichen Druckverhältnisse am Ventilkolben ermittelt und beispielsweise einer Steuerung oder Regelung zur Verfügung gestellt werden.
Günstig ist es, wenn der Druckminderer eine Steuerung umfasst oder an diesen eine Steuerung angeschlossen ist, welche zur Ansteuerung des ersten Steuerventils und/oder zweiten Steuerventils vorbereitet ist. Dadurch kann der Differenzdruck zwischen Hochdruckeingang und Niederdruckausgang beispielsweise durch elektronische oder optische Signale vorgegeben werden. Mit Hilfe einer elektronischen Steuerung können zudem die Einflüsse von Eingangsdruck, Durchflussrate, Temperatur, usw. kompensiert und die Regelung des Ausgangsdrucks weiter verbessert werden.
Günstig ist es, wenn der Druckminderer eine Regelung umfasst oder an diesen eine Regelung angeschlossen ist, welche zur Erfassung des ersten Steuerdrucks und/oder zweiten Steuerdrucks und zur Ansteuerung des ersten Steuerventils und/oder zweiten Steuerventils vorbereitet ist. Dadurch ist gewährleistet, dass ein vorgegebener Differenzdruck zwischen Hochdruckeingang und Niederdruckausgang auch tatsächlich eingehalten wird.
Günstig ist es, wenn das erste Steuerventil und/oder das zweite Steuerventil als Proportionalventil ausgebildet ist/sind. Auf diese Weise kann der Differenzdruck zwischen Hochdruckeingang und Niederdruckausgang kontinuierlich eingestellt werden.
Günstig ist es auch, wenn das erste Steuerventil und/oder das zweite Steuerventil als Schaltventil ausgebildet ist/sind. Auf diese Weise können sehr einfach aufgebaute Steuerventile eingesetzt werden.
Besonders vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, wenn das erste Steuerventil und/oder zweite Steuerventil mittels eines pulsweitenmodulierten Signals angesteuert wird/werden. Dadurch kann der Differenzdruck zwischen dem Hochdruckeingang und dem Niederdruckausgang kontinuierlich eingestellt werden, auch wenn als Steuerventile nur Schaltventile vorhanden sind.
Vorteilhaft ist es auch, wenn das erste Steuerventil/das zweite Steuerventil so ausgelegt ist, dass ein Medium, für welches der Druckminderer vorbereitet ist, das das erste Steuerventil/das zweite Steuerventil bei Anlegen einer Druckdifferenz zwischen Hochdruckeingang und Niederdruckausgang auch in der Schließstellung durchströmt. Da das Steuerventil beziehungsweise die Steuerventile entlang des zweiten Weges angeordnet sind, welcher den Hochdruckeingang mit dem Niederdruckausgang verbindet, ist ein Durchfluss durch die Steuerventile – selbst wenn sie geschlossen sind – nicht unbedingt störend. Bei dieser Erfindungsvariante können somit technisch einfache und billige Steuerventile eingesetzt werden.
Vorteilhaft ist es zudem, wenn das erste Steuerventil und das zweite Steuerventil durch ein 3/3-Wegeventil oder ein 3/2 Wegeventil gebildet sind. Auf diese Weise kann der erfindungsgemäße Druckminderer besonders kompakt aufgebaut werden. Zudem vereinfacht sich aufgrund der geringeren Anzahl an Einzelteilen auch die Montage desselben
Günstig ist es auch, wenn anstelle des ersten Steuerventils/des zweiten Steuerventils ein erster/zweiter Steuerschieber vorgesehen ist/sind. Steuerschieber sprechen in der Regel sehr schnell an, wodurch eine sehr schnelle Regelung für den Differenzdruck zwischen dem Hochdruckeingang und dem Niederdruckausgang realisiert werden kann.
Günstig ist es zudem, wenn ein zweiter Steuerdruck, welcher auf eine zweite Wirkfläche des Ventilkolbens wirkt und eine der ersten Kraft entgegen gerichtete zweite Kraft auf denselben in Verschieberichtung bewirkt, mit Hilfe des ersten steuerbaren Ventils eingestellt wird, wobei die zweite Wirkfläche im Verlauf des zweiten Weges angeordnet ist. Auf diese Weise kann der Differenzsteuerdruck am Ventilkolben mit nur einem Steuerventil eingestellt werden, wodurch eine Steuerung sehr einfach aufgebaut werden kann.
Günstig ist es schließlich auch, wenn der erste Steuerdruck, welcher auf die erste Wirkfläche des Ventilkolbens wirkt, und/oder zweite Steuerdruck, welcher auf die zweite Wirkfläche des Ventilkolbens wirkt, durch das erste Steuerventil und ein zweites Steuerventil eingestellt werden, welche im Verlauf des zweiten Weges angeordnet sind. Auf diese Weise steht noch ein Einflussparameter, nämlich die Stellung eines zweiten Steuerventils zur Einstellung des Steuerdrucks oder der Steuerdrücke zur Verfügung, wodurch der Druckminderer besonders flexibel eingestellt werden kann.
An dieser Stelle wird angemerkt, dass sich die zum erfindungsgemäßen Druckminderer angeführten Varianten und die sich daraus ergebenden Vorteile gleichermaßen auf das erfindungsgemäße Verfahren beziehen und umgekehrt.
Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung lassen sich auf beliebige Art und Weise kombinieren.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Druckminderers mit einem ersten Steuerventil;
2 einen Druckverlauf entlang des zweiten Weges im Druckminderer nach 1;
3 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Druckminderers mit einer zusätzlichen Strömungsblende;
4 einen Druckverlauf entlang des zweiten Weges im Druckminderer nach 3;
5 eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Druckminderers mit einer zusätzlichen hinteren Kolbenkammer;
6 einen Druckverlauf entlang des zweiten Weges im Druckminderer nach 5;
7 eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Druckminderers mit zwei Steuerventilen;
8 einen Druckverlauf entlang des zweiten Weges im Druckminderer nach 7;
9 ein das erste und zweite Steuerventil bildende 3/3-Wegeventil und
10 ein das erste und zweite Steuerventil bildende 3/2-Wegeventil.
DETAILIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Eingangs wird festgehalten, dass in den Figuren gleiche und ähnliche Teile mit gleichen Bezugszeichen und funktionsähnliche Elemente und Merkmale – sofern nichts Anderes ausgeführt ist – mit gleichen Bezugszeichen, gegebenenfalls mit unterschiedlichen Indizes, bezeichnet sind.
Weiterhin wird festgehalten, dass sich Lageangeben wie „oben”, „unten”, „seitlich”, „horizontal”, „vertikal” und dergleichen auf die dargestellte Lage des Druckminderers beziehen. Bei Änderung der Lage des Druckminderers sind die Lageangaben gedanklich entsprechend anzupassen.
1 zeigt einen Druckminderer 1a, umfassend ein Gehäuse 2 mit einem Hochdruckeingang 3, einem Niederdruckausgang 4, einem im Gehäuse 2 angeordneten Ventilsitz 5 und einem im Gehäuse 2 verschiebbar gelagerten Ventilkolben 6. Der Ventilsitz 5 und der Ventilkolben 6 bilden ein Ventil, welches entlang eines ersten Weges zwischen dem Hochdruckeingang 3 und dem Niederdruckausgang 4 angeordnet ist. Weiterhin umfasst der Druckminderer 1a einen zweiten Weg, welcher den Hochdruckeingang 3 und den Niederdruckausgang 4 verbindet. Konkret führt eine erste Verbindungsleitung 7 vom Hochdruckeingang 3 zu einer ersten hinteren Kolbenkammer 8 und eine zweite Verbindungsleitung 9 von der ersten hinteren Kolbenkammer 8 zum Niederdruckausgang 4. Im Verlauf der ersten Verbindungsleitung 7 ist zudem ein erstes Steuerventil 10 angeordnet, und an die erste hintere Kolbenkammer 8 ist ein erster Druckmesser 11 angeschlossen.
Wie aus der 1 leicht erkennbar ist, umfasst der Ventilkolben 6 neben dem vorderen Teil, welcher dem Ventilsitz 5 zugewandt ist, auch einen hinteren Teil, an dem eine Dichtung 12 vorgesehen ist. Weiterhin ist im Gehäuse 2 eine weitere Dichtung 13 angeordnet, welche die Hochdruckseite 3 gegen die erste hintere Kolbenkammer 8 abdichtet. Der hintere Teil des Ventilkolbens 6 umfasst zudem eine der ersten hinteren Kolbenkammer 8 zugewandte erste Wirkfläche 14 sowie eine oberhalb des Ventilkolbens 6 angeordnete Feder 15. Zum Druckausgleich ist im Gehäuse 2 außerdem eine Entlüftungsöffnung 16 vorgesehen. Schließlich umfasst der Druckminderer 1a eine elektronische Steuerung/Regelung 17, welche mit dem ersten Steuerventil 10 und dem ersten Druckmesser 11 verbunden ist.
Die Funktion der in der 1 dargestellten Anordnung wird nun unter Bezugnahme auf die 2 erläutert, welche den Verlauf des Drucks p entlang des zweiten Wegs s angibt:
In einem ersten Zustand wird davon ausgegangen, dass das erste Steuerventil 10 geschlossen ist. Es ergibt sich in 2 damit der mit einer durchgezogenen Linie dargestellte Druckverlauf. Darin ist erkennbar, dass der Druckunterschied vom Hochdruck HD zum Niederdruck ND zur Gänze am ersten Steuerventil 10 abfallt. Der Druck p₁₁ am ersten Druckmesser 11 ist daher gleich dem Niederdruck ND. Da dieser Druck p₁₁ dem Druck in der ersten hinteren Kolbenkammer 8 entspricht, wirkt dieser auch auf die erste Wirkfläche 14 und verursacht eine erste Kraft, welche auf den Ventilkolben 6 in dessen Verschieberichtung wirkt und vom Ventilsitz 5 wegweist. Allerdings sind die durch die Feder 15 verursachte Federkraft sowie die durch den Hochdruck HD verursachte Kraft am unteren Ende des Ventilkolbens 6 größer, sodass dieser gegen den Ventilsitz 5 gedrückt wird und somit der Hochdruckeingang 3 vom Niederdruckausgang 4 getrennt bleibt.
In einem zweiten Zustand wird das erste Steuerventil 10 etwas geöffnet, wodurch sich in 2 der mit einer punktierten Linie dargestellte Druckverlauf ergibt. In 2 ist nun erkennbar, dass der Druckunterschied vom Hochdruck HD zum Niederdruck ND nicht mehr zur Gänze am ersten Steuerventil 10 abfällt, sondern nur teilweise (siehe den stark geneigten Abschnitt des Druckverlaufs). Der Rest fällt entlang der ersten Verbindungsleitung 7, der ersten hinteren Kolbenkammer 8 und der zweiten Verbindungsleitung 9 ab, welche nun geringfügig durchströmt werden (siehe die leicht geneigten Abschnitte des Druckverlaufs). Der Druck p₁₁ am ersten Druckmesser 11 ist nun etwas höher als der Niederdruck ND, sodass auch die erste nach oben gerichtete Kraft auf den Ventilkolben 6 größer ist.
Bei weiterem Öffnen des ersten Steuerventils 10 wird der Druck p₁₁ und damit die erste Kraft auf den Ventilkolben 6 so groß, dass sie die Summe der durch die Feder 15 verursachten Federkraft und der durch den Hochdruck HD verursachten Kraft am unteren Ende des Ventilkolbens 6 übersteigt, sodass dieser vom Ventilsitz 5 abgehoben wird und somit der Hochdruckeingang 3 mit dem Niederdruckausgang 4 verbunden wird. Dadurch wird der Druckunterschied zwischen Hochdruck HD und Niederdruck ND so lange kleiner, bis sich am Ventilkolben 6 wieder ein Kräftegleichgewicht einstellt. Je nach Stellung des ersten Steuerventils 10 stellt sich somit ein bestimmter Druckverlust zwischen dem Hochdruckeingang 3 und dem Niederdruckausgang 4 ein. An dieser Stelle wird angemerkt, dass die genannte Verringerung des Druckunterschieds zwischen Hochdruck HD und Niederdruck ND der Einfachheit halber in der 2 (und auch in den 4, 6 und 8) nicht berücksichtigt ist.
Bei vollständig geöffnetem ersten Steuerventil 10 fällt der Druck entlang des zweiten Weges mehr oder minder linear ab, sodass sich für den Druck p₁₁ ein Maximum ergibt.
Zusammenfassend umfasst der erfindungsgemäße Druckminderer 1a einen zweiten Weg, welcher den Hochdruckeingang 3 und den Niederdruckausgang 4 verbindet, ein im Verlauf des zweiten Weges angeordnetes erstes steuerbares Steuerventil 10 und eine im Verlauf des zweiten Weges angeordnete erste Wirkfläche 14 des Ventilkolbens 6, welche derart ausgerichtet ist, dass ein auf diese einwirkender erster Steuerdruck p₁₁ eine erste Kraft auf den Ventilkolben 6 in die Verschieberichtung bewirkt.
Der Druckminderer 1a umfasst weiterhin eine Feder 15, welche zur Ausübung einer auf den Ventilkolben 6 wirkenden Federkraft in Richtung entgegen der ersten Kraft vorgesehen ist. Der Druckminderer 1a umfasst zudem eine erste Messeinrichtung (einen ersten Druckmesser 11), welche zur Messung des ersten Steuerdrucks p₁₁ vorbereitet ist sowie eine Steuerung/Regelung 17, welche zur Ansteuerung des ersten Steuerventils 10 vorbereitet ist.
Vorteilhaft wird der erste Steuerdruck p₁₁ durch die Steuerung/Regelung 17 erfasst und durch Ansteuerung des ersten Steuerventils 10 geregelt. Beispielsweise kann das erste Steuerventil 10 dazu als Proportionalventil ausgebildet sein. Denkbar ist aber auch, dass das erste Steuerventil 10 als Schaltventil ausgebildet ist und mit einem pulsweitenmodulierten Signal angesteuert wird. In beiden Fällen ist der Druckunterschied zwischen dem Hochdruckeingang 3 und dem Niederdruckausgang 4 über einen geringen Durchfluss über den zweiten Weg kontinuierlich einstellbar. Wegen der relativ geringen auf das erste Steuerventil 10 einwirkenden Kräfte ergibt sich dabei ein Servo- oder Verstärkungseffekt.
Vorteilhaft ist für das erste Steuerventil 10 eine hundertprozentige Abdichtung zwischen Hochdruckeingang 3 und Niederdruckausgang 4 nicht unbedingt erforderlich, wenn ein gewisser Restdurchfluss des Druckminderers 1a erlaubt wird. Das erste Steuerventil 10 kann somit so ausgelegt sein, dass ein Medium, für welches der Druckminderer 1a vorbereitet ist, das Steuerventil 10 bei Anlegen einer Druckdifferenz zwischen Hochdruckeingang 3 und Niederdruckausgang 4 auch in der Schließstellung durchströmt. Auf diese Weise kann ein relativ einfach aufgebautes erstes Steuerventil 10 eingesetzt werden.
3 zeigt nun eine Variante eines erfindungsgemäßen Druckminderers 1b, welcher dem in 1 dargestellten Druckminderer 1a sehr ähnlich ist. Im Unterschied dazu ist in der zweiten Verbindungsleitung 9 aber eine Engstelle in Form einer Strömungsblende 18 vorgesehen. Damit ist im Verlauf des zweiten Weges eine Engstelle 18 vorgesehen, wobei die erste Wirkfläche 14 zwischen der Engstelle 18 und dem ersten steuerbaren Ventil 10 angeordnet ist.
In 4 ist dargestellt, welchen Einfluss dies auf den Druckverlauf hat. Bei geschlossenem ersten Steuerventil 10 ergibt sich zur vorherigen Variante kein Unterschied. Wird das erste Steuerventil 10 allerdings geöffnet, so ergibt sich ein relativ starker Daruckverlust p₁₈ an der Strömungsblende 18. Aus der 4 ist gut erkennbar, dass der maximal erzielbare erste Steuerdruck p₁₁ (strichlierte Linie) nun deutlich höher ist, als bei der in den 1 und 2 vorgestellten Variante. Damit ergibt sich ein größerer Einstellbereich für den ersten Steuerdruck p₁₁, wodurch die Regelung desselben gegebenenfalls einfacher ist.
Für die beiden Druckminderer 1a und 1b wäre es darüber hinaus prinzipiell auch denkbar, dass die erste hintere Kolbenkammer 8 oberhalb des Ventilkolbens 6 angeordnet ist, und die durch den ersten Druck p₁₁ verursachte erste Kraft den Ventilkolben 6 dementsprechend gegen den Ventilsitz 5 presst. Die Feder 15 wäre dann entsprechend so anzuordnen oder als Zugfeder auszubilden, dass deren Federraft entgegen der ersten Kraft gerichtet ist. Der Ventilkolben 6 würde dann bei geschlossenem ersten Steuerventil 10 am stärksten vom Ventilsitz 5 abheben. Allerdings ist bei dieser Ausführungsform zu bedenken, dass das erste Steuerventil 10 geöffnet werden muss, um den Ventilkolben 6 gegen den Ventilsitz 5 zu drücken und damit stets ein Durchfluss vom Hochdruckeingang 3 zum Niederdruckausgang 4 gegeben ist. Bei bestimmten Anwendungen kann dies von Vorteil sein.
Ein Vorteil der oben genannten Anordnung ist (Kolbenkammer 8 oberhalb des Ventilkolbens 6) ist dadurch gegeben, dass die Schließkraft auf den Ventilkolben 6 bei einem Druckanstieg am Niederdruckausgang 4 steigt, und somit eine automatische Regelfunktion bzw. Sicherheitsfunktion gegeben ist. Bei manchen Anwendungen kann es aber auch erwünscht sein, dass der Druckminderer 1a und 1b bei einem Druckanstieg am Niederdruckausgang 4 geöffnet wird. Dies kann eben dadurch bewerkstelligt werden, dass die Kolbenkammer 8 unterhalb des Ventilkolbens 6 angeordnet wird. Wird beispielsweise ein niederdruckseitiger Abfluss schnell geschlossen (kein Durchfluss mehr am Druckminderer 1a und 1b), so steigt der Druck am Niederdruckausgang 4 kurzfristig an und kann nicht mehr abgebaut werden. Dadurch steigt auch der Druck in der Kolbenkammer 8 an, und der Druckminderer 1a und 1b wird geöffnet.
Weiterhin wäre es für die beiden Druckminderer 1a und 1b denkbar, dass das erste Steuerventil 10 nicht in der ersten Verbindungsleitung 7, sondern in der zweiten Verbindungsleitung 9 angeordnet ist. Desgleichen kann eine vorhandene Strömungsblende 18 anstatt in der zweiten Verbindungsleitung 9 in der ersten Verbindungsleitung 7 angeordnet sein, wodurch sich die Druckverhältnisse wiederum umkehren. Beispielsweise führt ein geschlossenes erstes Steuerventil 10, welches in der zweiten Verbindungsleitung 9 angeordnet ist, dazu, dass in der ersten hinteren Kolbenkammer 8 der Hochdruck HD herrscht und somit bei den in den 1 und 3 dargestellten Varianten ein Abheben des Ventilkolbens 6 vom Ventilsitz 5 bewirkt. Somit können die in diesem Absatz genannten Varianten vorteilhaft mit den im zuvor Absatz genannten Varianten kombiniert werden, da dann der Ventilkolben 6 bei geschlossenem ersten Steuerventil 10 und oben liegender erster Kolbenkammer 8 gegen den Ventilsitz 5 gepresst wird und ein Durchfluss zwischen dem Hochdruckeingang 3 und dem Niederdruckausgang 4 vermieden werden kann.
5 zeigt nun eine Variante eines Druckminderers 1c, bei dem der zweite Weg etwas anders angeordnet ist, als bei den beiden zuvor genannten Varianten. Zwar verbindet eine erste Verbindungsleitung 7 wiederum den Hochdruckeingang 3 und die erste hintere Kolbenkammer 8, allerdings führt eine dritte Verbindungsleitung 19, welche eine Engstelle in Form einer Strömungsblende 18 umfasst, von der ersten hinteren Kolbenkammer 8 zu einer zweiten hinteren Kolbenkammer 20 und die zweite Verbindungsleitung 9 von der zweiten hinteren Kolbenkammer 20 zum Niederdruckausgang 4. Zur zweiten hinteren Kolbenkammer 20 hin weist der Ventilkolben 6 eine zweite Wirkfläche 21 auf. Der Druckminderer 1c umfasst daher eine im Verlauf des zweiten Weges angeordnete zweite Wirkfläche 21 des Ventilkolbens 6, welche derart ausgerichtet ist, dass ein auf diese einwirkender zweiter Steuerdruck p₂₂ eine zweite Kraft auf den Ventilkolben 6 in Verschieberichtung bewirkt, welche der durch den ersten Steuerdruck p₁₁ bewirkten ersten Kraft entgegen gerichtet ist. Die Engstelle 18 ist dabei im Verlauf des zweiten Weges zwischen der ersten Wirkfläche 14 und der zweiten Wirkfläche 21 angeordnet. Im Verlauf der ersten Verbindungsleitung 7 ist wiederum ein erstes Steuerventil 10 angeordnet. Weiterhin sind an die erste hintere Kolbenkammer 8 ein erster Druckmesser 11 und an die zweite hintere Kolbenkammer 20 ein zweiter Druckmesser 22 angeschlossen.
6 zeigt nun wiederum die Druckverläufe entlang des zweiten Weges s bei geschlossenem ersten Steuerventil 10 (durchgezogene Linie), teilweise geöffnetem Steuerventil 10 (punktierte Linie) und vollständig geöffnetem Steuerventil 10 (strichlierte Linie). Der in 6 gezeigte Druckverlauf ist dem in 4 gezeigten Druckverlauf sehr ähnlich, allerdings ist der zweite Steuerdruck p₂₂, welcher auf die zweite Wirkfläche 21 des Ventilkolbens 6 wirkt und eine nach unten gerichtete Kraft verursacht zu berücksichtigen. Am Ventilkolben 6 ergibt sich somit ein anderes Kräftegleichgewicht als bei den beiden zuvor genannten Varianten. Das Prinzip, dass ein Öffnen des ersten Steuerventils 10 ein Abheben des Ventilkolbens 6 vom Ventilsitz 5 bewirkt, bleibt aber gleich.
Vorteilhaft an dieser Variante ist, dass am Ventilkolben 6 keine Leckage nach außen auftreten kann, so wie dies bei den Druckminderern 1a und 1b über die Dichtung 12 möglich wäre. Die Dichtung 12 kann beim Druckminderer 1c daher qualitativ schlechter ausgeführt werden beziehungsweise kann sogar überhaupt entfallen.
7 zeigt nun eine weitere Variante eines Druckminderers 1d, welcher dem in 5 gezeigten Druckminderer 1c sehr ähnlich ist. Im Unterschied dazu ist aber anstelle der Strömungsblende 18 ein zweites Steuerventil 23 in der dritten Verbindungsleitung 19 vorgesehen. Der Druckminderer 1d umfasst im Verlauf des zweiten Weges also ein zweites steuerbares Ventil 23, wobei die erste Wirkfläche 14 zwischen dem ersten steuerbaren Ventil 10 und zweiten steuerbaren Ventil 23 angeordnet ist. Weiterhin ist das zweite steuerbare Ventil 23 im Verlauf des zweiten Weges zwischen der ersten Wirkfläche 14 und der zweiten Wirkfläche 21 angeordnet. Zudem sind die zweite Kraft, welche durch den auf die zweite Wirkfläche 21 wirkenden zweiten Steuerdruck p₂₂ verursacht wird, und die Federkraft in die Schließrichtung des Ventilkolbens 6 gerichtet.
8 zeigt mm wiederum die Druckverläufe entlang des zweiten Weges s bei geschlossenem ersten Steuerventil 10 und offenem zweiten Steuerventil 23 (durchgezogene Linie), teilweise geöffnetem ersten Steuerventil 10 und teilweise geöffnetem zweiten Steuerventil 23 (punktierte Link) und vollständig geöffnetem ersten Steuerventil 10 und vollständig geschlossenem zweiten Steuerventil 23 (strichlierte Linie). In 8 ist nun gut erkennbar, dass der maximal erzielbare erste Steuerdruck p₁₁ (strichlierte Linie) gleich dem Hochdruck HD ist und nun nochmals höher ist, als bei den in den 3 und 6 vorgestellten Varianten. Damit ergibt sich ein noch größerer Einstellbereich für den ersten Steuerdruck p₁₁, wodurch die Regelung desselben gegebenenfalls einfacher ist.
Die Steuerung/Regelung 17 ist in dieser Ausführungsform zur Messung des ersten Steuerdrucks p₁₁ und des zweiten Steuerdrucks p₂₂ vorbereitet. Desweiteren ist die Steuerung/Regelung 17 in dieser Ausführungsform sowohl zur Ansteuerung des ersten Steuerventils 10 also auch des zweiten Steuerventils 23 vorbereitet, um so den ersten Steuerdruck p₁₁ und/oder den zweiten Steuerdruck p₂₂ einzustellen. Der erste Steuerdruck p₁₁ beziehungsweise der zweite Steuerdrucks p₂₂ können somit geregelt werden. Wie das erste Steuerventil 10 kann auch das zweite Steuerventil 23 als Proportionalventil oder als Schaltventil ausgebildet sein. Ist das zweite Steuerventil 23 als Schaltventil ausgebildet, kann es wiederum durch ein pulsweitenmoduliertes Signal angesteuert werden und so gleichsam als Proportionalventil wirken. Auch das zweite Steuerventil 23 kann so ausgelegt sein, dass ein Medium, für welches der Druckminderer 1d vorbereitet ist, das Ventil 23 bei Anlegen einer Druckdifferenz zwischen Hochdruckeingang 3 und Niederdruckausgang 4 auch in der Schließstellung durchströmt.
Ganz generell kann anstelle des ersten Steuerventils 10 und/oder des zweiten Steuerventils 23 auch ein erster Steuerschieber und/oder zweiter Steuerschieber vorgesehen sein. Generell können die Steuerventile 10 und/oder 23 sowie die Verbindungsleitung 7 auch im Gehäuse 2 angeordnet sein. Desgleichen können die Verbindungsleitungen 9 und 19 auch nach außen geführt sein
Für die beiden Druckminderer 1c und 1d wäre es wiederum prinzipiell denkbar, dass die erste hintere Kolbenkammer 8 oberhalb des Ventilkolbens 6 und die zweite hintere Kolbenkammer 20 unterhalb derselben angeordnet ist, sodass die durch den ersten Druck p₁₁ verursachte erste Kraft den Ventilkolben 6 dementsprechend gegen den Ventilsitz 5 presst und die durch den zweiten Druck p₂₂ verursachte Kraft versucht, den Ventilkolben 6 vom Ventilsitz 5 abzuheben. Die Feder 15 wäre wiederum entsprechend so anzuordnen oder als Zugfeder auszubilden, dass deren Federraft entgegen der ersten Kraft und in Richtung der zweiten Kraft gerichtet ist. Der Ventilkolben 6 würde dann bei geschlossenem ersten Steuerventil 10 am stärksten vom Ventilsitz 5 abheben. Anders als bei der äquivalenten Variante zu den Druckminderern 1a und 1b ist wegen des zweiten Steuerventils 23 aber auch dann kein Durchfluss vom Hochdruckeingang 3 zum Niederdruckausgang 4 gegeben, wenn der Ventilkolben 6 auf den Ventilsitz 5 gepresst wird.
Weiterhin wäre es für den Druckminderer 1d denkbar, dass erste Steuerventil 10 nicht in der ersten Verbindungsleitung 7, sondern in der dritten Verbindungsleitung 19 und das zweite Steuerventil 23 nicht in der dritten Verbindungsleitung 19, sondern in der zweiten Verbindungsleitung 9 angeordnet ist. Analog wären für den Druckminderer 1c folgende Varianten vorstellbar: Strömungsblende 18 in der ersten Verbindungsleitung 7 und erstes Steuerventil 10 in der dritten Verbindungsleitung 19, Strömungsblende 18 in der dritten Verbindungsleitung 19 und erstes Steuerventil 10 in der zweiten Verbindungsleitung 9 sowie Strömungsblende 18 in der zweiten Verbindungsleitung 9 und erstes Steuerventil 10 in der dritten Verbindungsleitung 19. Vorteilhaft können die in diesem Absatz genannten Varianten wieder mit den im zuvor Absatz genannten Varianten kombiniert werden.
9 zeigt nun eine vorteilhafte Ausgestaltung der Steuerventile 10 und 23, derart, dass diese zu einem 3/3-Wegeventil 24 zusammengefasst sind. In einer ersten Stellung des 3/3-Wegeventils 24 ist die erste Verbindungsleitung 7 (vom Hochdruckeingang 3 zur Kolbenkammer 8) geöffnet, die zweite Verbindungsleitung 19 (von der Kolbenkammer 8 zur Kolbenkammer 20) dagegen geschlossen. In einer zweiten Stellung 2 ist die erste Verbindungsleitung 7 geschlossen und die zweite Verbindungsleitung 19 geöffnet, und in einer dritten Stellung (in 9 dargestellt) sind beide Verbindungsleitungen 7 und 19 geschlossen. In der ersten Stellung stellt sich in 8 somit ein Druckverlauf entsprechend der strichlierten Linie ein, in der zweiten Stellung ein Druckverlauf gemäß der durchgezogenen Linie.
In einer vorteilhaften Variante kann die zuvor beschriebene dritte Stellung des 3/3-Wegeventils 24 auch entfallen, sodass die beiden Steuerventile 10 und 23 durch ein 3/2-Wegeventil 25 gebildet sind, welches in 10 dargestellt ist. In dieser Ausführungsform ist die erste Verbindungsleitung 7 in einer ersten Stellung des 3/2-Wegeventils 25 geöffnet und die zweite Verbindungsleitung 19 geschlossen (in 10 dargestellt), sodass sich in 8 wiederum ein Druckverlauf entsprechend der strichlierten Linie einstellt. In einer zweiten Stellung wird dagegen die erste Verbindungsleitung 7 geschlossen und die zweite Verbindungsleitung 19 geöffnet, sodass sich in 8 wiederum ein Druckverlauf gemäß der durchgezogenen Linie einstellt.
Wenn das Ventil 24 oder 25 als Proportionalventil aufgebaut ist, kann durch Wahl einer Zwischenstellung zudem ein beliebiger Druck p₁₁ (siehe 8 punktierte Linie) eingestellt werden. Alternativ, insbesondere wenn das Ventil 24 oder 25 als Schaltventil aufgebaut ist, kann ein beliebiger Druck p₁₁ auch durch pulsweitenmodulierte Ansteuerung des Ventils 24 oder 25 eingestellt werden. Vorteilhaft ist es dabei in beiden Fällen, wenn die erste und zweite Stellung des 3/3-Wegeventils 24 einander benachbart angeordnet sind.
Abschließend wird darauf hingewiesen, dass die in den Figuren gezeigten Bauteile teilweise vereinfacht dargestellt sind. In der Realität kann ein erfindungsgemäßer Druckminderer 1a ... 1d auch von der Darstellung abweichen, insbesondere kann dieser komplexere und/oder zusätzliche hier nicht dargestellte Bauteile umfassen. Schließlich wird angemerkt, dass die Darstellungen nicht notwendigerweise maßstäblich sind und Proportionen von realen Bauteilen auch von den Proportionen der dargestellten Bauteile abweichen können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 1523323 A1 [0003]
DE 10204746 A1 [0004]

Claims

Druckminderer (1a ... 1d), umfassend – einen Hochdruckeingang (3), – einen Niederdruckausgang (4) und – ein Ventil mit einem Ventilsitz (5) und einem damit zusammenwirkenden, in einer Verschieberichtung verschiebbaren Ventilkolben (6), welcher bei Verschiebung vom Ventilsitz (5) weg einen ersten Weg zwischen dem Hochdruckeingang (3) und dem Niederdruckausgang (4) freigibt, gekennzeichnet durch – einen zweiten Weg, welcher den Hochdruckeingang (3) und den Niederdruckausgang (4) verbindet, – ein im Verlauf des zweiten Weges angeordnetes erstes steuerbares Ventil (10) und – eine im Verlauf des zweiten Weges angeordnete erste Wirkfläche (14) des Ventilkolbens (6), welche derart ausgerichtet ist, dass ein auf diese einwirkender erster Steuerdruck (p₁₁) eine erste Kraft auf den Ventilkolben (6) in die Verschieberichtung bewirkt.
Druckminderer (1a ... 1d) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Verlauf des zweiten Weges eine Engstelle (18) vorgesehen ist und die erste Wirkfläche (14) zwischen der Engstelle (18) und dem ersten steuerbaren Ventil (10) angeordnet ist.
Druckminderer (1a ... 1d) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Verlauf des zweiten Weges ein zweites steuerbares Ventil (23) vorgesehen ist und die erste Wirkfläche (14) zwischen dem ersten steuerbaren Ventil (10) und zweiten steuerbaren Ventil (23) angeordnet ist.
Druckminderer (1a ... 1d) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine im Verlauf des zweiten Weges angeordnete zweite Wirkfläche (21) des Ventilkolbens (6), welche derart ausgerichtet ist, dass ein auf diese einwirkender zweiter Steuerdruck (p₂₂) eine zweite Kraft auf den Ventilkolben (6) in Verschieberichtung bewirkt, welche der ersten Kraft entgegen gerichtet ist.
Druckminderer (1a ... 1d) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste steuerbare Ventil (10), das zweite steuerbare Ventil (23) oder die Engstelle (18) im Verlauf des zweiten Weges zwischen der ersten Wirkfläche (14) und der zweiten Wirkfläche (21) angeordnet ist.
Druckminderer (1a ... 1d) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Feder (15), welche zur Ausübung einer auf den Ventilkolben (6) wirkenden Federkraft in Richtung der ersten oder zweiten Kraft vorgesehen ist.
Druckminderer (1a ... 1d) nach Anspruch 3, 4, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite steuerbare Ventil (23) im Verlauf des zweiten Weges zwischen der ersten Wirkfläche (14) und der zweiten Wirkfläche (21) angeordnet ist und dass die zweite Kraft und die Federkraft in eine Schließrichtung des Ventilkolbens (6) gerichtet sind.
Druckminderer (1a ... 1d) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine erste Messeinrichtung (11) und/oder eine zweite Messeinrichtung (22), welche zur Messung des ersten Steuerdrucks (p₁₁) beziehungsweise des zweiten Steuerdrucks (p₂₂) vorbereitet ist/sind.
Druckminderer (1a ... 1d) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine Steuerung (17), welche zur Ansteuerung des ersten Steuerventils (10) und/oder zweiten Steuerventils (23) vorbereitet ist.
Druckminderer (1a ... 1d) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine Regelung (17), welche zur Erfassung des ersten Steuerdrucks (p₁₁) und/oder zweiten Steuerdrucks (p₂₂) und zur Ansteuerung des ersten Steuerventils (10) und/oder zweiten Steuerventils (23) vorbereitet ist.
Druckminderer (1a ... 1d) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Steuerventil (10) und/oder das zweite Steuerventil (23) als Proportionalventil ausgebildet ist/sind.
Druckminderer (1a ... 1d) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Steuerventil (10) und/oder das zweite Steuerventil (23) als Schaltventil ausgebildet ist/sind.
Druckminderer (1a ... 1d) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Steuerventil (10)/das zweite Steuerventil (23) so ausgelegt ist, dass ein Medium, für welches der Druckminderer vorbereitet ist, das das erste Steuerventil (10)/das zweite Steuerventil (23) bei Anlegen einer Druckdifferenz zwischen dem Hochdruckeingang (3) und dem Niederdruckausgang (4) auch in der Schließstellung durchströmt.
Druckminderer (1a ... 1d) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Steuerventil (10) und das zweite Steuerventil (23) durch ein 3/3-Wegeventil (24) oder ein 3/2 Wegeventil (25) gebildet sind.
Druckminderer (1a ... 1d) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle des ersten Steuerventils (10)/des zweiten Steuerventils (23) ein erster/zweiter Steuerschieber vorgesehen ist/sind.
Verfahren zum Betrieb eines Druckminderers (1a ... 1d), welcher einen Hochdruckeingang (3), einen Niederdruckausgang (4) sowie ein Ventil mit einem Ventilsitz (5) und einem damit zusammenwirkenden, in einer Verschieberichtung verschiebbaren Ventilkolben (6), welcher bei Verschiebung vom Ventilsitz (5) weg einen ersten Weg zwischen dem Hochdruckeingang (2) und dem Niederdruckausgang (3) freigibt, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Steuerdruck (p₁₁), welcher auf eine erste Wirkfläche (14) des Ventilkolbens (6) wirkt und eine erste Kraft auf denselben in die Verschieberichtung bewirkt, mit Hilfe eines ersten steuerbaren Ventils (10) eingestellt wird, wobei die erste Wirkfläche (14) und das erste steuerbare Ventil (10) im Verlauf eines zweiten, den Hochdruckeingang (3) und den Niederdruckausgang (4) verbindenden Wegs angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Steuerdruck (p₂₂), welcher auf eine zweite Wirkfläche (21) des Ventilkolbens (6) wirkt und eine der ersten Kraft entgegen gerichtete zweite Kraft auf denselben in Verschieberichtung bewirkt, mit Hilfe des ersten steuerbaren Ventils (10) eingestellt wird, wobei die zweite Wirkfläche (21) im Verlauf des zweiten Weges angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Steuerdruck (p₁₁) und/oder zweite Steuerdruck (p₂₂) durch das erste Steuerventil (10) und ein zweites Steuerventil (23), welches im Verlauf des zweiten Weges angeordnet ist, eingestellt wird/werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Steuerventil (10) und/oder zweite Steuerventil (23) mittels eines pulsweitenmodulierten Signals angesteuert wird/werden.