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Die Erfindung betrifft einen Durchflussmengenregler mit einem deformierbaren, vorzugsweise ringförmigen, Regelkörper, der in eine korrespondierende Nut eingelegt ist, wobei an wenigstens einer Nutseitenwand ein Regelprofil ausgebildet ist, wobei das Regelprofil aus einer Abfolge von Regelvorsprüngen und Regelausnehmungen gebildet ist und der Regelkörper und das Regelprofil zwischen sich einen Regelspalt derart begrenzen, dass eine Formveränderung des Regelkörpers eine Änderung einer Größe des Regelspaltes bewirkt, wobei benachbarte Regelvorsprünge in einem Abstand voneinander angeordnet sind, so dass entlang des Umfangs eine Abfolge von Abständen zwischen jeweils benachbarten Regelvorsprüngen gebildet ist.
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Zur Lösung der genannten Aufgabe sind erfindungsgemäß die Merkmale von Anspruch 1 vorgesehen. Insbesondere wird somit erfindungsgemäß zur Lösung der genannten Aufgabe bei einem Durchflussmengenregler der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, dass wenigstens zwei Abstände in der Abfolge von Abständen voneinander verschieden groß gewählt sind. Somit ist ein Regelverhalten in unterschiedlichen Druckbereichen separat einstellbar. Die Erfindung hat erkannt, dass ein Bereich oder Teil des Regelkörpers, der einen vergleichsweise großen Abstand zwischen benachbarten Regelvorsprüngen überspannt, im Wesentlichen das Regelverhalten, also die Abhängigkeit des Durchflussmengenstroms vom Druck, bei kleinen Druckdifferenzen über dem Durchflussmengenregler bestimmt. Dies kann dadurch erklärt werden, dass ein Teil oder Bereich des Regelkörpers, der an weit voneinander beabstandeten Stellen abgestützt ist, schon durch vergleichsweise geringe Drücke deformiert wird. Ein Teil oder Bereich des Regelkörpers, der einen vergleichsweise engen oder geringen Abstand zwischen benachbarten Regelvorsprüngen überspannt und somit an eng beieinanderliegenden Regelvorsprüngen abgestützt ist, ist dagegen erst bei hohen Drücken deformierbar. Ein solcher Teil oder Bereich definiert somit im Wesentlichen das Regelverhalten bei hohen Drücken. Es sind somit Regelkurven erreichbar, die von kleinen Drücken vergleichsweise schnell auf ein Plateau oder einen gewünschten Wert des Durchflussmengenstroms ansteigen, so dass ein Arbeitsbereich, in dem beispielsweise eine gewünschte Durchflussmenge pro Zeiteinheit druckunabhängig realisiert ist.
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Bevorzugt ist der Regelkörper als O-Ring ausgebildet.
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Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Regelvorsprünge in Umfangsrichtung ungleichmäßig verteilt sind. Somit ist ein Regelverhalten in einem fein untergliederten Druckbereich je nach Anforderung gestaltbar.
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Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein Abstand der wenigstens zwei Abstände mehr als doppelt so groß wie ein anderer Abstand der wenigstens zwei Abstände ist. Somit ist ein Regelverhalten in weit voneinander entfernt liegenden Druckbereichen unterschiedlich festlegbar. Vorzugsweise ist der Abstand wenigstens mehr als drei- oder viermal so groß wie der andere Abstand. Es ist somit ein besonders breit gespreizter Arbeitsbereich für das Regelverhalten bildbar.
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Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Regelvorsprünge eine einheitliche Höhe aufweisen, mit der sie jeweils von der wenigstens einen Nutseitenwand in den Regelspalt abragen. Es ist somit ein gewünschtes Regelverhalten einfach reproduzierbar definierbar.
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Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Regelvorsprünge radial nach außen orientiert sind. Somit ist der Regelspalt radial innen an dem Regelkörper ausbildbar.
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Die Begriffe „radial“, „axial“, „Umfangsrichtung“ können hierbei und im Folgenden beispielsweise in Bezug auf eine Längsachse oder Längsrichtung und/oder in Bezug auf eine runde Form, beispielsweise des Regelkörpers oder des Durchflussmengenregler, definiert sein.
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Alternativ oder zusätzlich kann bei einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Regelvorsprünge radial innerhalb des Regelkörpers angeordnet sind. Somit umgibt der Regelkörper die beispielsweise an einem Regelkern ausgebildeten Regelvorsprünge außenseitig. Der Regelkern kann hierbei zentrisch angeordnet sein.
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Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Regelvorsprünge radial nach innen orientiert angeordnet sind. Somit ist der Regelspalt radial außen an dem Regelkörper ausbildbar.
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Alternativ oder zusätzlich kann bei einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Regelvorsprünge radial außerhalb des Regelkörpers angeordnet sind. Somit ist ein ringförmiger Regelkern oder ein ringförmiges Regelprofil verwendbar.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass ein Teil der Regelvorsprünge radial nach außen und ein weiterer Teil der Regelvorsprünge radial nach innen orientiert ist. Somit sind zwei Regelspalte bildbar, die radial innerhalb beziehungsweise radial außerhalb des Regelkörpers angeordnet sind.
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Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass wenigstens zwei Regelvorsprünge in Umfangsrichtung unterschiedliche Breiten aufweisen. Somit ist ein Auflagebereich, mit welchem der Regelkörper auf dem Regelvorsprung liegt, individuell wählbar, um ein gewünschtes Regelverhalten erreichen zu können.
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Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine, beispielsweise die bereits erwähnte, Höhe, mit der die Regelvorsprünge von der wenigstens einen Nutseitenwand in den Regelspalt abragen, zumindest für einen Teil der Regelvorsprünge verstellbar ist. Somit ist ein Regelverhalten auch nachträglich veränderbar, beispielsweise um eine gewünschtes Plateau einzustellen und/oder zu verändern. Beispielsweise ist die Höhe für alle Regelvorsprünge individuell verstellbar. Dies ermöglicht eine besonders feingliedrige Einstellung einer Form der Regelkurve. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Regelvorsprünge in Gruppen oder gemeinsam verstellbar sind. Dies ermöglicht eine besonders einfache Verstellbarkeit, beispielsweise zur Erstellung eines Plateaus der Regelkurve. Hierbei kann vorgesehen sein, dass die Verstellbarkeit die Höhe der Regelprofile und/oder ihren Abstand zueinander betrifft. Es kann auch eine Kopplung vorgesehen sein, um die Regelprofile gleichzeitig in Höhe und Abstand zu variieren. Dies kann beispielsweise durch Ausbildung eines Regelprofils an einem verstellbaren Konus oder dergleichen verjüngendem Teil eingerichtet sein.
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Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Regelvorsprung einen Zwischenvorsprung bildet, der in seiner Höhe gegenüber einer Höhe der benachbarten Regelvorsprünge, beispielsweise der bereits erwähnten Höhe, vermindert ist. Es hat sich herausgestellt, dass vergleichsweise kleine Zwischenvorsprünge besonders dort, wo ein großer Abstand zwischen benachbarten Regelvorsprüngen besteht, zu einer Geräuschreduktion im Betrieb beitragen, vorzugsweise ohne eine wesentliche Veränderung des Regelverhaltens. Die Verwendung von vergleichsweise breiten Zwischenvorsprüngen erhöht die Variabilität bei einer Definition einer gewünschten Regelkurve oder eines gewünschten Regelverhaltens.
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Bevorzugt sind die Zwischenvorsprünge fest und nicht verstellbar ausgebildet.
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Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben, ist aber nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich durch Kombination der Merkmale einzelner oder mehrerer Ansprüche untereinander und/oder mit einzelnen oder mehreren Merkmalen der Ausführungsbeispiele.
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Es zeigt:
- 1 einen Durchflussmengenregler nach dem Stand der Technik in Explosionsdarstellung,
- 2 eine Ansicht auf die Zulaufseite des Durchflussmengenreglers nach 1, wobei der Regelkörper entfernt ist,
- 3 die Ansicht gemäß 2 mit eingesetztem Regelkörper,
- 4 einen weiteren Durchflussmengenregler nach dem Stand der Technik in Explosionsdarstellung,
- 5 eine Ansicht auf die Zulaufseite des Durchflussmengenreglers nach 4, wobei der Regelkörper entfernt ist,
- 6 die Ansicht gemäß 5 mit eingesetztem Regelkörper,
- 7 einen erfindungsgemäßen Durchflussmengenregler in Explosionsdarstellung,
- 8 eine Ansicht auf die Zulaufseite des Durchflussmengenreglers nach 7, wobei der Regelkörper entfernt ist,
- 9 die Ansicht gemäß 8 mit eingesetztem Regelkörper,
- 10 einen weiteren erfindungsgemäßen Durchflussmengenregler, wobei der Regelkörper entfernt ist,
- 11 den Durchflussmengenregler gemäß 10 mit eingesetztem Regelkörper,
- 12 einen weiteren erfindungsgemäßen Durchflussmengenregler, wobei der Regelkörper entfernt ist,
- 13 den Durchflussmengenregler gemäß 12 mit eingesetztem Regelkörper,
- 14 einen weiteren erfindungsgemäßen Durchflussmengenregler, wobei der Regelkörper entfernt ist,
- 15 den Durchflussmengenregler gemäß 14 mit eingesetztem Regelkörper,
- 16 einen weiteren erfindungsgemäßen Durchflussmengenregler, wobei der Regelkörper entfernt ist,
- 17 den Durchflussmengenregler gemäß 16 mit eingesetztem Regelkörper,
- 18 einen weiteren erfindungsgemäßen Durchflussmengenregler, wobei der Regelkörper entfernt ist,
- 19 den Durchflussmengenregler gemäß 18 mit eingesetztem Regelkörper,
- 20 einen weiteren erfindungsgemäßen Durchflussmengenregler, wobei der Regelkörper entfernt ist,
- 21 den Durchflussmengenregler gemäß 20 mit eingesetztem Regelkörper und
- 22 einen weiteren erfindungsgemäßen Durchflussmengenregler mit unterschiedlichen Höhen der Regelvorsprünge.
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Die 1 bis 3 zeigen unterschiedliche Ansichten eines im Ganzen mit 1 bezeichneten Durchflussmengenreglers nach dem Stand der Technik. Der Durchflussmengenregler 1 ist zum Einsetzen in einen Armaturenauslauf oder einen Rohrabschnitt oder dergleichen ausgebildet.
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Der Durchflussmengenregler 1 hat ein Gehäuse 2, in das ein Regelkörper 3 von einer Zulaufseite 4 her einsetzbar ist.
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Hierzu bildet das Gehäuse 2 eine ringförmige Nut 5, die zur Zulaufseite 4 hin offen ist und die den ringförmigen Regelkörper 3 aufnimmt.
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Die Nut 5 wird radial nach innen und radial nach außen von jeweils einer Nutseitenwand 6, 7 begrenzt.
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An der radial inneren Nutseitenwand 6 ist ein Regelprofil 8 ausgebildet.
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Das Regelprofil 8 bildet eine Abfolge 12 von radial nach außen von der Nutseitenwand 6 in die Nut 5 abragenden Regelvorsprüngen 9. Die Regelvorsprünge 9 sind alle identisch ausgebildet. Die Abstände 10 zwischen benachbarten Regelvorsprüngen 9 sind übereinstimmend gewählt, so dass die Regelvorsprünge 9 entlang eines Umfangs gleichverteilt sind.
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Im Betrieb ist zwischen dem Regelkörper 3 und dem Regelprofil 8 ein Regelspalt 11 gebildet. Je nach an der Zulaufseite 4 anliegendem Druck wird der Querschnitt des Regelkörpers 3 verformt, so dass sich der Regelspalt 11 druckanhängig verengt. Hierbei bilden die Regelvorsprünge 9 Auflagepunkte für den Regelkörper 3, zwischen denen die Formänderung des Regelkörpers 3 im Wesentlichen stattfindet. Somit sind die Bereiche des Regelkörpers 3 zwischen zwei benachbarten Regelvorsprüngen 9 zueinander parallel geschaltet. Jeder dieser Bereiche wirkt in gleicher Weise. Der Regelkörper 3 ist aus einem elastischen Material, beispielsweise aus Gummi, gefertigt.
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Die 4 bis 6 zeigen unterschiedliche Ansichten eines weiteren Durchflussmengenreglers 1 nach dem Stand der Technik und werden gemeinsam beschrieben. Funktionell und/oder konstruktiv zu dem vorangehenden Durchflussmengenregler gemäß 1 bis 3 gleichartige oder identische Bauteile und Funktionseinheiten sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und nicht gesondert beschrieben. Vielmehr gelten die Ausführungen zu den 1 bis 3 zu den 4 bis 6 entsprechend.
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Im Unterschied zu der Variante nach 1 bis 3 ist bei dem Durchflussmengenregler 1 nach 4 bis 6 das Regelprofil 8 an der äußeren Nutseitenwand 7 ausgebildet, so dass die Regelvorsprünge 9 nach radial nach innen abragen.
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Der Regelspalt 11 ist somit radial außerhalb des Regelkörpers 3 ausgebildet und umgibt diesen entlang des Umfangs.
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Die 7 bis 9 zeigen unterschiedliche Ansichten eines erfindungsgemäßen Durchflussmengenreglers 1 und werden gemeinsam beschrieben. Funktionell und/oder konstruktiv zu dem vorangehenden Durchflussmengenregler gemäß 1 bis 6 gleichartige oder identische Bauteile und Funktionseinheiten sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und nicht gesondert beschrieben. Vielmehr gelten die Ausführungen zu den 1 bis 6 zu den 7 bis 9 entsprechend.
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Das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel nach den 7 bis 9 unterscheidet sich von dem Stand der Technik nach den 1 bis 6 dadurch, dass die Abfolge 12 von Abständen 10, 13 wenigstens zwei Abstände 10, 13 hat, die voneinander verschieden bemessen sind.
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So ist der Abstand 13 zwischen zwei benachbarten Regelvorsprüngen 9 größer als der Abstand 10. Im Bereich des Abstands 13 stellt der Regelkörper 3 daher das Regelverhalten bei niedrigen Drücken ein, im Bereich des Abstands 10 dagegen das Regelverhalten bei hohen Drücken.
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Insgesamt zeigt das Regelprofil 8 entlang der Umfangsrichtung, also hier entlang des Verlaufs der Nut 5, eine ungleichmäßige Verteilung von Regelvorsprüngen.
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Der Abstand 13 misst hierbei ein Vielfaches des Abstands 10.
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Die Regelvorsprünge 9 weisen hierbei eine einheitliche Höhe über der (gedachten, zylindermantelförmigen) Nutseitenwand 6 auf und ragen radial nach außen, so dass der Regelspalt 11 radial innerhalb des Regelkörpers 3 ausgebildet ist.
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Der Regelspalt 11 bildet hierbei eine axial orientierte Durchtrittöffnung für Wasser.
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Aus der 8 ist deutlich ersichtlich, dass die Regelvorsprünge 9 mit unterschiedlichen Konturen ausgebildet sind und unterschiedliche Breiten 14, 15 aufweisen.
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Die 10 und 11 zeigen unterschiedliche Ansichten eines erfindungsgemäßen Durchflussmengenreglers 1 und werden gemeinsam beschrieben. Funktionell und/oder konstruktiv zu dem vorangehenden Durchflussmengenregler gemäß 1 bis 9 gleichartige oder identische Bauteile und Funktionseinheiten sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und nicht gesondert beschrieben. Vielmehr gelten die Ausführungen zu den 1 bis 9 zu den 10 und 11 entsprechend.
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Das Ausführungsbeispiel nach den 10 und 11 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel nach den 7 bis 9 dadurch, dass die Regelvorsprünge 9 zwar mit unterschiedlichen Abständen 10 und 13, jedoch mit einer vierzähligen Rotationssymmetrie angeordnet sind. Es ergibt sich somit eine ungleichmäßige, jedoch regelmäßige Anordnung von Regelvorsprüngen 9.
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Der Abstand 13 misst wenigstens das Vierfache des Abstandes 9.
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Die 12 bis 15 zeigen weitere Varianten von Regelprofilen 8 an der inneren Nutseitenwand 6. Die Ausführungen zu den 1 bis 11 sind auch auf diese 12 bis 15 zu lesen. Hierzu wurden die Bezugszeichen übereinstimmend verwendet. Die Regelprofile 8 unterscheiden sich hinsichtlich der Anzahl, der Anordnung und der Größe, insbesondere Breite 13, 14, der Regelprofile 9.
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Die 16 bis 21 zeigen weitere Varianten von Regelprofilen 8 an der äußeren Nutseitenwand 7. Die Ausführungen zu den 1 bis 15 sind auch auf diese 16 bis 21 zu lesen. Hierzu wurden die Bezugszeichen übereinstimmend verwendet. Die Regelprofile 8 sind hier durch die radial nach innen von der äußeren Nutseitenwand 7 abragenden Regelvorsprünge 9 gebildet. Zwischen den Regelprofilen 8 und dem Regelkörper 3 ist der Regelspalt 11 ausgebildet, der radial außerhalb des Regelkörpers 3 angeordnet ist und diesen ringförmig einschließt.
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Die Regelprofile 8 der 16 bis 21 unterscheiden sich hinsichtlich der Anzahl, der Anordnung und der Größe, insbesondere Breite 13, 14, der Regelprofile 9.
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22 zeigt beispielhaft einen weiteren erfindungsgemäßen Durchflussmengenregler 1 mit einem Regelprofil 8. Die Ausführungen zu den 1 bis 21 sind auch auf diese 22 zu lesen. Hierzu wurden die Bezugszeichen übereinstimmend verwendet.
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Das Regelprofil 8 unterscheidet sich von den vorangehend beschriebenen Regelprofilen dadurch, dass ein Regelvorsprung 9 als Zwischenvorsprung 16 ausgebildet ist. Hierzu ist eine Rücknahme 17 an dem Regelvorsprung 9 ausgebildet, welche eine geringere Höhe des Regelvorsprungs 9 bewirkt.
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Diese Rücknahme 17 kann an jedem der Regelvorsprünge 9 in den gezeigten Ausführungsbeispielen ausgebildet sein, je nach gewünschtem Regelverhalten. Derartige Zwischenvorsprünge 16 können als Abstützung des deformierten Regelkörpers 3 dienen, um beispielsweise nach einer anfänglich leichten Verformung (also bei geringeren Drücken) einen höheren Widerstand gegen eine weitere Verformung zu entwickeln. Es ergibt sich somit ein unterschiedlicher Beitrag zum Regelverhalten bei niedrigen und hohen Drücken.
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Bei weiteren Ausführungsbeispielen sind unterschiedlich große Rücknahmen ausgebildet, so dass mehrere Stufen von unterschiedlich hohen Regelvorsprüngen ausgebildet sind.
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Die Aufzählung der gezeigten Varianten sind nicht abschließend zu verstehen; vielmehr ergeben sich weitere Varianten durch Kombination und/oder Variation der gezeigten Varianten, insbesondere hinsichtlich Anzahl, Breite, Höhe, Form und/oder Höhe der Regelvorsprünge. Beispielsweise sind auch radial innerhalb des Regelkörpers 3 ausgebildete Regelprofile 8 mit radial außerhalb des Regelkörpers 3 ausgebildeten Regelprofilen 8 kombinierbar. Es sind so zwei Regelspalten 11 ausbildbar, die ineinander oder nebeneinander liegen können.
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Andere Formen des Regelkörpers 3 und/oder der Nut 5, beispielsweise lineare, dreieckige, rechteckige, ovale, zickzackförmige, wellenförmige oder sonstige Verläufe, sind bei weiteren Ausführungsbeispielen realisiert. Auch sind abweichende Querschnittsformen, beispielsweise flache, dreieckige, ovale, mehreckige Querschnittsformen, von der hier gezeigten Ausführung des Regelkörpers 3 als O-Ring realisiert.
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Bei einem Durchflussmengenregler 1 mit einem Regelkörper 3 und einem Regelprofil 8, die zwischen sich einen Regelspalt 11 ausbilden, dessen lichte Weite oder Öffnungsquerschnitt druckveränderlich ist, wird vorgeschlagen, Regelvorsprünge 9 so anzuordnen, dass benachbarte Regelvorsprüngen 9 zwischen sich unterschiedliche Abstände 10, 13 einschließen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Durchflussmengenregler
- 2
- Gehäuse
- 3
- Regelkörper
- 4
- Zulaufseite
- 5
- Nut
- 6
- Nutseitenwand
- 7
- Nutseitenwand
- 8
- Regelprofil
- 9
- Regelvorsprung
- 10
- Abstand
- 11
- Regelspalt
- 12
- Abfolge
- 13
- Abstand
- 14
- Breite
- 15
- Breite
- 16
- Zwischenvorsprung
- 17
- Rücknahme
