DE69022697T2

DE69022697T2 - Taucherregulierungsbeatmungsventil.

Info

Publication number: DE69022697T2
Application number: DE69022697T
Authority: DE
Inventors: Kim Preece
Original assignee: TD Preece and Co Pty Ltd
Current assignee: TD Preece and Co Pty Ltd
Priority date: 1989-06-06
Filing date: 1990-06-06
Publication date: 1996-05-15
Anticipated expiration: 2010-06-07
Also published as: ES2080144T3; ATE128428T1; EP0649783A1; US5735269A; EP0433406A4; EP0433406A1; DE69022697D1; NZ233968A; US5437268A; DK0433406T3; AU644794B2; EP0433406B1; WO1990014990A1; AU5735090A; NZ245967A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine unabhängige Unterwasseratemvorrichtung und insbesondere auf Verbesserungen von Regulatoren im Zusammenhang damit, wobei die Atmungscharakteristik in einem Regulator so verändert wird, daß die Anstrengung beim Einatmen, die ein Verwender beim Abrufen von Luft aufbringen muß, verringert wird. Die Veränderung in der Atmungscharakteristik wird erfindungsgemäß durch Einstellungen am Abrufventil im Regulator vorgenommen.
Regulatoren sind in der Tauchindustrie als entscheidende Komponente der erforderlichen Apparaturen seit langem bekannt. Ein Regulator wirkt gemeinsam mit einem Druckminderungsventil, und zwar als Mittel zum Regulieren der Luft für einen Taucher. Die Druckregulierung ist als erste Stufe der Regulierung bekannt und bedeutet die Verminderung des Luftdrucks zwischen Luftflasche bzw. -tank und dem Regulator. Die Versorgung mit Luft auf Abruf durch einen Taucher geht zunächst durch die erste Stufe und dann durch eine zweite Stufe.
Die vorliegende Erfindung richtet sich vornehmlich auf die zweite Betriebsstufe.
Die zweite Betriebsstufe wird durch ein Abrufventil gesteuert, das sich in der Nähe des Luftabgabeendes des Regulators befindet, welches ein Mundstück aufweist.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, die auf der Seite des Verwenders des Regulators beim Abruf von Luft erforderliche Anstrengung zu vermindern.
Das schweizer Patentdokument CH-466051 beschreibt einen Regulator gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mit einem Tellerventil. Das Tellerventil wird durch einen Hebel betätigt, der seinerseits durch eine Scheidewand betätigt wird, welche sich ansprechend auf Abruf von Luft durch den Verwender des Regulators bewegt. Das Tellerventil hat einen Flansch, der vorgespannt ist, um einen Eingang zu schließen, sowie ein Ausgleichsmittel, das an dem Flansch befestigt ist, in der Bohrung stromauf des Flanschs. Die Anordnung ist so, daß wenn das Ventil geschlossen ist, der Neigung des auf den Flansch wirkenden Luftdruck, den Eingang zu öffnen, ein Druck auf das Ausgleichsmittel entgegensteht, wodurch die Kraft des Hebels, die erforderlich ist, um das Tellerventil zu öffnen, unabhängig von dem Luftdruck in der Bohrung ist und ausschließlich durch das Vorspannmittel eingestellt wird.
Regulatoren sind seit langem bekannt, wobei zahlreiche Bauarten hierfür zur Verfügung stehen. In seiner grundlegendsten Form umfaßt ein typischer Regulator ein Gehäuse mit einem Mundstück und einem Abrufventil, welches gemeinsam mit einer durch einen Unterdruck unterstützten Scheidewand arbeitet, die innerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Die Scheidewand und folglich das Abrufventil sind ansprechend auf Abruf nach Luft betätigbar. Das Abrufventil ist typischerweise mit einem inneren Bauteil abgestimmt, das als Tellerventil bekannt ist und dazu bestimmt ist, ansprechend auf den Luftabruf durch einen Verwender zwischen einer offenen und einer geschlossenen Stellung zu arbeiten.
Wenn sich das Tellerventil in seiner geschlossenen Stellung befindet, wird es mit Unterstützung einer Vorspannfeder gegen eine Lufteinlaßöffnung in dem Ventil gedrückt, wodurch die Luftversorgung über den Einlaß geschlossen wird. Die Druckkraft der Feder muß zumindest geringfügig größer sein als der Druck, der unmittelbar stromauf der Einlaßöffnung wirkt, um das Schließen der Öffnung zu ermöglichen.
Bei Luftabruf bewegt sich das Tellerventil aus der geschlossenen in eine offene Stellung. Wenn das Tellerventil offen ist, werden aufgrund des Anstiegs der zunehmenden Kraft, die erforderlich ist, um die ansteigende Druckkraft zu überwinden, die durch die Federvorspannung ausgeübt wird, unausgeglichen Kräfte erzeugt, sobald ein Luftabruf durch den Verwender erfolgt.
Wenn der Verwender eines Regulators Luft abruft, ist anfänglich eine als Aufreißkraft bezeichnete Einatemanstrengung erforderlich. Dies bedeutet die Kraft, die erforderlich ist, um den Dichtungsendabschnitt des Tellerventils vom Lufteinlaß wegzubewegen. Die erforderliche Aufreißkraft ist im allgemeinen eine Funktion des dynamischen Luftdrucks, der auf das Ende des Tellerventils am Lufteinlaßende des Ventils wirkt, der Energie in der Vorspannfeder sowie der Größe des Unterdrucks, der erforderlich ist, um die entgegenwirkende Federkraft bei Luftabruf zu überwinden.
Die Bewegung der Luft wird durch auch einen Venturieffekt beeinflußt, der bei Luftabruf aufgrund der hohen Geschwindigkeit der Luft erzeugt wird.
Die Tellerventilanordnung aus dem Stand der Technik weist den bedeutenden Nachteil auf, daß ein unausgeglichener Kraftzustand an der Lufteintrittsöffnung und innerhalb der Ventilkammer erzeugt wird, was an der Anordnung des typischen Tellerventils im Stand der Technik liegt.
Bei der Anordnung gemäß dem Stand der Technik sind die Kräfte beim Einatmen des Tauchers nicht mehr ausgeglichen, weil sich das Tellerventil in seiner offenen Stellung befindet und auch aufgrund der Tatsache, daß der Leitungsdruck der Luft nicht ausreichend auf das Tellerventil einwirkt, um die Atemanstrenung zu reduzieren. In diesem Fall beruht die Funktionsweise vollständig auf dem Unterdruck, um das Tellerventil in der offenen Stellung zu halten. Dies verlangt eine beträchtliche Anstrengung, wobei diese auf ihren Höchstwert zu einem Zeitpunkt ansteigt, zu dem das Einatmen des Verwenders am schwächsten ist, d.h. am Ende des Atemzyklus.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist, die unausgeglichenen Kräfte zu verringern oder zu eliminieren, die bei Abrufventilen gemäß dem Stand der Technik existieren, indem ein neu gestaltetes Abrufventil geschaffen wird, welches zu ausgeglichenen Kräften innerhalb des Ventils und zu einer verringerten Anstrengung seitens der Verwenders beim Abrufen von Luft führt.
Bei einer weiteren Verbesserung des Abrufventils wird dieses mit einer konzentrischen Buchse versehen, die durch einen Knopf außerhalb des Gehäuses betätigt werden kann, um die Einstellung des Luftdurchlasses durch einen Verwender zu ermöglichen, wenn sich das Gerät im Gebrauch befindet, so daß der Unterdruck aufgehoben werden kann, um Luft zu sparen oder um die Venturiströmung einzustellen, um Luft in das Mundstück des Regulators zu leiten. Die Regulatoren gemäß dem Stand der Technik konnten nur unter Zuhilfenahme eines Schraubenziehers oder eines ähnlichen Werkzeugs eingestellt werden.
In ihrer breitesten Form umfaßt die vorliegende Erfindung einen Atmungs-Regulator für die Verwendung zum Unterwasseratmen mit:
einem Primärgehäuse mit einer Atmunskammer, einem Ventil, und
einer Scheidewand, die sich in Reaktion auf einen Unterdruck in der Atmungskammer bewegt,
wobei das Ventil enthält:
einen Eingang und einen Ausgang sowie einen Durchflußweg innerhalb des Ventils, der ein Strömen von Luft zwischen dem Eingang und dem Ausgang und von da zu einem Ausgang des Gehäuses und über ein Mundstück zu den Lungen eines Verwenders ermöglicht, und
ein Tellerventil, das verschiebbar in dem Ventil angebracht ist, um den Durchflußweg zu öffnen und zu verschließen, wobei das Tellerventil ein langgestrecktes Element mit einem ersten und einem zweiten Ende umfaßt,
ein Mittel, um das Tellerventil so gegen ein Eingang des Ventils vorzuspannen, daß der Durchflußweg geschlossen ist,
ein Mittel zum Bewegen des Tellerventils in Reaktion auf eine Bewegung der Scheidewand,
dadurch gekennzeichnet, daß das Tellerventil wenigstens eine Luft-Prallfläche enthält, die an dem langgestreckten Element angeordnet ist oder integral mit diesem ausgeführt ist und zwischen dessen Enden angeordnet ist, sowie ein Verschlußmittel an wenigstens dem ersten Ende des langgestreckten Elementes, das so angeordnet ist, daß es an dem Eingang anliegt und dadurch den Durchflußweg verschließt, wenn von dem Verwender keine Luft abgerufen wird,
und das Tellerventil verschiebbar mit der Prallfläche in dem Durchlußweg angeordnet ist,
wobei die Anordnung eine solche ist, daß dann, wenn der Verwender des Regulators Luft abruft und einen Unterdruck in der Atmunskammer erzeugt, die Scheidewand das Mittel zum Bewegen des Tellerventils aktiviert, um das Tellerventil von dem Eingang fortzubewegen, und Luft durch das Ventil strömt und kontinuierlich auf die wenigstens eine Prallfläche auftrifft, was das Öffnen des Ventils unterstützt und die zum Betätigen des Ventils notwendige Einatmungskraft des Verwenders vermindert.
Das Verschlußmittel für den Strömungweg kann das Ende des langgestreckten Elementes umfassen.
Das erste Ende des langgestreckten Elementes kann mit einer weiteren Prallfläche versehen sein, um den Eingang zu verschließen, wobei die Prallfläche eine Fläche aufweist, die geringer als die Querschnittsfläche des Durchflußweges in dem Ventil, jedoch größer als die Querschnittsfläche des Lufteingangs ist, um dadurch als Verschluß für den Eingang zu wirken, wenn sich das Tellerventil in der geschlossenen Stellung befindet, und als eine Luft-Prallfläche, wenn sich das Tellerventil in der geöffneten Stellung befindet. Das Mittel zum Bewegen des Tellerventils kann einen Hebelarm umfassen, der an dem zweiten Ende des Tellerventils angreift.
Das Ventil umfaßt vorzugsweise ferner ein Lufttrichter-unterstütztes Luftleitmittel, welches eine konzentrische Buchse enthält, die um das Ventil herum angeordnet ist und eine Öffnung aufweist, die selektiv teilweise oder vollständig mit dem Ausgang des Ventils ausgerichtet werden kann. Der Zweck der Buchse besteht darin, eine effizientere Luftabgabe an den Verwender nach dem Austritt der Luft aus dem Gehäuse zu erleichtern. Die Buchse ermöglicht auch die selektive Steuerung der Luft durch den Verwender außerhalb des Gehäuses, entweder um die Venturiströmung der Luft zu verstärken oder um die Wirkung des Unterdrucks aufzuheben, je nach den Anforderungen des Verwenders. Die konzentrische Buchse kann durch einen Knopf außerhalb des Regulators betätigbar sein. Die selektive Einstellung der mechanischen Buchse über den Knopf kann die Richtung der Luft entweder zu dem Mundstück des Regulators hin oder von diesem weg verändern. Die konzentrische Buchse kann aus einem Kunststoffmaterial bestehen. Dem Knopf können Einteilungen zugeordnet sein, welche die möglichen Einstellungen der konzentrischen Buchse darstellen.
Die wenigstens eine Prallfläche zwischen den Enden des langgestreckten Elementes kann zwei voneinander beabstandete Prallflächen umfassen, die ungefähr in der Mitte zwischen den Enden des langgestreckten Elementes angeordnet sind. Die Anordnung kann so sein, daß dann, wenn sich das Tellerventil in der vollständig geöffneten Stellung befindet, die Prallfläche oder die Prallflächen an dem Ventilausgang oder in dessen Nähe angeordnet sind, so daß die Luft weiterhin auf die Prallfläche oder die Prallflächen unmittelbar vor dem Austritt durch den Ausgang auftrifft, um dadurch ein Gleichgewicht zwischen der Vorspannkraft und der Luftdruckkraft in dem Ventil zu erzeugen. Die Luft kann überwiegend auf die Vorderfläche jeder Prallfläche auftreffen. Das Mittel zum Bereitstellen der Vorspannung kann eine Schraubenfeder umfassen. Die Vorspannfeder kann konzentrisch mit einem Abschnitt des Tellerventils sein und greift an einer Fläche von einer der Prallflächen an. Die Vorspannfeder kann an dem zweiten Ende des Tellerventils angreifen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im einzelnen beschrieben, wobei
Fig. 1 eine verkürzte Längsschnittansicht eines Abrufventils nach dem Stand der Technik zeigt, wobei das Tellerventil im geschlossenen Zustand dargestellt ist,
Fig. 2 eine verkürzte Längsschnittansicht eines Abrufventils nach dem Stand der Technik zeigt wobei das Tellerventil im offenen Zustand dargestellt ist,
Fig 3 eine verkürzte Längsschnittansicht eines Abrufventils gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei das Tellerventil im geschlossenen Zustand dargestellt ist,
Fig. 4 eine verkürzte Längsschnittansicht eines Abrufventils gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei das Tellerventil im offenen Zustand dargestellt ist,
Fig. 5 eine Querschnittansicht eines Regulators mit einem Abrufventil zeigt, wobei sich das Tellerventil im geschlossenen Zustand befindet,
Fig. 6 eine Querschnittansicht eines Regulators mit einem Abrufventil zeigt wobei sich das Tellerventil im geöffneten Zustand befindet,
Fig. 7 eine verkürzte Querschnittansicht eines Regulators nach dem Stand der Technik zeigt, wobei die Prallfläche zur Ablenkung der Luft dargestellt ist,
Fig. 8 eine verkürzte Querschnittansicht eines Regulators gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt, wobei die konzentrische Buchse dargestellt ist,
Fig 9 eine Seitenansicht eines Regulators zeigt, wobei sich die von außen betätigbare konzentrische Buchse in der Stellung für maximalen Durchfluß befindet,
Fig. 10 eine Seitenansicht des Regulators nach Fig. 9 zeigt, wobei sich die von außen betätigbare konzentrische Buchse in der Stellung für minimalen Durchfluß befindet.
In Fig. 1 ist ein Teil eines Abrufventils 1 gemäß dem Stand der Technik dargestellt, welches ein Gehäuse 2 mit einer Einlaßöffnung 3 und einer Auslaßöffnung 4 aufweist. Das Abrufventil weist ferner innerhalb des Gehäuses ein Tellerventil 5 auf, welches in der geschlossenen Stellung dargestellt ist und unter der Vorspannkraft der Schraubenfeder 6 gegen die Mündung der Öffnung 3 gedrückt wird.
Fig. 2 zeigt das Abrufventil nach Fig. 1, wobei hier das Tellerventil 5 in einem Zustand dargestellt ist, in dem es vom Bereich der Einlaßöffnung 3 weggezogen ist, so daß es ermöglicht, daß Luft innerhalb des Hohlraums 7 des Gehäuses 2 durchströmt. In der in Fig. 1 dargestellten Stellung des Abrufventils sind die Kräfteverhältnisse so, daß die durch die Feder 6 erzeugte Druckkraft wenigstens geringfügig größer ist als die Kraft, die durch den Luftdruck an der Einlaßöffnung 3 erzeugt wird. Dies führt dazu, daß das Tellerventil 5 gegen die Öffnung 3 gedrückt wird, um dadurch die Öffnung zu verschließen, wenn keine Luft verlangt wird.
Wenn ein Verwender eines Regulators nach dem Stand der Technik, der ein Abrufventil mit einem darin befindlichen Tellerventil 5 aufweist, einatmet, um Luft zu erhalten, wird ein Unterdruck erzeugt der eine Scheidewand dazu veranlaßt, mit einem Hebel 18 zusammenzuwirken, damit Luft in die Kammer 7 eintreten kann. Gleichzeitig wird das Tellerventil 5 gegen die Federvorspannung zurückgezogen, wodurch die Luft durch die Kammer 7 strömen und über die Öffnung 4 austreten kann. Zu diesem Zeitpunkt geraten die Kräfteverhältnisse im Abrufventil aus dem Gleichgewicht, da die Vorspannkraft der Feder aufgrund des zunehmenden Zusammendrückens der Feder allmählich ansteigt. Das hat zur Auswirkung, daß die entgegengerichtete Kraft des Luftdrucks innerhalb der Einlaßleitung, die auf das Tellerventil 5 wirkt, aufgrund des Lufteintritts durch die Öffnung 3 abnimmt. Dies führt folglich zu einem Abnehmen des Luftdrucks auf das Tellerventil. Dies wird dadurch noch verstärkt, daß Luft gleichzeitig durch die Auslaßöffnung 4 austritt. Als Ergebnis dieses Kräfteverhältnisses steigt die Kraftanstrengung, um eine Luftströmung während der Einatemtätigkeit zum Abrufen von Luft, um eine Luftströmung aufrechtzuerhalten, mit einem steigenden Verlauf allmählich an, wobei eine größere Kraft erforderlich ist, um das Tellerventil 5 in seiner geöffneten Stellung zu halten. Dies tritt zu der Zeit auf, wenn die Energie des Verwenders beim Einatmen am geringsten ist, nämlich am Ende des Einatmens.
Es ist daher wünschenswert, ein Abrufventil zu schaffen, bei dem in verbesserter Weise eine Verringerung der erforderlichen Kraftanstrengung erzielt wird, die von einem Verwender bei Abruf von Luft ausgeübt werden muß.
Fig. 3 zeigt einen Teil eines Abrufventils gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei ein neuartig gestaltetes Tellerventil 10 und eine von außen einstellbare, äußere konzentrische Buchse 17 dargestellt ist, die unterstützt, daß eine Luftströmung zum Mund des Verwenders geleitet wird.
Das Abrufventil gemäß Fig. 3 weist ein Ventilgehäuse 8 auf, das eine Einlaßöffnung 9 ähnlich der Einlaßöffnung 3 des bekannten Ventils in Fig. 1 hat. Das Ventil enthält weiterhin ein Tellerventil 10, das unter der Wirkung einer Vorspannfeder 11 gegen den Rand einer Einlaßöffnung 9 gedrückt wird. Das Ventil hat weiter einen herkömmlichen Hebel 12, der durch Anlenkung an das Ventil betätigt wird und auf die Wirkung einer durch Unterdruck unterstützten Scheidewand des Regulators (Fig. 5 und 6) auf Luftabruf durch einen Verwender des Abrufventils anspricht.
Das Abrufventil nach der Erfindung unterscheidet sich gemäß einer Ausführungsform in einer Hinsicht vom Stand der Technik, indem zunächst ein neu gestaltetes Tellerventil 10 vorgesehen ist. Wie Fig. 3 zeigt, umfaßt das Tellerventil 10 einen länglichen Schaft 13 auf dem bzw. um den herum eine erste Prallfläche bzw. ein Flansch 14 und eine zweite Prallfläche bzw. ein Flansch 15 angeordnet ist. Die Gestaltung dieses Tellerventils führt zu einer Veränderung des Kräfteverhältnisses, welches um das Tellerventil bei Luftabruf durch einen Verwender des Abrufventils auftritt. Fig. 3 zeigt das Abrufventil gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei sich das Tellerventil in seiner geschlossenen Stellung befindet. Wenn ein Verwender Luft abruft, veranlaßt die Bewegung der Scheidewand in dem Regulator (nicht dargestellt), daß der Arm 12 einen Durchtritt von Luft durch die Einlaßöffnung 9 ermöglicht. Die Anordnung des Abrufventils in der geöffneten Stellung ist in Fig. 4 dargestellt. Wenn Luft durch einen Verwender abgerufen wird, geht die Luft durch den Durchlaß 9, wie bereits bemerkt. Der Durchgang dieser Luft, die unter Druck steht, hat eine Anzahl von Wirkungen zur Folge. Die erste besteht in der Gegenwirkung gegen die Kraft, die durch die Vorspannfeder 11 ausgeübt wird, die zweite im Auftreffen von Luft auf die große Fläche des breiteren Flanschs bzw. der Prallfläche 14 und in einer Umlenkung der Luft um den schmaleren Flansch bzw. die Prallfläche 15.
Die Wirkung der auf diese Weise erzeugten Kräfte bewirkt einen Anstieg und/oder ein Aufrechterhalten des Drucks auf den Flansch bzw. die Prallfläche 15, wobei gleichzeitig eine Umlenkung der Luft durch den Flansch 14 um diesen herum bewirkt wird. Zu diesem Zeitpunkt entweicht die Luft auch über die Auslaßöffnung 16 in der Wand des Gehäuses 8 und über die Öffnung 19 in der konzentrischen Buchse 17. Die Anordnung des Tellerventils 10 ist so, daß die Luft nur entweder durch den Auslaß 16 entweichen kann oder alternativ auf die Oberfläche der Prallfläche 15 auftreffen kann. Das Auftreffen der Luft auf die Prallfläche 15 hat die Wirkung, daß dem Ansteigen der Größe der Vorspannkraft, die durch die Feder 11 ausgeübt wird, wenn diese unter der Wirkung der Luftdrucks zusammengedrückt wird, entgegengewirkt wird. Die auf die Prallfläche 15 auftreffende Luft kompensiert auch das Ausströmen der Luft durch die Öffnung 16. Das Gesamtergebnis dieser Auswirkungen ist, daß die Kraftanstrengung, die vom Anwender verlangt wird, der Luft abruft, aufgrund der Tatsache vermindert wird, daß die Kräfte in der Luftleitung weiterhin auf das Tellerventil wirken, wodurch ein optimales Kräftegleichgewicht erzielt wird.
Nunmehr auf Fig. 5 bezugnehmend, ist eine Schnittansicht eines Regulators mit einem Abrufventil 20 dargestellt, wobei eine Konfiguration gezeigt ist, die dem Ausatmen eines Verwenders entspricht. In dieser Anordnung ist dargestellt, daß im Abrufventil 20 das Tellerventil 21 gegen die Öffnung 22 gedrückt wird, so daß die Öffnung 22 durch das Ende 23 des Tellerventils verschlossen ist. Innerhalb der Versorgungsleitung 24 herrscht der Leitungsdruck von einem nicht dargestellten Versorgungstank. Üblicherweise entspricht der in der Leitung 24 herrschende Druck einer Kraft von etwa 28 pounds. Um dieser Kraft entgegenzuwirken, drückt die Vorspannfeder 25 das Ende des Tellerventils 26 in einer Richtung, die der des durch den Leitungsdruck auf das Ende 23 des Tellerventils 21 ausgeübten Kraft entgegengesetzt ist.
Im Idealfall sollte der durch die Vorspannfeder 25 ausgeübte Druck so nah wie möglich beim Leitungsdruck liegen, aber geringfügig oberhalb des Leitungsdrucks, so daß das Ventil in einer geschlossenen Stellung verbleibt, wenn keine Luft abgerufen wird.
Fig. 6 zeigt den Regulator nach Fig. 5 in der Luftabruf- oder Einatemstellung, wenn ein Verwender Luft abruft. Beim Abruf von Luft wird das Ende 23 des Tellerventils 21 mit Unterstützung des durch die Scheidewand 28 in der Kammer 27 erzeugten Unterdrucks von der Öffnung weggezogen.
Da die Vorspannkraft der Feder im Idealfall etwas größer ist als der Leitungsdruck, ist eine weitere auf das Tellerventil 21 wirkende Kraft erforderlich, um es von der Öffnung 22 wegzubewegen, und um dadurch eine freie Luftströmung zum Mundstück 29 zu ermöglichen. Um diesen Vorgang zu unterstützen, ist ein Flansch 30 um die Hauptachse 31 des Tellerventils 21 herum angeordnet.
Bei der Anordnung des Tellerventils gemäß dem Stand der Technik hatte der Leitungsdruck keine dahingehende Wirkung, daß eine Kraft gegen das Tellerventil wirkte, sobald sich dieses von der Versorgungsöffnung gelöst hatte. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schafft die Bereitstellung des Flanschs 13 eine Fläche, auf die die eintretende Luft auftreffen kann, wodurch der Leitungsdruck weiterhin auf das Tellerventil wirkt, um dieses von der Einlaßöffnung wegzudrücken, wodurch schließlich die durch den Anwender beim Abrufen von Luft aufzubringende Kraft vermindert wird.
Während Fig. 5 und 6 einen Flansch auf dem Tellerventil gemäß einer Ausführungsform zeigen, kann der Flansch alternativ aus einem oder einer Mehrzahl von Flanschen bestehen, sofern eine gewisse Versperrung für die von der Öffnung 22 kommende Luft geschaffen wird, die über die Öffnung 32 zum Mundstück 29 hindurchgeht. Im Idealfall würde sich der Flansch, wenn sich das Tellerventil im vollständig geöffneten Zustand befindet, an der oder in der Nähe der Öffnung 32 befinden, so daß die Luft gleichzeitig auf den Flansch 31 auftrifft und über die Öffnung 32 in das Mundstück 29 umgeleitet wird.
Dies führt dazu, daß das System ausgeglichene Kräfteverhältnisse im Ventil aufweist, und zwar zwischen der Vorspannkraft und dem Leitungsdruck, mit dem die Luft auf die Prallflächen auftrifft, wodurch der erforderliche Kraftaufwand des Verwenders beim Luftabruf vermindert wird. Ein Vorteil des Vorhandenseins des Flanschs bzw. der Prallfläche auf dem Tellerventil besteht darin, daß die Auswahl der Feder nicht so kritisch ist, wie sie es bei Ventilen im Stand der Technik gewesen ist, wenn beim Luftabruf unausgeglichene Krätte im Atmungssystem entstehen.
Daher wird der Leitungsdruck, der auf das Ende 23 des Tellerventils 21 einwirkt, wenn dieses sich in der geschlossenen Stellung befindet, auf dem Tellerventil aufrechterhalten, aber übertragen, wenn sich das Tellerventil in der geöffneten Stellung befindet, wobei die Luft auf dem Flansch 30 auftrifft. Zusätzlich zum geänderten Aufbau des Tellerventils enthält das verbesserte Ventil weiter eine konzentrische Buchse 17 (Fig. 3 und 4), die dazu bestimmt ist, konzentrisch um das Gehäuse 8 herum zu drehen. Alternativ kann das Gehäuse 8 fest mit der Buchse 17 verbunden sein, so daß sich das gesamte Abrufventil als ganzes dreht. Dies schafft die Möglichkeit, daß die Luft in Richtung auf das Mundstück des Regulators gerichtet werden kann, wodurch ein verbesserter Luftdurchlaß geschaffen wird, der ohne die Unterstützung von Prallflächen auskommt, die im Stand der Technik notwendig waren.
Fig 7 zeigt eine verkürzte Querschnittsansicht des Aufbaus des Regulators nach dem Stand der Technik, wobei eine Prallfläche zum Umleiten der Luft dargestellt ist. Die Stellung der Prallfläche ist entsprechend dem Winkel gewählt, mit dem die Luft auf die Prallfläche auftreffen soll.
Fig. 8 zeigt eine Querschnittsansicht eines Regulators, wobei die darin angeordnete venturi- bzw. lufttrichterartige Unterstützungseinrichtung im Abrufventil gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt ist. Bei diesem Regulator ist keine Prallfläche vorhanden, wobei die Luft unmittelbar mittels der freien Drehbarkeit des Abrufventils ausgerichtet wird, so daß der Verwender die Richtung der das Abrufventil verlassenden Luft je nach den Anforderungen an den Luftbedarf wählen kann.
Der Nachteil der Prallflächenanordnung zur Luftabgabe, die in Fig. 7 im Querschnitt des Regulators gezeigt ist, besteht darin, daß die Prallfläche bzw. die Wand so wirken kann, daß sie eine Versperrung für den Luftdurchlaß in Richtung auf das Mundstück des Regulators bildet. Die Anordnung kann auch zu einem auf die Luft wirkenden Widerstand aufgrund der Richtungsänderung wirken, wodurch der Lufteintritt in das Mundstück des Regulators verlangsamt wird. Dieses Problem wird durch das Weglassen der Prallfläche und weiter durch die Eigenschaft des Abrufventils gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst, nach der es innerhalb des Regulators durch eine von außen wählbare Orientierung des in eine bestimmte Richtung weisenden Durchlasses für die Luft in Richtung auf das Mundstück des Regulators gedreht werden kann. Aufgrund der Eigenschaft der Drehbarkeit des Abrufventils, wie in Fig. 6 dargestellt, ist es möglich, daß Luft innerhalb des Bereichs von 0 bis 360º in jede beliebige Richtung geleitet werden kann, wodurch sich ein ungehinderter Durchlaß der Luft zum Mund eines Verwenders ergibt.
Fig. 9 zeigt eine seitliche Schnittansicht eines Regulators 33 mit einem Abrufventil 34, bei dem die Luft das Abrufventil in Pfeilrichtung 35 zum Mundstück 36 verläßt.
Fig. 10 zeigt den Regulator 33, wobei die Stellung des Abrufventils 34 verändert ist, so daß die Luft in Richtung der Pfeile 37 strömt, wodurch die Wirkung des in der Kammer 38 mittels der Scheidewand 39 erzeugten Unterdrucks entgegengewirkt wird. Die Steuerung des Abrufventils 34 erfolgt mittels einer Buchse 40, die mit Hilfe eines Knopfs 41 betätigbar ist, der sich außerhalb des Regulators 33 befindet. Dies ermöglicht einem Verwender, die Richtung der Luft im Mundstück während des Gebrauchs zu verändern.
Gemäß dem Stand der Technik konnte eine solche Einstellung nur vorgenommen werden, indem ein Werkzeug verwendet wurde, mit dem man Zugang zum Inneren des Regulators bekam, wodurch dann eine Anordnung mit einer bestimmten Luftrichtung vor der Verwendung gewählt wurde.
Die Gestaltung des Abrufventils gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht einem Verwender, während des Gebrauchs mittels des von außen zugänglichen Knopfs 41 zu beliebiger Zeit eine Intensivierung der Luftzufuhr vorzunehmen. Dies verstärkt die Venturiwirkung von Luft mit hoher Geschwindigkeit, wenn erforderlich, und kann auch der Wirkung des durch die Scheidewand 39 in der Kammer 38 erzeugten Unterdrucks entgegenwirken, wenn ein Verwender durch das Mundstück 36 Luft abruft.
Fig. 9 zeigt demgemäß die Stellung des Abrufventils 34, in der eine maximale Luftabgabe an das Mundstück 36 erfolgt.
Fig. 10 zeigt das Abrufventil 34, wobei die Buchse 40 so angeordnet ist, daß die Luftabgabe an das Mundstück 36 minimal ist. Eine Bedienungsperson würde wahrscheinlich die in Fig. 10 dargestellte Stellung wählen, wenn weniger Luft verlangt wird.
Unterschiedliche Verwender haben einen unterschiedlichen Luftbedarf, um beim Tauchen eine angenehme Atemgeschwindigkeit aufrechtzuerhalten. Es ist daher wünschenswert, eine manuelle Luftabgabesteuerung zu haben, die bei der Verwendung je nach den speziellen Umständen eingestellt werden kann.
Wenn ein Taucher tiefer taucht, steigt die Dichte der Luft und erfordert im Idealfall eine Einrichtung zum ausgleichenden Einstellen der Luftabgabe. Dies wird durch die Verbesserung des Abrufventils 34 ermöglicht. Die Einstellung ermöglicht auch, eine unerwünschte freie Strömung von Luft zu verhindern oder zu minimieren, wo dies erforderlich ist.
Weiterhin ist von Tauchern herausgefunden worden, daß zuviel Luft zu Übelkeit und Unbehagen beim Tauchen führen kann. Die Verbesserung des Abrufventils kann dies verhindern, indem die frei zum Verwender strömende Luftmenge eingeschränkt wird, wobei das Ventil je nach Luftbedarfan die persönlichen Erfordernisse angepaßt werden kann.
Für Fachleute ist klar, daß zahlreiche Veränderungen und Modifikationen an der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne den Bereich der Erfindung, wie er in den Ansprüchen festgelegt ist, zu verlassen.

Claims

1. Atmungs-Regulator für die Verwendung zum Unterwasseratmen mit:

einem Primärgehäuse mit einer Atmungskammer, einem Ventil, und

einer Scheidewand, die sich in Reaktion auf einen Unterdruck in der Atmungskammer bewegt,

wobei das Ventil enthält:

einen Eingang und einen Ausgang sowie einen Durchflußweg innerhalb des Ventils, der ein Strömen von Luft zwischen dem Eingang und dem Ausgang und von da zu einem Ausgang des Gehäuses und über ein Mundstück zu den Lungen eines Verwenders ermöglicht, und

ein Tellerventil, das verschiebbar in dem Ventil angebracht ist, um den Durchflußweg zu öffnen und zu verschließen, wobei das Tellerventil ein langgestrecktes Element mit einem ersten und einem zweiten Ende umfaßt,

ein Mittel, um das Tellerventil so gegen ein Eingang des Ventils vorzuspannen, daß der Durchflußweg geschlossen ist,

ein Mittel zum Bewegen des Tellerventils in Reaktion auf eine Bewegung der Scheidewand,

dadurch gekennzeichnet, daß das Tellerventil wenigstens eine Luft-Prallfläche enthält, die an dem langgestreckten Element angeordnet ist oder integral mit diesem ausgeführt ist und zwischen dessen Enden angeordnet ist, sowie ein Verschlußmittel an wenigstens dem ersten Ende des langgestreckten Elementes, das so angeordnet ist, daß es an dem Eingang anliegt und dadurch den Durchflußweg verschließt, wenn von dem Verwender keine Luft abgerufen wird,

und das Tellerventil verschiebbar mit der Prallfläche in dem Durchlußweg angeordnet ist,

wobei die Anordnung eine solche ist, daß dann, wenn der Verwender des Regulators Luft abruft und einen Unterdruck in der Atmungskammer erzeugt, die Scheidewand das Mittel zum Bewegen des Tellerventils aktiviert, um das Tellerventil von dem Eingang fortzubewegen, und Luft durch das Ventil strömt und kontinuierlich auf die wenigstens eine Prallfläche auftrifft, was das Öffnen des Ventils unterstützt und die zum Betätigen des Ventils notwendige Einatmungskraft des Verwenders vermindert.

2. Regulator nach Anspruch 1, bei dem das Verschlußmittel an dem ersten Ende des langgestrecken Elementes zum Verschließen des Eingangs das Ende des langgestreckten Elementes umfaßt.

3. Regulator nach Anspruch 1, bei dem das erste Ende des langgestreckten Elementes mit einer weiteren Prallfläche versehen ist, um den Eingang zu verschließen, wobei die Prallfläche eine Fläche aufweist, die geringer als die Querschnittsfläche des Durchflußweges in dem Ventil, jedoch größer als die Querschnittsfläche des Lufteingangs ist, um dadurch als Verschluß für den Eingang zu wirken, wenn sich das Tellerventil in der geschlossenen Stellung befindet, und als eine Luft-Prallfläche, wenn sich das Tellerventil in der geöffneten Stellung befindet.

4. Regulator nach Anspruch 2 oder 3, bei dem das Mittel zum Bewegen des Tellerventils einen Hebelarm umfaßt, der an dem zweiten Ende des Tellerventils angreift.

5. Regulator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Ventil ferner ein Lufttrichter-unterstütztes Luftleitmittel umfaßt, welches eine konzentrische Buchse enthält, die um das Ventil herum angeordnet ist und eine Öffnung aufweist, die selektiv teilweise oder vollständig mit dem Ausgang des Ventils ausgerichtet werden kann.

6. Regulator nach Anspruch 5, bei dem die konzentrische Buchse durch einen Knopf außerhalb des Regulators betätigt werden kann.

7. Regulator nach Anspruch 6, bei dem die selektive Einstellung der mechanischen Buchse über den Knopf die Richtung der Luft entweder zu dem Mundstück des Regulators hin oder von diesem weg verändert.

8. Regulator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die wenigstens eine Prallfläche zwischen den Enden des langgestreckten Elementes zwei voneinander beabstandete Prallflächen umfaßt, die ungefähr in der Mitte zwischen den Enden des langgestreckten Elementes angeordnet sind.

9. Regulator nach Anspruch 1 oder 8, bei dem dann, wenn sich da Tellerventil in der vollständig geöffneten Stellung befindet, die Prallfläche oder die Prallflächen an dem Ventilausgang oder in dessen Nähe angeordnet sind, so daß die Luft weiterhin auf die Prallfläche oder die Prallflächen unmittelbar vor dem Austritt durch den Ausgang auftrifft, um dadurch ein Gleichgewicht zwischen der Vorspannkraft und der Luftdruckkraft in dem Ventil zu erzeugen.

10. Regulator nach Anspruch 9, beim dem die Luft überwiegend auf die vordere Fläche jeder Prallfläche auftrifft.

11. Regulator nach Anspruch 9, bei dem das Mittel zum Bereitstellen der Vorspannung eine Schraubenfeder umfaßt.

12. Regulator nach Anspruch 11, bei dem die Vorspannfeder konzentrisch mit einem Abschnitt des Tellerventils ist und an einer Fläche von einer der Prallflächen angreift.

13. Regulator nach Anspruch 12, bei dem die Vorspannfeder an dem zweiten Ende des Tellerventils angreift.

14. Regulator nach Anspruch 13, wenn dieser von Anspruch 5 abhängt, bei dem die konzentrische Buchse aus einem Kunststoffmaterial besteht.

15. Regulator nach Anspruch 14, bei dem dem Knopf Einteilungen zugeordnet sind, welche die möglichen Einstellungen der konzentrischen Buchse darstellen.

16. Regulator nach Anspruch 15, bei dem das Verschlußmittel ein Dichtmittel umfaßt, das den Eingang abdichtet, wenn sich das Tellerventil in der geschlossenen Stellung befindet.