CN104271369B - 用于为车轮充气的阀单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种带有单件式阀体(4)的阀单元(1)，该单件式阀体(4)包括圆筒形颈圈(5)、阀座(7)和主管道(9)以及辅助管道(10)。该圆筒形颈圈(5)从在阀体(4)中形成的基准平面(12)突出，并且构造成使得圆筒形颈圈(5)可在圆筒形颈圈(5)插入孔(6)中时靠着轮辋(2)设置。该圆筒形颈圈(5)具有端部(5a)，该端部(5a)构造成使得端部(5a)能够变形且能够限定主管道(9)的喇叭状部(13)，该喇叭状部(13)在孔(6)的水平面处与轮辋(2)干涉，从而获得用于将阀单元(1)固定至轮辋(2)的装置(11)。

Description

用于为车轮充气的阀单元
技术领域
本发明涉及一种用于为车轮充气的改进的阀单元。
背景技术
作为本发明的主题的阀单元特别用于以下自行车车轮：该自行车车轮包括设置有可充气内胎的可充气轮胎或管式轮胎，其中，轮胎和内部元件被选择性地充气以使轮胎肩部贴附至轮辋，并且从而防止轮胎在自行车行驶时脱离轮辋以及打滑。
作为本发明的主题的阀单元也可方便地用于使无内胎轮胎或带有内胎的轮胎、或甚至包括外面缝制了覆盖元件外胎的内胎的已知类型的管式轮胎充气。
本发明的阀单元因而方便地且有利地使用在旅行自行车或者比赛自行车上、在公路越野自行车或用于像自由骑行、越野、速降等的其他类型的应用的自行车上。
此外，本发明的阀单元还可用在电动自行车的车轮或各种类型的摩托车的车轮上。
已知的是，为了使上述类型的轮胎充气，目前使用的阀从轮辋突出并连接至传送加压流体的管。
如果车轮设置有管式轮胎或设置有带有内胎的标准轮胎、或设置有可充气的无内胎轮胎，则使用管式轮胎、内胎或无内胎轮胎所设置的、从轮辋突出的阀来实现充气。
另一方面，如果车轮需要轮胎和可充气内腔两者均充气，其中该可充气内腔可以是传统内胎或管式轮胎，则使用从轮辋突出的两个不同的阀，其中各个阀与待充气的腔连通。
这种类型的车轮的多个实施方式是已知的，都造成了它们需要在轮辋中有两个孔的缺点。
为了避免形成两个孔，并且因而为了能够使用仅带有一个孔的标准轮辋，采用如下阀单元：使用存在于轮辋中的唯一通孔并能够为轮胎以及存在于轮胎内的可充气腔两者均充气。
具体地，已知的专利文献US 2 608 235描述了一种包括主管状体的阀单元，该主管状体设置成使得其穿过轮辋中的孔并且设置有侧孔，使用螺钉装置将设置有充气阀的第二管状体连接到该侧孔中。
以这种方式，在主管状体中限定了主贯穿管道并在第二管状体中限定了与主管道连通的第二管道。
当阀单元安装在车轮上时，主管道容纳可充气内腔的穿过该主管道的阀，并且第二管状体的第二管道通过限定在主管道与可充气腔的阀之间的管状腔与轮胎连通。
上述的阀体提供了如下优点：其允许使用轮辋中存在的单个孔来为轮胎以及设置在轮胎内部的可充气腔两者充气，但另一方面，其造成了一些已发现的缺点。
第一缺点表现为：管状体的位于轮辋中的孔的水平面处的端部具有以下特征：设置成与轮辋的内表面接触并朝向轮胎的内部突出的区域具有更大直径。
具有更大直径的所述区域的存在是不可缺少的，为的是允许通过拧紧螺纹螺母来将阀体紧固至轮辋，该螺纹螺母拧在管状体的外侧上但对轮胎的内腔构成了障碍和阻碍，轮胎的内腔在充气时不能很好地且完全地贴附至轮辋的内表面。
另一个缺点在于，以多件的方式制作阀体增加了生产成本，特别是由于需要对必须联接在一起的零件进行机加工。
此外，以多件来制作阀体使得将阀体组装到轮辋上所需的操作变得更长、更困难，并且因而也更昂贵。
最后，存在联接在一起的零件以及用于固定至轮辋的螺纹螺母使阀体变得更重。
美国专利文献US 6 354 348也是已知的，其描述了一种用于轮胎的充气阀，该充气阀应用至属于轮胎的阀并且设置成使得充气阀穿过存在于轮辋中的孔。
由该阀造成的缺点在于，该阀由连接在一起的两个零件组成，且需要使用可移除机械装置将该阀固定至轮胎的阀。
此外，另一缺点表现为：只有在本发明的阀应用于属于轮胎的阀的情况下，该阀才允许对轮胎进行充气。
美国专利文献US 1 650 502也是已知的，其描述了一种从形成在轮辋中的通孔突出且属于设置在轮胎内部的两个内胎的充气阀。
沿着阀体产生有两个充气管道，其中的每个充气管道与所述内胎中的一个内胎连通，并且为了将阀固定至轮辋，需要使用可移除机械连接装置，该可移除机械连接装置在特定情况下为带有相关垫片的螺母。
此外，为了能够为轮胎充气，该阀必须使用另一机械连接装置连接至具有特定形状的配件，该配件容置有单向阀，单向阀与存在于阀体中且彼此独立的充气管道连通。
所述阀还具有如下限制：所述阀固定至轮胎的内胎，并且因而适于仅允许对所述阀所属于的内胎进行充气。
此外，在上述专利文献中描述的阀造成了以下双重缺点：由必须彼此连接的两个零件组成、以及需要使用可移除固定装置来连接至轮辋。
专利文献EP 1 635 095也是已知的，其描述了一种充气阀，该充气阀从形成在容置轮胎的轮辋中的通孔突出，且属于设置在轮胎内部的内胎。
该阀还具有如下限制：仅允许该阀所应用的内胎被充气，并且因而仅允许使用所述内胎的轮胎被充气。
此外，该阀还造成了以下缺点：在其连接至轮辋时需要使用可移除机械装置。
最后，该阀设置有用于充气气体的通过的两个管道，其中，所述管道形成在阀体中、是彼此独立的并且在需要使轮胎充气时必须连接至专用的充气配件。
美国专利文献US 4 171 119也是已知的，其描述了一种用于轮胎的阀，该阀具有在一个端部处设置在喇叭状部的主管道。该喇叭状部用于将阀直接地结合至内胎并通过模制操作紧固至内胎而不紧固至轮辋。此外，阀不是单一体而是由组装在一起的多个元件组成。
发明内容
本发明意在克服上述的所有缺点和限制。
具体地，本发明的第一目的是提供一种阀体，该阀体可应用至存在于轮辋中的单个孔并且不占用轮辋内部、与其中插入有该阀体的孔相对应的区域中的空间。
本发明的另一目的是提供一种以单件形式制成的阀单元。
本发明的又一目的是提供一种与已知类型的等同阀单元相比并且特别地与上述专利中描述的阀单元相比更容易组装的阀单元。
本发明的再一目的是提供一种不需要使用应用于轮辋的可移除固定装置的阀单元。
本发明的另一重要的目的是提供一种与上述专利中描述的阀单元相比具有减小的尺寸和重量的阀单元。
通过根据本发明的阀单元来实现了上面列出的目的。
有利的是，本发明的阀单元方便地用于使包括具有可充气内腔的可充气轮胎选择性地充气。
可充气轮胎可以是已知类型的内胎或者管式轮胎，该管式轮胎也是已知类型的并且包括内胎，在内胎的外部上缝制有覆盖元件的外胎，该覆盖元件设置有肩部和胎面。
该可充气腔可以设置有其自己的充气阀或不设置有其自己的充气阀均可。
有利地，可以使用不再适于在标准操作条件下使用的已知类型的用过的管式轮胎，该管式轮胎可被回收用于这种类型的应用而不是被最终废弃。
还有利地，本发明的阀单元还可允许为以下传统车轮进行充气：该传统轮胎设置有内胎轮胎或无内胎轮胎或者设置有前述类型的内胎轮胎或管式轮胎。
因此，将本发明的阀体应用至轮辋使得可以按照使用者的决定来获得车轮，车轮能够设置有无内胎轮胎或内胎轮胎或管式轮胎均可。
附图说明
参照附图，在本发明的下文中通过非限制性示例的方式提供的实施方式的描述中，将更详细地显示出上述目的和优点，在附图中：
-图1示出了作为本发明的主题的阀单元的分解的纵向截面；
-图2示出了组装好的图1的阀单元；
-图3示出了应用至轮辋的图2的阀；
-从图4至图7示出了将本发明的阀单元组装到轮辋上的阶段；
-从图8至图12示出了为了获得车轮的不同实施方式，本发明的阀单元的不同的应用变形。
具体实施方式
在图1和图2中示出了作为本发明的主题的阀单元，其中，该阀单元整体和由1表示，并且在图3中，该阀单元应用至车轮的轮辋2。
可以观察到，阀单元包括阀体4，在该阀体4中可以辨认出圆筒形颈圈5和阀座7，该圆筒形颈圈5适于插入形成在轮辋2中的孔6中，该阀座7容纳用于使将要应用至轮辋2的轮胎或可充气腔充气的辅助阀8。
阀体4设置有主贯穿管道9以及辅助贯穿管道10，主贯穿管道9沿着圆筒形颈圈5的整个长度形成，辅助贯穿管道10沿着阀座7的整个长度形成并与主贯穿管道9相交从而使主贯穿管道9与阀座7连通。
整体由11表示的固定装置使得可以将阀体4固定至轮辋2。
根据本发明，阀体4为单件体，在该单件体中，形成了圆筒形颈圈5、阀座7和主管道9以及辅助管道10，并且在该单件体中，圆筒形颈圈5从在阀体4中形成的基准平面12突出，并且圆筒形颈圈5在该圆筒形颈圈5插入到存在于轮辋2中的孔6中时靠着轮辋2设置。
阀座7的形状确定成使得允许插入本身已知类型的且在市场上可得到的充气阀8。
圆筒形颈圈5的外径比容置该圆筒形颈圈5的轮辋2中的孔6的直径小。
将阀体4约束到设置在轮辋2中的孔6中的固定装置11由圆筒形颈圈5的外径与存在于轮辋中的孔6的内径之间的干涉来限定，并且由主管道9的喇叭状部13限定，其中该喇叭状部13通过圆筒形颈圈5的端部5a的变形而产生，并在孔6的水平面处与轮辋2干涉。
喇叭状部13具有面向应用至轮辋2的轮胎的凸表面13a，并且圆筒形颈圈5的长度必须使得当圆筒形颈圈5插入设置在轮辋2中的孔6中时，该喇叭状部13可形成为使得其凸表面13a与轮辋2的内表面2b的轮廓2a连接，如图3所示。
因此，在轮辋中的孔6的水平面处没有产生朝向轮胎和轮辋2的内部突出的加厚部分，如在上述专利文献US 2 608 235中描述的已知实施方式中出现的加厚部分那样。
此外，喇叭状部13的面向轮胎的凸表面13a使得更加易于将位于轮胎内部的任何内胎或管式轮胎倚靠在轮辋2的内表面上。
因而，可以理解的是，作为本发明的主题的阀单元1实现了设定目的中的一个目的，即，在轮胎内部、阀单元1从中穿过以连接至轮辋2的孔6的水平面处没有产生任何障碍物。
此外，与专利文献US 2 608 235中描述的实施方式相比，或者与阀单元包括组装在一起且通过可移除固定装置组装在轮辋上的多个零件的其他实施方式相比，由于阀体4形成为单件，因此组装在轮辋2上所需的时间以及生产成本均减小。
具体地，阀体4可被冲压而成或通过其零件的铸造和后续机加工来生产，或者可以通过借助于机加工工具来机加工轧制或拉制出的半成品来直接制成。
实际上，根据从图4至图7中示出的优选但不唯一的操作顺序，可以实现将本发明的阀单元1组装在轮辋2上。
如图4所示，组装顺序开始，在图4中，阀体4设置成使得其与设置在轮辋2中的孔6同轴，并被包括在压机的压头B与成形冲头P之间。
由压头B施加的推力迫使阀体4的圆筒形颈圈5进入到孔6中，直到基准平面12与轮辋2接触为止，如图5所示，而成形冲头P接近圆筒形颈圈5的端部5a。
由压头B继续施加的压力迫使成形冲头P进入主管道9的内部，以使圆筒形颈圈5的端部5a变形并形成喇叭状部13。
如图所示，并且具体如图1和图2所示，由于颈圈5为圆筒形且端部5a的内径比主管道9的内径更大，因此端部5a的壁的厚度小于颈圈5的在主管道9的整个长度上的厚度。
端部5a因而可容易地变形以形成将阀体4永久地约束至轮辋2的喇叭状部13。
为了确保密封性以防止从轮胎的内部朝向外部的任何可能的空气泄露，在形成喇叭状部之前，在圆筒形颈圈5的端部5a与轮辋2之间布置密封材料层。
此时，由于圆筒形颈圈5的直径与孔6的直径之间的干涉以及由于喇叭状部13的存在而产生的锁定作用，因此阀体4牢固地固定至轮辋，如图7所示。
本发明的阀单元1应用至轮辋2以获得图8至图12中示出的不同结构形式的车轮。
本发明的阀单元1的实施方式可用于获得图8中示出的、整体由30表示的车轮，如可观察到的，该车轮包括与可充气轮胎31相关联的轮辋2，在该可充气轮胎31内存在内胎32。
内胎32设置有标准充气阀33，该标准充气阀33借助于阀单元1的突出的端部插入阀体4的主管道9中，如图8所示。
密封环20容置在主管道9中形成的座20a中，并设置成与内胎32的充气阀33的外部接触，密封环20确保了相对于管状空气空间34的外部的密封性，如可观察到的，该管状空气空间34限定在主管道9与充气阀33之间。
辅助管道10通过管状空气空间34与限定在可充气轮胎31、内胎32和轮辋2之间的容积连通，还使得轮胎31可被充气。
通过经由充气阀33鼓入空气，可以由此调节内胎32中的压力，并且通过经由辅助阀8鼓入空气，可以调节轮胎31内部的压力，并且因此，以选择性的且不同的方式对轮胎31和内胎32进行充气。
以这种方式，如图8所示，内胎32迫使轮胎31的肩部31a靠着轮辋2，并且避免了轮胎31在自行车行驶时脱离轮辋或打滑的危险。
选择性地调节引入到轮胎31和内胎32中的空气量的压力值使得可以调节轮胎31的肩部31a靠着轮辋2的推动作用以获得最佳的贴附状态。
根据另一实施方式，本发明的阀单元1用于获得整体由40表示并在图9中示出的车轮，该车轮包括与无内胎式可充气轮胎41相关联的轮辋2。
在这个实施方式中，阀单元1包括在与辅助管道10交叉的区域的上游应用至主管道9的盖21，并且在此情况下通过经由存在于阀体4的阀座7中的辅助充气阀8鼓入空气来实现轮胎41的充气。
根据又一实施方式，本发明的阀单元1用于获得整体由50表示且在图10中示出的车轮，该车轮包括设置有无内胎轮胎51的轮辋2，其中，充气阀53插入并穿过主管道9并且具有突出端部，该突出端部与包括在轮胎51与轮辋2之间的容积连通。
空气通过阀53被鼓入到轮胎51中，并且通过阀53的具有特定形状的端部53a与轮辋2的贴附保证了相对于管状空气空间54的外部的密封性，其中该管状空气空间54限定在阀53与阀体4的主管道9之间。
在这个实施方式中，也可以不存在密封环20。
根据另一实施方式，本发明的阀单元1用于获得整体由60表示且在图11中示出的车轮，该车轮包括设置有轮胎61的轮辋2，在轮胎61中存在内胎62，该内胎62设置有阀63，阀63插入主管道9中且穿过主管道9并且具有从阀体4突出的端部。
空气通过阀63被鼓入到轮胎61中，并且通过存在设置于阀63与主管道9之间的密封环20而确保了相对于管状空气空间64的外部的密封性，其中管状空气空间64限定在阀63与阀体4的主管道9之间。
根据又一实施方式，本发明的阀单元1用于获得整体由70表示且在图12中示出的车轮，该车轮包括轮辋2，该轮辋2设置有由已知类型的管式轮胎71构成的轮胎，管式轮胎71包括充气阀73和内胎71a，在内胎71a的外部存在设置有肩部71c和胎面71d的覆盖元件71b的外胎。
空气通过阀73被鼓入到管式轮胎71中，并且在此情况下，由于管式轮胎71的内部与外部环境隔离，因此不需要确保相对于限定在阀73与阀体4的主管道9之间的管状空气空间74的外部的密封性。
因此，同样在此情况下，在阀63与主管道9之间的密封环20的存在不再是不可缺少的。
根据未在图中示出的另一实施方式，在轮胎内部具有内胎的变体中，内胎被替换为上面已经描述的类型的管式轮胎。
使用所述实施方式构造的车轮即使在刺穿的情况下仍能够工作。
事实上，在这种情况下，限定在轮胎、管式轮胎与轮辋之间的空间内不存在压力可以通过增加管式轮胎的充气压力来弥补，使得管式轮胎的胎面贴附至轮胎的内表面。
在这种情况下，车轮将保持正确地运行而不被损坏。
以上清楚地示出了本发明的阀单元实现了所有的设定目的。
具体地，本发明实现了提供一种以单件形式制成并因而由单个阀体4构成的阀单元1的目的。
有利地，由于减少了待组装在一起且组装在外部轮辋上的零件数目，因此使得可以降低生产成本，并且还降低了用于将阀单元组装到轮辋上的成本。
此外，本发明的阀单元不包括朝向轮辋的内部突出并与内胎或管式轮胎接触的元件，在这些内胎或管式轮胎已被充气的情况下，允许内胎或管式轮胎膨胀并完全地贴附至容置它们的轮辋2的内部轮廓，而不接触可能损坏内胎或管式轮胎的零件。
本发明的阀单元的小尺寸——如图所示，并且特别是阀单元从轮辋仅突出有限长度这一事实——有利于组装。
此外，本发明的阀单元适于与用于市场上可得到的内胎、管式轮胎以及无内胎轮胎的大多数充气阀联接。
最后，不存在用于固定至轮辋的连接部和固定螺母，使得本发明的阀单元比由上述专利提供的阀单元更轻。
此外，已示出本发明的阀单元可应用至任何类型的车轮，而与该车轮轮胎是否仅设置有可充气轮胎——因此是无内胎式可充气轮胎——或者仅设置有管式轮胎或设置有内胎或管式轮胎无关。
在构造阶段中，作为本发明的主题的阀单元可做出如下改变：这些改变既未在文中描述也未在附图中示出，但假如这些改变落在所附权利要求内，则必须全部被认为受本专利保护。
在任何权利要求中提及的技术特征件带有附图标记的情况下，包含这些附图标记仅仅是出于提高权利要求的可理解性的目的，并且因此，这些附图标记对由这些附图标记以示例的方式确定的各个元件的保护没有任何限制作用。

Claims (12)

1.用于车轮(30；40；50；60；70)的阀单元(1)，所述车轮(30；40；50；60；70)设置有具有至少一个轮胎(31；41；51；71)的轮辋(2)，所述阀单元(1)包括阀体(4)，在所述阀体(4)中能够辨认出：
-圆筒形颈圈(5)，所述圆筒形颈圈(5)适于插入形成在所述轮辋(2)中的孔(6)中；
-阀座(7)，所述阀座(7)容纳用于使所述至少一个轮胎充气的辅助阀(8)；
-主管道(9)，所述主管道(9)实施成使得其穿过所述圆筒形颈圈(5)的长度段；
-辅助管道(10)，所述辅助管道(10)与所述主管道(9)相交以使所述阀座(7)与所述主管道(9)连通，
其特征在于，所述阀体(4)为单件体，在该单件体中形成有所述圆筒形颈圈(5)、所述阀座(7)和所述主管道(9)以及所述辅助管道(10)，所述圆筒形颈圈(5)从在所述阀体(4)中形成的基准平面(12)突出，并且构造成使得所述圆筒形颈圈(5)能够在所述圆筒形颈圈(5)插入所述孔(6)中时靠着所述轮辋(2)设置，所述圆筒形颈圈(5)具有端部(5a)，所述端部(5a)构造成使得其能够变形且能够限定所述主管道(9)的喇叭状部(13)，所述喇叭状部(13)构造成使得其在所述孔(6)的水平面处与所述轮辋(2)干涉，从而获得用于将所述阀单元(1)固定至所述轮辋(2)的装置(11)。
2.根据权利要求1所述的阀单元(1)，其特征在于，所述端部(5a)的内径比所述主管道(9)的内径大。
3.根据权利要求1所述的阀单元(1)，其特征在于，所述喇叭状部(13)具有凸表面(13a)，所述凸表面(13a)面向应用至所述轮辋(2)的所述轮胎。
4.根据权利要求1所述的阀单元(1)，其特征在于，所述阀单元(1)包括至少一个密封环(20)，所述至少一个密封环(20)容置在形成于所述主管道(9)中的座(20a)中。
5.一种用于将根据权利要求1至4中的任一项所述的阀单元(1)组装到轮辋(2)上的方法，其特征在于，所述方法包括下列操作：
-将所述阀体(4)设置成与所述孔(6)同轴；
-将所述阀体(4)的所述圆筒形颈圈(5)插入所述孔(6)中，直到使所述基准平面(12)与所述轮辋(2)接触为止；
-使所述圆筒形颈圈(5)的所述端部(5a)变形，以获得与所述轮辋(2)中的所述孔(6)干涉的所述喇叭状部(13)。
6.车轮(30；40；50；60；70)，所述车轮(30；40；50；60；70)包括连接有至少一个轮胎(31；41；51；61；71)的轮辋(2)，其特征在于，所述轮辋(2)与用于所述至少一个轮胎的充气的根据前述权利要求1至4中的任一项所述的阀单元(1)相关联。
7.根据权利要求6所述的车轮(40)，包括无内胎式的可充气轮胎(41)，其特征在于，所述阀单元(1)设置有盖(21)，所述盖(21)在与所述辅助管道(10)相交的区域的上游应用至所述主管道(9)。
8.根据权利要求6所述的车轮(50)，包括无内胎式的可充气轮胎(51)，其特征在于，所述车轮(50)包括充气阀(53)，所述充气阀(53)插入所述主管道(9)中并穿过所述主管道(9)，并且所述充气阀(53)与限定在所述轮胎(51)与所述轮辋(2)之间的容积连通。
9.根据权利要求6所述的车轮(30)，包括可充气轮胎(31)，所述可充气轮胎(31)包含设置有充气阀(33)的内胎(32)，其特征在于，所述充气阀(33)设置成使得所述充气阀(33)穿过所述主管道(9)并且与所述阀体(4)的所述辅助管道(10)相交，所述阀体(4)的所述辅助管道(10)通过管状空气空间(34)与限定在所述轮胎(31)、所述内胎(32)和所述轮辋(2)之间的容积连通，所述管状空气空间(34)限定在所述主管道(9)与所述充气阀(33)的外部之间。
10.根据权利要求6所述的车轮(60)，包括可充气轮胎(61)，所述可充气轮胎(61)包括设置有充气阀(63)的内胎(62)，其特征在于，所述充气阀(63)插入所述主管道(9)中并穿过所述主管道(9)。
11.根据权利要求6所述的车轮(70)，包括由管式轮胎(71)构成的轮胎，所述管式轮胎(71)带有充气阀(73)以及内胎(71a)，在所述内胎(71a)的外部缝制有覆盖元件(71b)的外胎，所述覆盖元件设置有肩部(71c)和胎面(71d)，其特征在于，所述充气阀(73)设置成使得所述充气阀(73)穿过所述主管道(9)。
12.自行车，其特征在于，所述自行车所设置的车轮中的至少一个车轮根据权利要求6至11中的任一项来实施。
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