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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ausgestaltung einer Vorrichtung zur Druckminderung. Die vorliegende Erfindung bezieht sich zudem auf ein Verfahren und ein Computerprogramm zur Kontrolle einer Produktionseinrichtung zu einer Herstellung einer Vorrichtung zur Druckminderung.
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Vorrichtungen zur Druckminderung werden oftmals auch Druckminderer genannt und kommen als Atemregler in der Tauchtechnik oder als Bestandteile einer persönlichen Schutzausrüstung, beispielweise als Atemregler für Pressluftatemgeräte, zum Einsatz. Für eine Minderung von Druck, beispielsweise von einem Hochdruck-Niveau oberhalb 200 bar auf ein MitteldruckNiveau von 5 bar, ergeben sich bedingt durch die Reduzierung des Drucks in Tauchanwendungen oder bei Tauchgängen während des Einatemvorgangs selbst bei Temperaturen des umgebenden Wassers auch oberhalb von 10°C besondere Situationen, dass die mit der Druckreduzierung einhergehende Abkühlung des Atemgases eine Vereisung an Bauteilen oder Elementen hervorrufen kann. Dabei ergibt sich teilweise eine äußere Vereisung, welche ein Einfrieren der Vorrichtungen zur Druckminderung oder des Druckminderers in Bereichen betrifft, welche während des Tauchgangs vom Wasser umspült sind. Dabei ergibt sich teilweise auch eine Vereisung, welche auch ein Einfrieren von Komponenten in Vorrichtungen zur Druckminderung oder in Druckminderern in Bereichen betrifft, welche während des Tauchgangs vom Wasser umspült sind. Vereisung kann an Bauteilen oder Verbindungen von Bauteilen -insbesondere von Bauteilen mit Kontakt zu Wasser- erfolgen, in denen eine Reduzierung von einem Eingangsdruck auf einen Ausgangsdruck erfolgt. Vereisung kann zudem an Bauteilen oder Verbindungen von Bauteilen vermehrt auftreten, an denen die hohe sowie lokal auch überhöhte Strömungsgeschwindigkeit - zumeist in Verbindung mit Turbulenz - in der Nähe von Wandungen der strömungsführenden Bauteile wie Rohrleitungen, Anschlusselementen, beispielsweise Stutzen, Bauteilübergängen, Bauteilverbindungen, beispielsweise Passungen oder Gewinden o.ä. auftreten. Erhöhte Strömungsgeschwindigkeiten an Wandungen oder Stufen ergeben lokale Druckabfälle und Situationen mit Turbulenz und sind oftmals zusätzlich zur genannten Vereisungsproblematik Ursachen - insbesondere im Hinblick auf die Druckabfälle - für ungünstige Konstellationen für eine Bereitstellung und Zuströmung von ausreichenden Mengen an Atemgas an einen Anwender.
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Zur Bereitstellung und Lieferung ausreichender Mengen an Gas zu einem Anwender müssen die sich in einem Atemregler durch Turbulenzen ergebenden Druckabfälle konstruktiv ausgeglichen werden, was oftmals dann durch eine Vergrößerung von Strömungsquerschnitten von Verbindungsleitungen und Ventilelemente erkauft werden muss.
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Dies führt in Summe dazu, dass der Atemregler in der Dimensionierung oftmals groß und schwer ausgebildet wird, was in Bezug auf Handhabung und Komfortansprüche des Anwenders als nachteilig angesehen werden kann.
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Zusätzlich sind Situationen mit Turbulenzen oftmals auch Ursachen für eine Geräuschproblematik mit einer erhöhten Geräuschentwicklung im Betrieb des Atemreglers, da durch Turbulenzen Geräusche entstehen, welche dann bis in die Atemmaske des Anwenders übertragen werden können. In einer Anwendung für Einsatzkräfte der Feuerwehr können Geräusche des Atemreglers mit Übertragung in die Atemmaske insbesondere und beispielsweise bei Anwendung von Kommunikationstechnik (Sprechfunk) Nachteile aufweisen.
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Zusätzlich kann sich eine Geräuschabstrahlung an die Umgebung ergeben, welche ebenfalls als störend angesehen oder empfunden werden kann.
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Als verbindende Bauteile oder Elemente zum Anschluss der Vorrichtung seien hier beispielsweise Anschlusselemente genannt, welche zum Anschluss der Schlauchleitungen zu den Versorgungsbehältnissen ausgebildet und vorgesehen sind. In den Versorgungsbehältnissen werden zumeist unter einem hohem Druck, d.h. oberhalb von 150 bar (üblicher Bereich: 200 bar - 400 bar) die Atemgase (Luft, Sauerstoff) oder auch Atemgasgemische für den Einsatz der Tauchgeräte oder Pressluftatemgeräte bereitgehalten.
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Als verbindende Bauteile oder Elemente zum Anschluss der Vorrichtung seien hier zudem beispielsweise Anschlusselemente genannt, welche zum Anschluss der Schlauchleitungen zur Atemmaske ausgebildet und vorgesehen sind.
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Druckminderer, Vorrichtungen zur Druckminderung in Ausgestaltungen als Atemregler oder Lungenautomaten sind aus dem Stand der Technik bekannt.
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Die Ausgestaltung der Strömungsführung mit Vermeidung eines Einfrierens, Druckverlust-arme Gestaltungen von Übergängen und Anschlüssen ist dennoch ein Problematik, welche sich sowohl bei Neukonstruktionen, Verbesserungen oder Modellmodifikationen, wie auch bei einem durch Abkündigungen von Bauteilen teilweise notwendigen Ersatz von Teilkomponenten oder Bauteilen, welche sich für die Konstrukteure im Bereich von Rettungs- oder Tauchgerätschaften immer wieder neu und voraussichtlich auch zukünftig mit großen Herausforderungen stellt.
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Die prinzipielle Problemstellung, dass eine Vermeidung eines Einfrierens von Atemgasen in Leitungs- oder Schlauchsystem, wie auch Druckgasbehältnissen von Schlauchsystemen für eine Verwendung von Druckgasen für Taucheinsätze wesentlich ist, ist beispielsweise auch aus dem Dokument
US 2018 / 0 186 437 A1 bekannt.
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Das Dokument
US 2018 / 0 186 437 A1 beschreibt einen Wärmetauscher, welcher als ein zusätzliches, seriell in der Gasführung angeordnetes Aggregat zu einer Vorwärmung von Atemgasen aus einer Druckgasflasche ausgebildet ist.
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Hinsichtlich der Strömungsführung und Zuführung von Atemgasen, insbesondere auch im Hinblick auf die erwähnte Problematik vor Druckabfällen an Komponenten eines Atemreglers bei der Bereitstellung von Atemgasen an einen Anwender wie auch der Vereisungsproblematik und/oder auch der Geräuschproblematik besteht ausgehend vom Stand der Technik daher ein Bedarf zu einer Verbesserung der Funktionalität von Vorrichtungen zur Druckminderung, insbesondere Atemreglern.
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Merkmale und Details, die im Rahmen der vorliegenden Erfindungen im Zusammenhang mit Vorrichtungen und Ausführungsformen von Vorrichtungen beschrieben sind, gelten selbstverständlich auch im Zusammenhang mit den im Rahmen dieser Erfindung beschriebenen Verfahren wie auch Computerprogrammen zur Durchführung des Verfahrens und deren Ausführungsformen wie auch jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Druckminderung mit einer verbesserten Strömungsführung anzugeben.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu einer Kontrolle einer Produktionseinrichtung zu einer automatisierten Herstellung einer Vorrichtung zur Druckminderung mit einer verbesserten Strömungsführung anzugeben.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Computerprogramm oder Computerprogrammprodukt anzugeben, welches die Automatisierung von Fertigungsschritten an einer Produktionseinrichtung umsetzt.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Druckminderung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zu einer Kontrolle einer Produktionseinrichtung zu einer automatisierten Herstellung der Vorrichtung zur Druckminderung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zu einer Kontrolle einer Produktionseinrichtung zu einer automatisierten Herstellung der Vorrichtung zur Druckminderung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Computerprogramm mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und werden in der folgenden Beschreibung unter teilweiser Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.
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Es werden Ausführungsformen einer Vorrichtung zur Druckminderung - insbesondere in Ausgestaltungen eines Atemreglers - mit einer verbesserten Strömungsführung gezeigt.
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Ein erster erfinderischer Aspekt wird durch eine Vorrichtung zur Druckminderung mit einer verbesserten Strömungsführung ausgebildet.
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Eine Vorrichtung zur Druckminderung mit einer verbesserten Strömungsführung weist eine Anordnung mit
- ◯ einer inneren Kammer,
- ◯ einer äußeren Kammer,
- ◯ einer ersten Gaszuführungsleitung mit einem Gaseingang für eine fluidische Verbindung mit einer Hochdruckgasquelle zu einer Zuführung von Mengen an Gas aus der Hochdruckquelle in die innere Kammer der Anordnung,
- ◯ einer zweiten Gaszuführungsleitung zu einer Zuführung und Bereitstellung von an Mengen Gas an einen Gasausgang
auf.
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Die Anordnung kann auch als ein Atemregler bezeichnet werden. Die innere Kammer kann auch als eine Hochdruckkammer bezeichnet werden. Die äußere Kammer kann auch als eine Mitteldruckkammer bezeichnet werden.
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Die Anordnung mit der inneren und äußeren Kammer ermöglicht eine Reduzierung von Gasmengen. Die Anordnung ist somit mit einer Funktionalität eines Druckminderer ausgebildet, welcher dazu ausgestaltet ist, das Druckniveau von einem ersten Druckniveau auf ein zweites Druckniveau zu reduzieren. Die Anordnung kann somit auch als ein Druckminderer bezeichnet werden.
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Der Gaseingang dient einem Anschluss oder einer Konnektierung einer Verbindungsleitung an die Anordnung, beispielsweise ausgestaltet in Form einer für hohe Drücke geeigneten Schlauchverbindung. Die Gasmengen auf dem ersten Druckniveau werden zumeist mittels einer Hochdruckquelle, oftmals in Form einer Flasche mit einem Gasgemisch, welches unter einem hohen Druck verdichtet ist, bereitgestellt. Die Schlauchverbindung kann mit der Hochdruckquelle fluidisch verbunden sein oder werden.
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Die Anordnung weist zur Reduzierung des Drucks eine Ventilanordnung mit einem Ventilsitz, einem Ventilelement mit einer flexibel ausgebildeten Membran und ein Federelement auf. Zudem kann ein Einstellelement zur Verstellung der Vorspannung des Federelementes vorgesehen sein.
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In der Ventilanordnung sind Verbindungselemente vorgesehen, welche zur Verbindung der Membran sowohl mit dem Federelement wie auch mit dem Ventilelement ausgebildet sind.
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Die Membran wird an der äußeren Kammer, beispielsweise an Wandungen der äußeren Kammer, mittels einer Membranbefestigung gehalten. Die Membranbefestigung ermöglicht der Membran eine Beweglichkeit und Auslenkung, sofern beispielsweise durch Gasmengen des ersten oder zweiten Druckniveaus, durch das Federelement oder durch von außen wirkenden Druck, beispielsweise einen Wasserdruck, eine Kraft auf die Membran einwirkt.
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Die Reduzierung des Drucks erfolgt dabei von einem ersten Druckniveau (Hochdruck, Hochdruckstufe) oberhalb von 10 MPa bzw. 100 Bar auf ein zweites Druckniveau (Mitteldruck, Mitteldruckstufe) in einem Druckbereich unterhalb von 10 MPa bzw. 100 Bar und oberhalb von 0,2 MPa bzw. 2,0 Bar. Das erste Druckniveau repräsentiert einen Hochdruckbereich, wie er beispielsweise für eine Bereitstellung mittels Hochdruckgasflaschen Verwendung findet. Der Hochdruckbereich liegt typischerweise oberhalb von 20 MPa bzw. 200 Bar. Das zweite Druckniveau repräsentiert einen Mitteldruckbereich. Ein typischer Mitteldruck für eine Versorgung und Bereitstellung für Anwender wie Einsatzkräfte der Feuerwehr, Bergwehren, Grubenwehren ist beispielsweise ein Mitteldruck von 0,5 MPa bzw. 5,0 Bar bis 1 MPa bzw. 10,0 Bar. Das erste Druckniveau wird auch als Hochdruck bezeichnet. Das zweite Druckniveau wird auch als Mitteldruck bezeichnet.
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Die erste Gasführungsleitung dient innerhalb der Vorrichtung der Zuführung und Führung der Mengen an Gas auf dem ersten Druckniveau (Hochdruck) von dem Gaseingang hin zur Ventilanordnung.
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Die zweite Gasführungsleitung dient innerhalb der Vorrichtung der Zuführung von Mengen auf einem Niveau eines zweiten Druckniveaus (Mitteldruck) von der Anordnung von Mengen an Atemgasen von der Ventilanordnung an den Gasausgang.
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Der Gasausgang dient dem Anschluss einer Verbindungsleitung, beispielsweise ausgestaltet in Form einer geeigneten Schlauchverbindung, zu einer fluidischen Verbindung mit einem Lungenautomaten.
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Der Lungenautomat stellt gleichsam eine zweite Anordnung zu einer Druckreduzierung dar, welche zu einer Reduzierung des Drucks von dem zweiten Druckniveau (Mitteldruck) auf ein drittes Druckniveau (Niederdruck) ausgebildet ist. Das dritte Druckniveau repräsentiert einen Niederdruckbereich mit einem Druckniveau unterhalb von 0,2 MPa bzw. 2,0 Bar, auf dem der Anwender im Einsatz ein- und ausatmen kann. Oftmals wird ein solcher Lungenautomat zur Versorgung eines Anwenders mit Mengen an Atemgas auch als ein Lung Demand Valve (LDV) bezeichnet. Der Lungenautomat stellt dann Mengen auf dem Niveau des dritten Druckniveaus als Atemgas direkt an einen Anwender in Form eines Mundstückes oder eines Anschlussstückes für eine Atemmaske zur Verfügung. Das dritte Druckniveau wird auch als Niederdruck bezeichnet.
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Zu den Anwendern zählen beispielsweise Einsatzkräfte und Personen der Feuerwehr in Lösch- und Rettungszügen wie auch Taucher von Feuerwehr, Technischem Hilfswerk oder Polizei.
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Die Anordnung (Atemregler) bildet als Teil der Vorrichtung zur Druckminderung eine erste Druckreduzierung vom Hochdruck auf den Mitteldruck aus. Die zweite Anordnung (Lungenautomat) bildet eine Druckreduzierung vom Mitteldruck auf den Niederdruck als atemfähiges Druckniveau für einen Anwender aus.
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Die zweite Gaszuführungsleitung ist erfindungsgemäß derart ausgestaltet, dass die zweite Gaszuführungsleitung mindestens einen gasführenden Abschnitt der Anordnung zumindest teilweise außenseitig umgibt. Dabei ergibt sich zwischen der ersten Gaszuführungsleitung und der Anordnung ein thermisch leitfähiger Kontakt. Dadurch ergibt sich in vorteilhafter Weise ein Temperaturausgleich zwischen Mengen innerhalb der gasführenden Abschnitte der Anordnung und Mengen innerhalb der Gaszuführungsleitung und/oder ein Temperaturausgleich zwischen den gasführenden Abschnitten der Anordnung und der zweiten Gaszuführungsleitung. Gasführende Abschnitte der Anordnung können die innere Kammer, die äußere Kammer, der Gaseingang, der Gasausgang, Wandungen von innerer und äußerer Kammer, Gaseingang, Gasausgang wie auch die Ventilanordnung insgesamt, insbesondere aber Ventilsitz, Ventilelement, Verbindungselemente oder Membranbefestigung, Membran sein.
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Mittels dieses Temperaturausgleichs kann der Vorteil erzielt werden, dass eine Vereisung der Vorrichtung, insbesondere eine Vereisung der Anordnung durch die mit der Druckreduzierung einhergehende Abkühlung des Atemgases vermindert bzw. sogar weitgehend verhindert werden kann.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die zweite Gaszuführungsleitung, beginnend mit einem ersten Ende, spiral-, ring- und/oder wendelförmig zumindest teilweise außenseitig um die gasführenden Abschnitte der Anordnung angeordnet. Die zweite Gaszuführungsleitung mündet mit einem zweiten Ende in den Gasausgang ein. Die ring- und/oder wendelförmige Anordnung der zweite Gaszuführungsleitung ergibt die konstruktive Situation, dass die zweite Gaszuführungsleitung die Anordnung gleichsam mit mehreren Windungen umschlingt. Mittels dieser ring- und/oder wendelförmigen Umschlingung kann in vorteilhafter Weise auf einem begrenzten Bauraum die Oberfläche zur Ausbildung des thermischen Kontaktes zwischen der Anordnung und der zweiten Gaszuführungsleitung optimal und maximal ausgestaltet werden, so dass ein effizienter Temperaturausgleich zwischen der Anordnung und der zweiten Gaszuführungsleitung eine Vereisung der Anordnung vermindern kann.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann die die zweite Gaszuführungsleitung ausgebildet sein, weitere Elemente der Anordnung zumindest teilweise außenseitig zu umgeben, beispielsweise auch die Ventilanordnung, insbesondere auch das Federelement, die Membranbefestigung oder die Verbindungselemente. Mittels dieser ring- und/oder wendelförmigen Umschlingung kann in vorteilhafter Weise eine Ausbildung des thermischen Kontaktes zwischen den Elementen der Anordnung und der zweiten Gaszuführungsleitung optimal und maximal ausgestaltet werden. Damit ergibt sich ein effizienter Temperaturausgleich zwischen den Elementen der Anordnung, insbesondere auch der Ventilanordnung und der zweiten Gaszuführungsleitung, was eine Vereisung von Elementen der Anordnung, insbesondere der Ventilanordnung weitgehend zu verhindern helfen kann.
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Einige Ausführungsformen zeigen, dass einzelne Komponenten oder Funktionsbaugruppen von Komponenten der Vorrichtung zur Druckminderung in einem Herstellungs- oder Fügeverfahren hergestellt werden können, welches zu einer Ausbildung einer form- und/oder kraftschlüssigen sowie gasdichten Verbindung von Kunststoffmaterialien und/oder metallischen Materialien auf einer Drucktechnologie oder 3D-Drucktechnologie basiert. Weitere Materialien sind Kunststoffverbundmaterialen oder Metallverbundmaterialien
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Drucktechnologien oder 3D-Drucktechnologien ermöglichen eine Produktion von Bauteilen und/oder Komponenten in einem sogenannten additiven Fertigungsverfahren (AM: Additive Manufacturing), d.h. Bauteile wie Komponenten wachsen additiv Schicht für Schicht bzw. Lage für Lage auf. Verschiedenste Drucktechnologien, insbesondere 3D-Drucktechnologien ermöglichen Ausgestaltungen von Formen, welche mit spanenden oder fräsenden Herstellungsverfahren oder auch mit herkömmlichen Spritzgussverfahren nicht möglich sind.
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Der besondere Vorteil der beschriebenen Ausführungsformen, in welchen Drucktechnologien oder 3D-Drucktechnologien zum Einsatz kommen, ergibt sich daraus, dass durch die neuen Möglichkeiten der Formgestaltung die Komponenten und/oder Funktionsbaugruppen mit einer neuartigen und/oder auch mit verbesserter Funktionalität gestaltet werden können.
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Hier seien stellvertretend für weitere additive Fertigungsverfahren nachfolgend einige additive Fertigungsverfahren beispielhaft genannt und in Kurzform beschrieben.
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FDM 3D-Druck (Fused deposition modeling) oder Fused Filament Fabrication (FFF), oftmals auch als Schmelzschichtung bezeichnet, bezeichnet ein Fertigungsverfahren, mit dem ein Werkstück schichtweise aus einem schmelzfähigen Kunststoff oder aus geschmolzenem Metall aufgebaut wird.
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Binder Jetting oder Binder Jetting 3D bezeichnet ein additives Fertigungsverfahren, bei dem pulverförmiges Ausgangsmaterial an ausgewählten Stellen mit einem Binder verklebt wird, um Werkstücke zu erzeugen. Durch eine anschließende Entfernung des Binders mittels eines nachfolgendes Sinterprozesses können die mechanischen Eigenschaften der Werkstücke verbessert werden.
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SLS (Selective Laser Sintering), das Verfahren eines selektiven Lasersintern (SLS) ist ein industrielles 3D-Druckverfahren, das sich ideal zur Herstellung von Endanwendungsteilen eignet. In SLS sintert ein Laser selektiv Polymerpulverteilchen, verschmilzt sie und baut Schicht für Schicht ein Teil auf.
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Stereolithographie
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Ein Werkstück wird mittels Stereolithographie durch frei im Raum materialisierende (Raster-) Punkte schichtenweise aus einem lichtaushärtenden Kunststoff (Photopolymere, zum Beispiel Acryl-, Epoxid- oder Vinylesterharze) aufgebaut und schichtenweise von einem Laser ausgehärtet. Bei Stereolithografieverfahren müssen große Bauteile, da das vom Laser gehärtete Harz noch relativ weich ist, und auch bestimmte Formelemente (z. B. Überhänge) während des Bauprozesses sicher fixiert werden. Dazu werden bei der Herstellung auch Stützstrukturen mitgebaut. Nach dem Bauprozess werden die Bauteile von den Stützstrukturen befreit, mit Lösungsmitteln gewaschen und in einem Schrank unter UV-Licht vollständig ausgehärtet. Bei der Mikrostereolithografie für kleinere Bauteile werden keine Stützstrukturen benötigt, in vielen Fällen kann auch die Nachhärtung entfallen.
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MJM (MultiJet Modeling) In MJM-Verfahren werden Teile durch Aufsprühen eines Bindemittels auf dünne Schichten von Polymerpulverteilchen mit nachfolgendem Sinterprozess unter Verwendung einer IR-Wärmequelle hergestellt. MJM stellt funktionelle Kunststoffteile mit isotropen, mechanischen Eigenschaften her, die für Prototyping oder die Endanwendung in Kleinserienfertigung verwendet werden können.
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Weitere additive Fertigungsverfahren sind beispielsweise in der deutschen Norm „Additive Fertigungsverfahren“: VDI 34005, wie auch in der US-amerikanischen Norm „Additive Manufacturing Technologies“: ASTM F42 oder in der internationalen Norm „Additive Manufacturing“: ISO/ TC 261: gelistet. Hierzu ein beispielhafter Auszug daraus ohne einen Anspruch auf Vollständigkeit:
- • Stereolithografie (SL, SLA)
- • Laser-Sintern (LS)
- • Laser-Strahlschmelzen (SLM = Selective Laser Melting, auch: Laser Beam Melting = LBM)
- • Elektronen-Strahlschmelzen (Electron Beam Melting = EBM)
- • Fused Layer Modelling/Manufacturing (FLM)
- • Fused Filament Fabrication (FFF)
- • Multi-Jet Modelling (MJM)
- • Poly-Jet Modelling (PJM)
- • Binder Jetting
- • 3-D-Drucken
- • Layer Laminated Manufacturing (LLM)
- • Digital Light Processing (DLP)
- • Thermotransfer-Sintern (TTS)
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In einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist der Gasausgang innenseitig mit einer Geometrie ausgestaltet ist, welche eine Innenkontur ausbildet, so dass keine Stufe oder kein Absatz im Übergang zwischen dem Gasausgang und einem Anschlusselement gegeben ist. Anschlusselemente zur Verbindung mit dem Gasausgang können beispielsweise als Anschlusselemente, Verbindungsleitungen wie auch in Form einer Schlauchverbindung ausgestaltet sein. Die Innenkontur kann in einem Herstellungs- oder Fügeverfahren basierend auf einer Drucktechnologie oder 3D-Drucktechnologie hergestellt werden oder ist auf Basis der Drucktechnologie oder 3D-Drucktechnologie herstellbar. Ein Strömungszustand ohne einen Strömungsabriss und/oder eine im Wesentlichen lokal laminare Strömung am Übergang des Gasausgangs zum Anschlusselement reduzieren Turbulenzen und Druckabfälle an Übergangsstellen zwischen Anschlusselementen und Gasausgang und somit beispielsweise auch mögliche, durch Strömungen verursachte Geräusche.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Gasausgang der Anordnung außenseitig mit einer zylindrischen oder rohrförmigen Außenkontur ausgestaltet. Die zylindrische oder rohrförmige Außenkontur ist zu einer Anfügung oder Aufnahme eines Verbindungselementes oder eines Anschlusselementes ausgebildet. Ein Verbindungselement oder Anschlusselement kann beispielsweise als ein Element ausgebildet sein, welches mittels einer Fügeverbindung, einer Klemmverbindung oder einer Schneidverbindung mit der zylindrischen oder rohrförmigen Außenkontur des Gasausgangs verbindbar ist. Als ein Beispiel seien hier sogenannte Schneidring-Verschraubungen genannt. Schneidring-Verschraubungen oder auch Schneidring-Rohrverschraubungen sind Montageelemente für hohe Drücke bis hin zu Gasdrücken oberhalb von 600 Bar, welche dazu konstruiert und vorgesehen sind, gasdichte Verbindungen zwischen zylindrischen Rohrleitungselementen zu realisieren. Schneidring-Verschraubungen sind beispielsweise in der Internationalen Norm „Metallische Rohrverschraubungen für Fluidtechnik und allgemeine Anwendung“: ISO 8434-1 aufgeführt und für Anwendungen in unterschiedlichen Druckbereichen klassifiziert. Die Außenkontur kann in einem Herstellungs- oder Fügeverfahren basierend auf einer Drucktechnologie oder 3D-Drucktechnologie hergestellt werden oder ist auf Basis der Drucktechnologie oder 3D-Drucktechnologie herstellbar.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die zweite Gaszuführungsleitung zusammen mit der Anordnung als ein gemeinsames Bauteil ausgestaltet. Das gemeinsame Bauteil kann vorzugs- und beispielsweise einstückig in einem Herstellungs- oder Fügeverfahren basierend auf einer Drucktechnologie oder 3D-Drucktechnologie hergestellt werden oder ist auf Basis der Drucktechnologie oder 3D-Drucktechnologie herstellbar.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die zweite Gaszuführungsleitung zusammen mit dem Gasausgang als ein gemeinsames Bauteil ausgestaltet. Das gemeinsame Bauteil kann vorzugs- und beispielsweise einstückig in einem Herstellungs- oder Fügeverfahren basierend auf einer Drucktechnologie oder 3D-Drucktechnologie hergestellt werden oder ist auf Basis der Drucktechnologie oder 3D-Drucktechnologie herstellbar.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Gasausgang zusammen mit der zweiten Gaszuführungsleitung und der Anordnung als ein gemeinsames Bauteil ausgestaltet. Das gemeinsame Bauteil kann vorzugs- und beispielsweise einstückig in einem Herstellungs- oder Fügeverfahren basierend auf einer Drucktechnologie oder 3D-Drucktechnologie hergestellt werden oder ist auf Basis der Drucktechnologie oder 3D-Drucktechnologie herstellbar.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Gaseingang zusammen mit der Anordnung als ein gemeinsames Bauteil ausgestaltet. Das gemeinsame Bauteil kann vorzugs- und beispielsweise einstückig in einem Herstellungs- oder Fügeverfahren basierend auf einer Drucktechnologie oder 3D-Drucktechnologie hergestellt werden oder ist auf Basis der Drucktechnologie oder 3D-Drucktechnologie herstellbar.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Gaseingang, der Gasausgang, die zweite Gaszuführungsleitung zusammen mit der Anordnung als ein gemeinsames Bauteil ausgestaltet.
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Das gemeinsame Bauteil kann in einer bevorzugten Ausführungsform in einem Herstellungs- oder Fügeverfahren basierend auf einer Drucktechnologie oder 3D-Drucktechnologie hergestellt werden oder ist auf Basis der Drucktechnologie oder 3D-Drucktechnologie herstellbar.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Ventilanordnung mit der Membran, dem Ventilsitz und dem Ventilelement als eine Baugruppe in einem Herstellungs- oder Fügeverfahren basierend auf einer Drucktechnologie oder 3D-Drucktechnologie hergestellt werden oder ist auf Basis der Drucktechnologie oder 3D-Drucktechnologie herstellbar. Die Herstellung kann mit dem Herstellungs- oder Fügeverfahren vorzugsweise eine gemeinsame Baugruppe ergeben und weiter vorzugsweise eine einstückige gemeinsame Baugruppe ergeben.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kommen in dem Herstellungs- oder Fügeverfahren basierend auf einer Drucktechnologie oder 3D-Drucktechnologie Materialien aus Kunststoffwerkstoffen, Kunststoffverbundwerkstoffen, Metallwerkstoffen oder Metallverbundwerkstoffen zur Verwendung.
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Das gemeinsame Bauteil in einer bevorzugten Ausführungsform kann vorzugs- und beispielsweise einstückig in einem Herstellungs- oder Fügeverfahren basierend auf einer Drucktechnologie oder 3D-Drucktechnologie hergestellt werden oder ist auf Basis der Drucktechnologie oder 3D-Drucktechnologie herstellbar. Das Herstellungs- oder Fügeverfahren ist vorzugsweise als automatisiertes Verfahren ausführbar.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kommen in dem Herstellungs- oder Fügeverfahren basierend auf der 3D-Drucktechnologie keine Stützstrukturen bei der additiven Fertigung zur Anwendung. Das bietet den Vorteil, dass ein Schritt zur Nachbearbeitung entfallen kann. Stützstrukturen können beispielsweise entfallen, wenn anstatt einer im Wesentlichen kreisrunden inneren Formgebung, beispielweise von Gaseingang, Gasausgang und der zweiten Gaszuführungsleitung, eine Innenkontur mit einer tropfenförmigen oder dreieckförmigen Struktur gewählt wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Gaseingang als ein Einsatz in einen in der Anordnung angeordneten passenden Sitz eingesetzt, eingeschraubt oder eingepresst. Der Sitz kann beispielsweise in die Anordnung mittels fräsender und/oder spanender Bearbeitung in Form einer Bohrung, eines Gewindes oder einer Aufnahme eingebracht werden. Die Anordnung kann dabei aus einem Kunststoffwerkstoff, Kunststoffverbundwerkstoff in einem Herstellungs- oder Fügeverfahren basierend auf einer Drucktechnologie oder 3D-Drucktechnologie hergestellt werden oder ist auf Basis der Drucktechnologie oder 3D-Drucktechnologie herstellbar.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Gasausgang als ein Einsatz in einen in der Anordnung angeordneten passenden Sitz eingesetzt, eingeschraubt oder eingepresst. Der Sitz kann beispielsweise in die Anordnung mittels fräsender und/oder spanender Bearbeitung in Form einer Bohrung, eines Gewindes oder einer Aufnahme eingebracht werden.
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Vorstehend wurde der Aspekt der Erfindung in Bezug auf eine Vorrichtung zur Druckminderung mit einer verbesserten Strömungsführung erläutert.
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Nachstehend wird ein weiterer Aspekt der Erfindung in Bezug auf Verfahren zu einer Kontrolle einer Produktionseinrichtung zu einer automatisierten Herstellung der Vorrichtung zur Druckminderung mit einer verbesserten Strömungsführung näher erläutert. Zudem soll ein Aspekt in Bezug auf ein Computerprogramm oder Computerprogrammprodukt erläutert werden. Das Computerprogramm oder Computerprogrammprodukt ermöglicht die Umsetzung des Verfahrens bei einer Automatisierung von Fertigungsschritten an einer Produktionseinrichtung.
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Als geeignete Produktionseinrichtungen zur automatisierten Herstellung einer Vorrichtung zur Druckminderung seien hier insbesondere Druckapparaturen, 3D-Druck-Apparaturen wie auch Bohr-, Dreh- oder Fräseinrichtungen zu einer spanenden Bearbeitung bzw. Nachbearbeitung der mittels der Druckapparaturen, 3D-Druck-Apparaturen vorbereiteten erfindungsgemäßen Vorrichtung genannt. Die Druckapparaturen und 3D-Druck-Apparaturen ermöglichen die Fertigung von Teilen nach den im Rahmen dieser Anmeldung bereits angeführten Verfahren wie beispielsweise FDM 3D-Druck (Fused deposition modeling) oder Fused Filament Fabrication (FFF), Selective Laser Sintering (SLS), MultiJet Modeling (MJM), Poly-Jet Modelling (PJM), Fused Layer Modelling/Manufacturing (FLM), Selective Laser Melting (SLM), Stereolithografie (SL), Laser-Sintern (LS), Electron Beam Melting (EBM). Dabei können Kunststoffwerkstoffe, Kunststoffverbundwerkstoffe, Metallwerkstoffe oder Metallverbundwerkstoffe zur Anwendung kommen. Die Bohr-, Dreh- oder Fräseinrichtungen, insbesondere in Ausgestaltung als Werkzeugmaschinen mit CNC-Kontrolle, (CNC= Computerized Numerical Control) ermöglichen eine automatisierte Bearbeitung mit Formgebung, Oberflächenbehandlung, Bohren, Fräsen, Gewindeschneiden von Bauteilen. Die Definition der Bauteilbearbeitung oder Nachbearbeitung kann dabei mittels eines CAM-Systems (Computer-aided manufacturing = CAM, d.h. rechnerunterstützte Fertigung) automatisiert erfolgen. Dabei können Kunststoffwerkstoffe, Kunststoffverbundwerkstoffe, Metallwerkstoffe oder Metallverbundwerkstoffe zur Anwendung kommen.
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Eine Kontrolle kann dabei sowohl eine Regelung (closed-loop-control), eine Steuerung (openloop-control) oder eine Durchführung einer Einstellung (Setting, Adjustment) an den eingesetzten Druckapparaturen und 3D-Druck-Apparaturen wie auch Bohr-, Dreh- oder Fräseinrichtungen umfassen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ermöglicht das Verfahren eine automatisierte additive Fertigung in einem Herstellungs- oder Fügeverfahren basierend auf einer Drucktechnologie oder 3D-Drucktechnologie, um eine zweite Gaszuführungsleitung an einer Anordnung mit einer inneren Kammer und einer äußeren Kammer derart anzuordnen und ein gemeinsames Bauteil aus der zweiten Gaszuführungsleitung mit der Anordnung auszubilden, dass die zweite Gaszuführungsleitung ring- und/oder wendelförmig zumindest teilweise außenseitig um die gasführenden Abschnitte der Anordnung angeordnet ist und zumindest teilweise ein thermisch leitfähiger Kontakt zwischen gasführenden Abschnitten der Anordnung und der zweiten Gaszuführungsleitung gegeben ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ermöglicht das Verfahren eine automatisierte additive Fertigung in einem Herstellungs- oder Fügeverfahren basierend auf einer Drucktechnologie oder 3D-Drucktechnologie, um einen Gasausgang mit einer Innenkontur an einer Anordnung mit einer inneren Kammer und einer äußeren Kammer derart anzuordnen und ein gemeinsames Bauteil aus dem Gasausgang mit der Anordnung auszubilden, dass keine Stufe oder kein Absatz im Übergang zwischen dem Gasausgang und einem Anschlusselement gegeben ist.
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In einer weiteren Ausführungsform wird ein Computerprogramm oder Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode zur Durchführung zumindest eines der zuvor beschriebenen Verfahren zu einer automatisierten additiven Fertigung einer Vorrichtung zur Druckminderung, wenn der Programmcode auf einem Computer, einem Prozessor oder einer programmierbaren Hardwarekomponente ausgeführt wird, ausgebildet. Das Computerprogramm oder Computerprogrammprodukt ist mit einem Programmcode zur Durchführung des Verfahrens zu einer Kontrolle einer Produktionseinrichtung ausgebildet, wobei der Programmcode auf einem Computer, einem Prozessor oder einer programmierbaren Hardwarekomponente ausführbar ist. Der Programmcode weist dabei - neben Anweisungen zur Kontrolle der 3D-Druck-Apparaturen und/oder Bohr-, Dreh- oder Fräseinrichtungen - auch Daten zu Form und Ausgestaltung der Vorrichtung zur Druckminderung mit einer Anordnung mit innerer und äußerer Kammer, Gasausgang, Gaseingang sowie der zweiten Gaszuführungsleitung auf. Diese Daten können CAD- Modelle, 3D- Modelle, 2D- Modelle, Drahtgittermodelle oder Vektordaten von mittels zu Design und Konstruktion geeigneter Computerprogramme (Computer-aided engineering (CAE)) umfassen.
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Diese Daten können CAD- Modelle, 3D- Modelle, 2D- Modelle, Drahtgittermodelle oder Vektordaten zu einer Computer-unterstützten Fertigung geeigneter Computerprogramme (Computer-aided manufacturing (CAM)) umfassen.
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Das Computerprogrammprodukt und der Programmcode umfassen dabei die für die Erschaffung der Vorrichtung zur Druckminderung erforderlichen Daten (CAE, CAM), um diese mittels einer automatisierten additiven Fertigung auf Druckapparaturen und 3D-Druck-Apparaturen wie auch Bohr-, Dreh- oder Fräseinrichtungen zu fertigen.
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Anhand der nachfolgenden Beschreibung werden unter teilweise Bezugnahme auf die Figuren die Aspekte der Erfindung näher erläutert.
- Die 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung mit einer Anordnung zur Druckminderung.
- Die 2 zeigt den Gasausgang nach der 1 mit einem Anschlusselement.
- Die 3 zeigt das Anschlusselement nach der 2.
- Die 4 zeigt eine Variante von Gasausgang und Gaseingang nach der 1.
- Die 5 zeigt eine weitere Variante von Gasausgang und Gaseingang nach der 1.
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Die 1 zeigt schematisch in einem Querschnitt eine Vorrichtung 100 zur Druckminderung mit einer Anordnung 400 zur Verbindung mit einer Hochdruckquelle 25 und zur Verbindung mit einem Lungenautomaten 50. Der Lungenautomat 50 ist über eine Schlauchleitung 77 an eine zweite Gaszuführungsleitung 70 mit einem Gasausgang 30 angeschlossen. Über einen Gaseingang 20 und eine erste Gaszuführungsleitung 60 ist die Hochdruckquelle 25 mit der Anordnung 400 verbunden. Über den Gaseingang 20 können von der Hochdruckquelle 25 Gasmengen 29 über die erste Gaszuführungsleitung 60 in eine innere Kammer 48 (Hochdruckkammer) einströmen. Die zweite Gaszuführungsleitung 70 weist eine Wandung 88 auf. Die erste Gaszuführungsleitung 60 weist eine Wandung 87 auf. Die innere Kammer 48 (Hochdruckkammer) weist eine Wandung 85 auf. Die äußere Kammer 49 (Mitteldruckkammer) weist eine Wandung 86 auf.
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Die Gasmengen 29, 40 strömen aus der inneren Kammer 48 über eine Ventilanordnung 46 in eine äußere Kammer 49 (Mitteldruckkammer). Die Ventilanordnung 46 bewirkt eine Reduzierung des ersten Druckniveaus P1 41 auf ein zweites Druckniveau P2 51. Zur Bewirkung der Druckreduzierung weist die Ventilanordnung 46 als Elemente einen Ventilsitz 45, ein Ventilelement 47, eine flexibel ausgebildete Membran 43, ein Federelement 90 und zur Ankopplung des Ventilelementes 47 und des Federelementes 90 an die Membran 43 vorgesehene Verbindungselemente 42 auf.
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Mittels eines Einstellelementes 92 kann die Vorspannung des Federelementes 90 justiert werden. Ein solches Einstellelement 92 kann beispielsweise derart ausgestaltet sein, dass über eine Drehbewegung 93 die Vorspannung über einen mechanischen Einstellweg 91 mittels einer Drehbewegung 93 verstellbar ist.
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Neben dem Federelement 93, welches mit der Federbewegung 98 eine Federkraft 99 auf die Membran 43 aufbringt, wirkt - in einer Unterwasseranwendung oder Tauchanwendung - durch einen Wasserdruck 94 eine weitere Kraft 95 auf die Membran 43 ein. Für die Membran 43 ergibt sich damit summarisch ein resultierender Einstellweg 991 aus einem durch den Wasserdruck 94 bewirkten hydropneumatischen Einstellweg 941 und dem mechanischen Einstellweg 91.
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Der Vorspannung, dem Wasserdruck 94 und der Federkraft 98 wirkt das erste Druckniveau P1 41 entgegen. Das Druckniveau P1 41 wirkt auf das Ventilelement 47. Das Ventilelement 47 weist zumeist in der Ausgestaltung als Druckminderer im Bereich des ersten Druckniveaus ein - in dieser 1 aus Gründen der zeichnerischen Übersichtlichkeit nicht mit gezeigtes - Federpaket auf, welches zusammen mit dem Federelement 90 für die Einstellung des Grades der Druckreduzierung vom ersten Druckniveau P1 41 auf das zweite Druckniveau P2 51, also der Umsetzung von einem Hochdruckniveau von beispielsweise 200 bar auf ein Mitteldruckniveau von beispielsweise 5 bar dimensioniert und ausgestaltet ist. Der Einfluss des Wasserdrucks 94 auf die Position der flexiblen Membran 43 ergibt sich in einer Anwendung der Vorrichtung 100 für ein Tauchgerät durch den von der Tauchtiefe im Einsatz abhängigen Wasserdruck 94. Dies ermöglicht eine Nachführung der Einstellung der Druckreduzierung bei unterschiedlichen Tauchtiefen. In einer Variante einer Anwendung an Land, beispielsweise im Einsatz der Vorrichtung 100 für Rettungskräfte der Feuerwehr, kann der Zutritt von Wasser zu der Vorrichtung 100 entfallen, auch eine Verstellung des mechanischen Einstellweges 91 mittels der Drehbewegung 93 kann gegebenenfalls und/oder optional entfallen. Trennstellen 81,82 deuten an, wie die Verbindungen mit den Gaszuführungsleitungen 60,70 zur Hochdruckdruckgasquelle 25 bzw. Lungenautomat 50 gestaltet sein können. Weitere Trennstellen 83,84 dieser 1 zeigen auf, wie die Anordnung 400 in den Gesamtaufbau der Vorrichtung 100 eingebettet sein kann.
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In dieser 1 umgibt die zweite Gaszuführungsleitung 70 die Anordnung 400 zumindest teilweise außenseitig. Die zweite Gaszuführungsleitung 70 umschlingt in dieser Ausführung nach der 1 in einer spiral-, ring- und/oder wendelförmigen Weise die Anordnung 400 mit der inneren und äußeren Kammer 48, 49.
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Durch Ausgestaltungen der zweiten Gaszuführungsleitung 70 in Form solcher Temperatur-Austauschkanäle wird ein Temperaturausgleich zwischen Wandungen 85, 86 der inneren und/oder äußeren Kammer 48, 49 und/oder Wandungen 87, 88 der Gaszuführungsleitungen 60,70 und damit auch der innerhalb der inneren und/oder äußeren Kammer 48, 49 und/oder den Gaszuführungsleitungen 60,70 strömenden Gasmengen wie auch den Elementen 42, 43, 44, 45, 47 der Ventilanordnung 46 ermöglicht. Der Temperaturausgleich wird in dieser Figur exemplarisch durch Kontaktstellen 61 verdeutlicht. Dieser Temperaturausgleich bewirkt den Vorteil, dass eine Vereisung der Vorrichtung 100 durch die mit der Druckreduzierung in/von Gasmengen 40 an der Ventilanordnung 46 einhergehende Abkühlung vermindert bzw. sogar weitgehend verhindert werden kann.
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Die Anordnung 400 mit der zweiten Gaszuführungsleitung 70 kann vorzugsweise einstückig mit den Wandungen 87, 88 der inneren bzw. äußeren Kammer 48, 49, der inneren bzw. äußeren Kammer 48, 49 selbst sowie weiteren Komponenten der Anordnung 400 bzw. der Vorrichtung 100 ausgebildet sein. Eine solche einstückige Ausgestaltung, vorzugsweise aus einem Vollmaterial, kann in vorteilhafter Weise durch ein Herstellungs- oder Fügeverfahren, welches zu einer Ausbildung einer form- und/oder kraftschlüssigen sowie gasdichten Verbindung von Kunststoffmaterialien und/oder metallischen Materialien auf einer Drucktechnologie oder 3D-Drucktechnologie basiert, bereitgestellt werden.
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Die 2 zeigt den Gasausgang 30 am Ende der zweiten Gaszuführungsleitung 70 nach der 1 in einer Zusammenfügung mit einem Anschlusselement 300. Das Anschlusselement 300 ist als eine sogenannte Schneidring-Klemmverschraubung ausgestaltet. Es ist eine Mittelachse 390 zur Veranschaulichung der Orientierung der Zusammenfügung der zweiten Gaszuführungsleitung 70 mit dem Anschlusselement 300 in/an der Anordnung 400 dargestellt.
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Gleiche Elemente in der 1 und 2 sind in den 1, 2 mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Das Anschlusselement 300 nimmt die zweite Gaszuführungsleitung 70 mit dem Gasausgang 30 innenseitig auf. Schneid-Klemmelemente, wie zeichnerisch in der 3 angedeutet, stellen an einem Ende des Anschlusselementes eine kraft- und formschlüssige Verbindung der zweiten Gaszuführungsleitung 70 mit Gasausgang 30 mit dem Anschlusselement 300 her und sicher. In dieser 2 wie auch der 3 weist das Anschlusselement 300 beispielhaft am anderen Ende ein Stecker-Element 308 auf, welches zu einer Verbindung mit einem passenden Kupplungs-Element ausgebildet ist, um beispielsweise eine Schlauchleitung 77 (1) zur Verbindung mit einem Lungenautomaten 50 (1) zu ermöglichen.
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In ähnlicher Art und Weise kann auch die erste Gasführungsleitung 60 (1) mit dem Gaseingang 20 (1) mittels eines Anschlusselementes mit einer Hochdruckquelle 25 ( 1) fluidisch verbunden werden.
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Die 3 zeigt das Anschlusselement 300 in einer beispielhaften Ausgestaltung einer Schneidring-Klemmverschraubung nach der 2 in einer Schnittdarstellung 301 sowie in einer perspektivischen Darstellung 302. Gleiche Elemente in der 2 und 3 sind mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
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Die 4 zeigt in einer Detaildarstellung 303 eine Variante von Gasausgang 30 und Gaseingang 20 nach der 1. Gleiche Elemente in den 1, 2, 3, 4 sind in den 1, 2, 3, 4 mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Die 5 zeigt in einer weiteren Detaildarstellung 304 eine weitere Variante von Gasausgang und Gaseingang nach der 1.
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Gleiche Elemente in den 1, 2, 3, 4, 5 sind in den 1, 2, 3, 4, 5 mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Der Gaseingang 20 und der Gasausgang 30 sind in der 1 außenseitig und innseitig mit einer runden Formgebung ohne Konturen oder Formgebung gezeigt.
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Die 4 und 5 zeigen Varianten von Gaseingang 20 und Gasausgang 30 mit außenseitig kreisrunder Formgebung zum Anschluss von Anschlusselementen, welche die äußere kreisrunde Form von Gaseingang 20 und Gasausgang 30 innenseitig aufnehmen. Beispielsweise kann eine Anschlusselement 300 (2), ausgebildet als Schneidring-Klemmverbindung, die äußere kreisrunde Form des Gasausgangs 30 innenseitig aufnehmen. Gaseingang 20 und Gasausgang 30 können innenseitig mit Konturen ausgebildet sein. Solche Konturen ermöglichen es, zusätzliche und ggf. komplexe Stützstrukturen, wie sie für einige Herstellungs- oder Fügeverfahren, insbesondere Verfahren der 3D-Drucktechnologie, erforderlich sein können, zu vermeiden. Beispielsweise wären für 3D-Drucktechnologien wie Direct Metal Laser Sintering (DMLS) bzw. Select Laser Melting (SLM) im Regelfall Stützstrukturen benötigt, also Verfahren, in denen Metallpulver im Pulverbett mittels eines Lasers verschweißt wird.
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Die 4 zeigt in der Detaildarstellung 303 sowohl den Gaseingang 20 als auch den Gasausgang 30 mit innenseitigen dreieckförmigen Strukturen 305, welche vorzugsweise in Form eines gleichseitigen Dreiecks ausgebildet sein können.
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Die 5 zeigt in der Detaildarstellung 304 sowohl den Gaseingang 20 als auch den Gasausgang 30 mit innenseitigen tropfenförmigen Strukturen 306.
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Die Strukturen 305, 306 nach der 5 und 6 ermöglichen es beispielsweise, dass bei einer Ausführung der Vorrichtung mit einer Anordnung zur Druckminderung in einem SLS-Fertigungsverfahren (Selective Laser Sintering) oder SLM-Fertigungsverfahren (Select Laser Melting) keine Stützstrukturen im Inneren von Gaseingang 20 oder Gasausgang 30 erforderlich sind.
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BEZUGSZIFFERNLISTE
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- 20
- Gaseingang
- 25
- Hochdruckgasquelle
- 29
- Mengen an Gas , Druckniveau P1
- 30
- Gasausgang, Mitteldruckausgang
- 39
- Mengen an Gas , Druckniveau P2
- 40
- Strömungspfeile, Durchströmung an Ventilsitz/Ventilelement
- 41
- erstes Druckniveau P1
- 42
- Verbindungselemente
- 43
- Membran, flexible Membran, elastische Membran
- 44
- Membranbefestigung
- 45
- Ventilsitz
- 46
- Ventilanordnung mit 42, 43, 44, 45, 47,
- 47
- Ventilelement
- 48
- innere Kammer, Hochdruckkammer
- 49
- äußere Kammer, Mitteldruckkammer
- 50
- Lungenautomat
- 51
- zweites Druckniveau P2
- 60
- erste Gaszuführungsleitung
- 61
- Kontaktstellen, thermischer Kontakt, thermisch leitfähiger Kontakt
- 70
- zweite Gaszuführungsleitung
- 77
- Schlauchleitung
- 81, 82
- Trennstellen in Gaszuführungsleitungen 20,30, 60,70
- 83, 84
- Trennstellen in Anordnung 400
- 85, 86
- Wandungen der inneren/äußeren Kammern 48, 49
- 87, 88
- Wandungen der Gaszuführungsleitungen 60,70
- 90
- Federelement
- 91
- mechanischer Einstellweg
- 92
- Einstellelement, Drehgriff
- 93
- Einstellbewegung, Drehbewegung
- 94
- Wasserdruck
- 95
- weitere Kraft
- 98
- Federbewegung, Federweg
- 99
- Federkraft
- 100
- Vorrichtung
- 300
- Anschlusselement
- 301
- Schnittdarstellung
- 302
- perspektivische Darstellung
- 303, 304
- Detaildarstellungen
- 305
- dreieckförmige Struktur
- 306
- tropfenförmige Struktur
- 308
- Mittelachse
- 400
- Anordnung
- 941
- hydropneumatischer Einstellweg
- 991
- resultierender Einstellweg
