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2-Schlauch- oder 1-Schlauch-Regler              Mauszeiger auf die Bilder!
notwendige Ein-/Ausatemventile (Mistral)
Bei 2-Schlauch-Reglern ist der gesamte Regelmechanismus (Druckminderer und Lungenautomat) in einem Gehäuse montiert
(1- oder 2-stufige Regler möglich).
Der Regler wird direkt an das Flaschenventil geschraubt.
Die Luft mit Niederdruck (Umgebungsdruck) gelangt über einen Faltenschlauch mit Mundstück über ein Rückschlagventil (Vermeidung von Pendelatmung) zum Mund.

MEDI Hydomat

Die Ausatemluft wird über ein zweites Rückschlagventil (gegenläufig zum anderen gerichtet) und einen zweiten Faltenschlauch zum Reglergehäuse zurück und dort über ein Ausatemventil (Entenschnabel) ins Wasser geführt.
Vorteile:
  • Ausatemgeräusch entsteht entfernt vom Kopf --> leiser,
  • Blasen treten hinter dem Kopf aus, stören nicht am Gesicht,
  • geringe Vereisungsgefahr, da
    - Ausatemluft das Gehäuse erwärmt,
    - Kälte gut an Wasser abgeleitet wird (Metallgehäuse),
    - auch 2. Stufe keinen Wasserkontakt hat,
  • kein einseitiger Zug durch Schlauch am Mundstück,
  • Einatemluft ist "normal" und nicht ein scharfer kalter Strahl,
  • Und überhaupt..., er ist einfach angenehmer ;-))
SeitenanfangNachteile:
  • Atemwiderstand lageabhängig, Regler "schiebt" bei Rückenlage oder senkrechtem Hängen, atmet sich schwer beim steilen Abtauchen über Kopf,
  • abstehende dicke Schläuche, flattern beim schnellen Schwimmen,
  • schlecht ausblasbar,
  • komplizierte Partnerbeatmung,
  • Membrane und damit das Reglergehäuse müssen größer als beim 1-Schlauch sein (für niedrigen Einatemwiderstand,
1-stufiger Mistral Schema zweistufiger 2-Schlauch-Regler (Hydromat)
1-stufiger 2-Schlauch-Automat (oben Mistral) 2-stufiger 2-Schlauch-Automat (oben MEDI Hydromat)
2zweichlauch-1stufe.jpg (29813 Byte) 2zweichlauch-2stufe.jpg (23730 Byte)

Dräger DelphinDer Dräger Delfin ist auch ein 2-Schlauch-Automat,
Ein- und Ausatmung erfolgen nur durch den selben Schlauch.

Wer noch nicht genug 2-Schlauch hat, kann sich ja die Bilder-Galerie ansehen (am besten mit DSL)!

SeitenanfangDie Geräte zur Hochzeit der 2-Schlauchregler waren nach heutigen Gesichtspunkten natürlich auch spartanisch ausgestattet. Es gab kaum weitere Mitteldruck-Ausgänge oder Fini-Anschlüsse. Das hätte man aber technisch problemlos realisieren können, wofür es auch Beispiele gibt.
Die o.g. Nachteile haben dieser Entwicklungslinie aber trotzdem den Garaus gemacht, da der später entwickelte 1-Schlauch-Regler für den nichtroutinierten Nutzer einfach besser handhabbar war.

Interessanterweise zählte 2004 zu den Themen, die die Zeitschrift UNTERWASSER für einen prämierwürdigen Entwicklungswettbewerb sah, aber auch ein 2-Schlauch-Regler, der allerdings die EU-Norm erfüllen müßte. Hört, hört!
.

... und siehe da,
2005 bringt die traditionsträchtige Firma A...g einen Regler auf den Markt, den man als 2-Schlauch-Regler bezeichnen könnte.

Er hat die Zertifizierung nach der EN 250 bestanden (ist in der was zum zulässigen Druckunterschied zwischen Mundstück und Hauptmembrane beim Atmen gesagt?) und führt zumindest die Ausatemluft nach hinten.

Über konstruktive Details und die Argumente in der Werbekampagne kann man sicher geteilter Meinung sein.

Link: ausführliche Beschreibung

Seitenansicht
Aqualung Mistral Ansicht auf die 2. Stufe

     2-Schlauch- oder 1 - Schlauch - Regler

2-Schlauch-Regler POSEIDON Cyclon 300 Querschnitt 2-Schlauch-Regler MEDI 66
1-Schlauch-Regler sind 2-stufige Regler, bei denen die beiden Stufen (Druckminderer und Lungenautomat) in getrennten Gehäusen sind. Der Druckminderer reduziert den Hochdruck der Flasche (200-300bar) möglichst unabhängig vom konkreten Flaschendruck auf Mitteldruck (um 10bar über dem Umgebungsdruck). Der Lungenautomat wandelt den Mitteldruck auf den Umgebungsdruck der jeweiligen Wassertiefe. Die beiden Stufen werden durch einen dünnen Schlauch verbunden, der Luft mit Mitteldruck  führt.

Die Reglermembran für den Druck der Einatemluft befindet sich vor dem Mund des Tauchers, also meist besser in Lungenhöhe als beim 2-Schlaucher.

Die Ausatemluft wird durch das Mundstück zurück in die 2. Stufe geblasen und über deren Ausatemventil ins Wasser abgegeben, blubbert also am Gesicht vorbei.

Die meisten heute eingesetzten Regler sind 2-stufige 1-Schlauch-Regler.


Der Matter-Regler hier hat zwar zwei Schläuche, bleibt aber trotzdem ein 1-Schlauch-Regler. Hier sind einfach zwei 1-Schlauch-Regler in einem System vereint.

1-stufiger oder 2-stufiger Regler     --> Wirkungsweise eines 1-stufigen Reglers

Einstufiger SW63, Eigenbau aus der DDR Schnitt durch den SW63
Schema 1-stufiger Regler


Solche Regler werden aktuell in Westeuropa nicht mehr hergestellt.

Seitenanfang1-stufige Regler setzen den Hochdruck (max. 200bar) in nur einer Stufe auf den Umgebungsdruck (Niederdruck) herab.
Die Ventilbohrung muß daher sehr klein sein. Nur mit einer großen Membran und einm platzfressenden Hebelsystem kann die notwendig hohe  Ventilschließkraft überwunden werden.
Die Atemarbeit wird bei sinkendem Flaschendruck immer größer, das Atmen also immer schwerer.


1-stufiger oder 2-stufiger Regler       --> Wirkungsweise eines 2-stufigen Reglers

Beim 2-stufigen Regler erfolgt die Umsetzung des Hochdrucks in den Umgebungsdruck in zwei Schritten.
Animierte 1. Stufe zweite Stufe Die erste Stufe (links) reduziert den Flaschendruck (max. 200 oder 300bar) in einen vom aktuellen Flaschendruck möglichst unabhängigen Mitteldruck, der konstant etwa 10bar über dem Umgebungsdruck liegt (Auswertung des Wasserdrucks), der über den Mitteldruckschlauch zur zweiten Stufe geführt wird.
In der Einatmungspase (breath in) öffnet dort das Ventil mit Hilfe der Hauptmembran (rot, Wasserdruck) und läßt die Luft zum Mundstück strömen.

Bei der Ausatmung (breath out) geht der Luftstrom vom Mundstück über das Ausatemventil ins Wasser.

1. Stufe (Zeichnung Jessica Brühl)

2-stufige Regler können natürlich auch 2-Schlauch-Regler sein, der Mitteldruckschlauch reduziert sich dann nur auf die kurze Verbindungsröhre im Reglergehäuse.
Die heute in Gebrauch befindlichen Regler sind nahezu ausschließlich 2-stufige Regler.

Bauformen 2. Stufen

2. Stufe (Zeichnung Jessica Brühl)
Querschnitt 1. Stufe Querschnitt 2. Stufe

   Kolben- oder membran-gesteuerte 1. Stufe

kolbengesteuerter Regler am DIN-Ventil Querschnitt kolbengesteuerter Regler
Bei einer kolbengesteuerten Hochdruckstufe ist das Stellglied, das den Wasserdruck in den Regelvorgang einbringt, ein Kolben. Er bewegt sich in dem vom Reglergehäuse gebildeten Zylinder entsprechend den Druckveränderungen auf und ab und betätigt den Stößel des Hochdruckventils. Da sich Stellfeder und bewegte Kolbenstange dazu im Wasser befinden, besteht hier eine etwas höhere Gefahr des Verschmutzens und Vereisens als bei den Ausführungen mit Membran.

SeitenanfangPreiswerte Regler haben oft eine kolbengesteuerte 1. Stufe, da hier die Teilezahl geringer ist.


     Kolben- oder membran-gesteuerte 1. Stufe

membrangesteuerter Regler membrangesteuerter Regler
SeitenanfangBei der membrangesteuerten Hochdruckstufe sind der bewegte Ventilstößel und die Wasserkammer durch eine Membran getrennt, was sich auf das Vereisungsverhalten günstig auswirkt. Ein Kolben ist also hier auch vorhanden, nur hat er eben keinen direkten Wasserkontakt.

Die meisten der unter extremeren Bedingungen eingesetzten Regler haben membrangesteuerte 1. Stufen.


   upstream- oder downstream-Prinzip

     Upstream  =  Ventil öffnet gegen den Druck  =  Ventil schließt mit dem Druck
 

Downstream  =  Ventil öffnet mit den Druck  =  Ventil schließt gegen den Druck (Bild rechts)

SeitenanfangOb es sich um Hoch- oder Niederdruck-Ventile handelt, ist für diese Einteilung gleichgültig.

Die 2. Stufe des POSEIDON Cyclon 5000 arbeitet beispielsweise downstream, schließt also gegen den Druck.
Aber die 1. Stufe dieses Reglers arbeitet upstream, schließt also mit dem Druck.

2. Stufe downstream Wenn die 2. Stufe upstream funktioniert (wie z.B. beim POSEIDON JetStream), also mit dem Druck schließt, muß im Mitteldruckbereich ein Überdruckventil vorhanden sein, damit der Mitteldruckschlauch nicht platzt, wenn die Hochdruckstufe nicht mehr schließt (abbläst).

Das Bild links zeigt eine gegen den Druck schließende 2. Stufe (downstream). Die Schließfeder muß den Mitteldruck überwinden, um das Ventil zu schließen.


    Balancierte (oder kompensierte?) Regler

kompensierte 1. Stufe SeitenanfangDurch die   (Aufhebung) von Kräften, die auf den Ventilstößel wirken, soll in ersten Stufen der Mitteldruck weitgehend unabhängig vom Flaschendruck gehalten werden.
In balancierten zweiten Stufen sind der Ansprechwiderstand und die Ventilschließkraft in einem weiten Bereich vom Luftdurchlaß unabhängig, es können also relativ große Ventilquerschnitte benutzt werden, ohne die Ruhekräfte (Federandruck) auch groß zu machen.

Für Balancierung wird oft auch der Begriff Kompensation  verwendet, begünstigt durch faux amis im englischen Sprachgebrauch ;-)). Ich ging davon aus, daß beide Bezeichnungen das Gleiche meinen, habe mich aber durch steten Tropfen eines Besseren belehren lassen (siehe unten) und finde nunmehr die saubere Unterscheidung logischer.

Erreicht wird die Balancierung dadurch, daß in Betätigungsrichtung des Ventilstößels der Mitteldruck von beiden Seiten gleichermaßen wirkt (siehe Kraftpfeile bei der "kompensierten", will sagen balancierten  2. Stufe unten). Die Feder muß dann nur noch die geringe Zusatzkraft aufbringen, um das Ventil sicher zu schließen.

Balancierung wird sowohl in ersten Stufen als auch zweiten Stufen eingesetzt. Der  Aufwand an päzise gefertigten Teilen ist dafür immer größer als ohne Balancierung, der Preis also hier (gerechtfertigt) höher.

(lies balanciert statt kompensiert in den beiden Bildern unten)

Seitenanfang(Autor unbekannt.)
>Die einfache Bauweise eines Druckminderventils (Stössel, Feder und Kolben oder Membran) gibt bei wechselndem Vordruck einen
>wechselnden Gasdruck weiter.
>Der niedere Druck wird, je nach Bauprinzip bei steigendem Vordruck fallen oder sinken.
>Durch einen kleinen konstruktiven Kunstgriff kann dieser Effekt behoben werden.
>Diese Bauweise wird, je nach Hersteller, balanciert
oder kompensiert genannt.

Da stimme ich zu und im Englischen heisst das wohl immer ``balanced''.
Gebräuchlich war für mich bisher immer (ich hoffe Ihr verzeiht mir die Pseudo-Definitionen ;)) die folgende Unterscheidung:

Kompensiert:
Trifft eigentlich auf jede erste Stufe zu und bedeutet, daß der Mitteldruck relativ zum Umgebungsdruck konstant gehalten wird, also z.B. immer 10bar + Umgebungsdruck ist. Da das Einhalten dieses Wertes aber nicht mit jeder Bauweise (vgl. den oben angesprochenen ``konstruktiven Kunstgriff'') perfekt möglich ist, sondern speziell bei wenig Druck in der Flasche merkbare Abweichungen existieren, verwenden wohl manche Hersteller diesen Begriff nur für erste Stufen, die ich als
``balanciert'' bezeichnen würde.

Balanciert:
Sowohl bei erster als auch bei zweiter Stufe verwendeter Begriff, wenn durch konstruktive Maßnahmen sicher gestellt wird, daß die einströmende Luft nicht in Bewegungsrichtung des Regelmechanismus oder ohne entsprechende Gegenkraft auf den Regelmechanismus wirkt.
Ich hoffe ich kanns noch besser erklären ;).
Wenn die Luft aus der Flasche in Bewegungsrichtung des Regelmechanismus (z.B. Kolbens) wirkt, so wird diese Kraft je nach dem Flaschendruck variieren und den Regelmechanismus verschieden stark betätigen. Die Gegenkraft ist aber (abgesehen vom Umgebungsdruck) konstant (von einer Feder erzeugt). Daher ist der geregelte Druck doch noch ein wenig mehr vom Flaschendruck abhängig (Ein Beispiel dafür ist die Mk2 und/oder der R190/R380 von Scubapro). Wird nun entweder der Gegendruck nicht alleine durch eine (konstante) Feder, sondern z.B. durch eine Bohrung noch zusätzlich durch die Druck der einströmenden Luft bestimmt, oder strömt die Luft nicht in Bewegungsrichtung des Regelmechanismus ein, so ist das Gerät ``balanciert''. Die Schwankungen des geregelten Drucks sind weit weniger stark vom Druck der einströmenden Luft bestimmt.


Florian U. fragte 6/2004 in d.r.s.t.:
> Ich hörte ab und zu was von kompensierten und unkompensierten 1. Stufen.
> Was bedeutet das eigentlich und was für Auswirkungen haben unkompensierte 1. Stufen.
> Bei meiner "zweiten" 1. Stufe habe ich so ein unkompensiertes Ding und ich wüsste gerne die Vor- und Nachteile (ist ein Poseidon Cyclon 300).

Stefan F. antwortete:
Anzumerken wäre noch, dass der Cyklon 300 ein unbalancierter Regler mit upstream-Charakteristik ist.
Der MD steigt deshalb mit abnehmendem Flaschendruck an. Das Einstellen dieses Reglers sollte deshalb mit "leerer" Flasche (ca. 40bar HD) erfolgen damit er nicht gegen Ende des TG abbläst.
Bei unbalancierten downstream-Reglern (z.B. MkII, Spiro Club o.ä.) sinkt der MD mit abnehmendem HD, der Atemwiderstand steigt.

Klaus J. antwortete auch in d.r.s.t.:
Florian, Du meinst balanciert.

Bei den 1ten Stufen gibt es zur "Erzeugung des MD" zwei Prinzipien:
I: Nachfuehrung des Mitteldrucks bei steigendem Umgebungsdruck (die Differnz bleibt konstant),
II: Mitteldruck unabhaengig machen vom Flaschendruck.

I bedeutet kompensieren.
II bedeutet balancieren.

Nun sagen viele Taucher zu II "kompensieren". In Manuals, Herstellerangaben usw. habe ich dazu bisher immer balanciert gefunden.
An sich ist der Name egal, wenn man weiß, worum es geht - aber man sollte einfach für beides einen Namen haben - insbesondere ist kompensieren nach I eigentlich das wichtigere. Unkompensierte 1te Stufen sind außer fuer Kreislaufgeräte nicht mehr in Gebrauch (waren es aber mal).

So, was bringt nun das balanciert?
Wenn der MD nicht mehr vom Flaschendruck abhängt, bemerkt die 2te nichts davon, daß die Flasche leerer wird.
Damit ändert sich auch der Atemwiderstand nicht.
Es gibt übrigens auch balancierte 2te Stufen, die auch gegen MD-Schwankungen unempfindlicher sind. Ein Beispiel ist die MK10 B.A., die auch das B für balanciert im Namen führt.

Ein Beispiel, wo sich eine unbalancierte 1te Stufe auswirkt:
MK2 von Scubapro ist nicht balanciert, der MD sinkt mit sinkendem Flaschendruck etwas (ich glaube 0,5 - 1bar). Umgekehrt, wenn man die Flasche übervoll macht, ist der MD höher als sonst.
Ist die Flasche ziemlich leer, ist der MD niedriger und das Atmen geht etwas schwerer.
Nun hatte ich mal eine Flasche mit über 250bar, und der Automat hat abgeblasen, weil die 2te nicht mit dem ungewohnt hohen Mitteldruck zurecht kam.
Beide Effekte treten nicht bei einer balancierten 1ten auf.

2noncomp.gif (2316 Byte)

nicht balanciert
2compens.gif (2472 Byte)

balanciert

   Venturi-Effekt

Wirbelinjektor in der 2. Stufe SeitenanfangDietmar St. schrieb am 5.2.2002 in d.r.s.t.:
Venturi-Effekt ist etwas, von dem verschiedene Hersteller behaupten, daß ihre Lungenautomaten so etwas - und zudem auch noch einstallbar - hätten. Jeder Maschinenbaustudent im 2. Semester wird vermutlich bestätigen können, daß dies so nicht der Fall ist.
Den Venturi Effekt hat der Italiener G.B. Venturi (1746 bis 1822) entdeckt: Wenn die Strömungsgeschwindigkeit einer Flüssigkeit zunimmt, fällt der Druck.
Und der Schweizer D. Bernoulli (1700 bis 1782) hat ihn in der sogenannten Bernoullischen Gleichung mathematisch beschrieben:
Die Summe aus statischem Druck, Schweredruck und dynamischem Druck ist an jeder Stelle einer Stromlinie konstant.
Dieses bedeutet nichts anderes als:
Wenn man durch ein Rohr mit sich veränderndem Querschnitt einen nicht komprimierbaren Stoff (wie Wasser) fließen läßt, dann ist der Druck in der Flüssigkeit dort am geringsten, wo der Querschnitt des Rohres am engsten und damit die Strömungsgeschwindigkeit am höchsten ist.
An einer sich verengenden Stelle des Rohres muß die Strömungsgeschwindigkeit zwangsläufig ansteigen, da ja genauso viel aus dem Rohrende herauskommt, wie vorne hineingeströmt ist.
Der Venturi-Effekt funktioniert auch bei Gasen, allerdings längst nicht so gut wie bei Flüssigkeiten. Trotzdem können Flugzeuge in der Luft fliegen, was sich qualitativ durch den Venturi-Effekt erklären läßt, der den Auftrieb an den Tragflächen beschreibt.

Was die Automatenhersteller tatsächlich meinen ist folgendes:
Die durch die zweite Stufe strömende Luft wird so verwirbelt, daß an der Membran ein Unterdruck entsteht, der diese automateneinwärts bewegt und dadurch das Ventil der zweiten Stufe geöffnet hält. Die Folge ist, daß der Automat ohne ständigen Kraftaufwand beim Einatmen weiterhin Luft liefert.

Meinung R. Lange:
Als ich 1969 mit dem Presslufttauchen begann, standen die Venturiautomaten in dem Ruf, dass einige Taucher damit etwas mehr Luft verbrauchen würden und das Regelschwingungen auftreten könnten. Der Mistral galt als eher seltenes Beispiel eines guten Venturiautomaten. Downstream-Automaten ohne Venturi regeln systembedingt präzise, erfordern aber mehr Atemarbeit, da der Ansaugunterdruck während der ganzen Ansaugphase voll aufrecht erhalten werden muss.
Bei Upstream-Ventilen gibt es Bereiche, in denen die Kraft zum Offenhalten geringer ist als die Anfangskraft, was dann ähnlich (aber schwächer) wie eine Venturidüse wirkt.


SeitenanfangPilot-Ventil Chris:
Pilotventilgesteuert sagt aus, daß als erstes durch die Wölbung der Atemmembran ein kleines Ventil geöffnet wird. Die Luft, welches dieses Ventil freigibt, öffnet dann das Hauptventil, und die Atemluft kann in vollem Umfang durchströmen, dadurch wird die Atemarbeit erleichtert.
"Nachteil" dieser Technik:
Der Regler reagiert immer ein bißchen verzögert. Ein typischer Vertreter dieser Art ist der Poseidon Jetstream.

Blub aus CH:
Zum Öffnen des eigentlichen Ventils wird ein Hilfsventil, welches mit einer kleinen Membrane verbunden ist, geöffnet. Das Gas, welches durch eine Hilfsbohrung in eine Hilfskammer gelangt, entweicht durch das Hilfsventil. Der so erzeugte Unterdruck öffnet nun das Hauptventil, und das Gas strömt. Bewegt sich die Membran zurück, schließt das Pilotventil, und der Druck in der Hilfskammer steigt.

Dadurch wird das Hauptventil wieder geschlossen. Die so beschriebene Konstruktion ist nicht fail save, da up stream, das will heissen, dass das Ventil gegen den Druck öffnet.

Der grosse Vorteil einer solchen Konstruktion ist wiederum der geringe Ansprechdruck, welcher benötigt wird, um das Ventil zu öffnen,
also ein guter Atemkomfort. Auch wird wiederum nur eine kleine Membran in der 2. Stufe benötigt, was die Größe des Automaten beeinflusst.

Regler mit DIN-Anschluss   oder INT-Anschluss
DIN-Anschluß INT-Anschluß

Unterschiedliche INT-Anschlüsse

Regler mit DIN-Anschluß

Gefrierschutz in der 1. Stufe

Arten von Vereisung   (Karl Kramer)


2vereisung-stufe1.jpg (28449 Byte)

 

Gefrierschutzkappe
2vereisung-oel2.jpg (64260 Byte)

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