DE102006004204B3

DE102006004204B3 - Ventil

Info

Publication number: DE102006004204B3
Application number: DE200610004204
Authority: DE
Inventors: Peter Denk
Original assignee: Denk Engineering GmbH
Current assignee: Denk Engineering GmbH
Priority date: 2006-01-27
Filing date: 2006-01-27
Publication date: 2007-09-06
Anticipated expiration: 2026-01-28

Abstract

Ein Ventil (1) weist eine Einlassöffnung (3) und zumindest zwei Auslassöffnungen (4a, 4b) auf, die über einen Verbindungskanal (5) miteinander verbunden sind. Im Bereich des Verbindungskanals (5) ist ein Sperrelement (6) angeordnet, das zwischen einer den Verbindungskanal (5) freigebenden Offenstellung und einer den Verbindungskanal (5) verschließenden Schließstellung verstellbar ist. Die zumindest zwei Auslassöffnungen (4a, 4b) stehen in Offenstellung des Sperrelementes (6) miteinander und mit der Einlassöffnung in Durchgangsverbindung und sind in Schließstellung des Sperrelementes (6) einerseits gegeneinander und andererseits gegen die Einlassöffnung (3) abgedichtet (Figur 1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil mit einer Einlassöffnung und zumindest zwei Auslassöffnungen, die über einen Verbindungskanal miteinander verbunden sind, sowie mit einem im Bereich des Verbindungskanals angeordneten Sperrelement, das zwischen einer den Verbindungskanal freigebenden Offenstellung und einer den Verbindungskanal verschließenden Schließstellung verstellbar ist, wobei die Auslassöffnungen in Offenstellung des Sperrelementes miteinander und mit der Einlassöffnung in Durchgangsverbindung stehen und in Schließstellung des Sperrelementes einerseits gegeneinander und andererseits gegen die Einlassöffnung abgedichtet sind.
Zum Befüllen von Luft- oder Gasdruckkammern werden üblicherweise Einwege-Ventile benutzt, die beim Befüllen von Außen zwangsgeöffnet werden, in der Regel durch das Aufstecken bei Autoventilen beziehungsweise Aufschrauben bei Stoßdämpferventilen des Pumpenkopfes, welcher mit einem Mittelstift das Ventil öffnet. Im Ventil-Ruhezustand nach dem Befüllen wird das Ventil durch den inneren Gasdruck der Kammer und/oder durch Federkraft verschlossen. Mittels Dichtungen ist ein Luft- oder Gasstrom aus der Gasdruckkammer und aus den Ventil in die Umgebungsluft unterbunden.
Für verschiedene Anwendungen, insbesondere bei der Befüllung von mehreren Gasdruckkammern von Feder- oder Dämpfungselementen ist es wünschenswert, mehrere oder alle Kammern des betreffenden Elementes mit exakt dem gleichen Befüllungsdruck zu beaufschlagen. Hierzu müssen alle Gasdruckkammern nacheinander an eine Pumpe angeschlossen und mit dem gewünschten Gasdruck beaufschlagt werden, was sehr zeitaufwändig ist. Zudem ist die Genauigkeit des Befüllungsdruckes durch Ungenauigkeiten am Manometer der Pumpe sowie durch Ablesefehler eingeschränkt, wodurch es kaum möglich ist, in jeder Gasdruckkammer den exakt gleichen Gasdruck herzustellen.
Man kennt zwar bereits Systeme, bei denen über ein einziges Ventil mehrere Gasdruckkammern gleichzeitig gefüllt werden können, jedoch schließt das Ventil in Schließstellung nur nach Außen hin ab, während die Verbindung zwischen den einzelnen Kammern bestehen bleibt. Für bestimmte Anwendungen, beispielsweise Stoßdämpfer mit variablem Federweg, die im Betrieb unterschiedlichen Belastungen ausgesetzt sind und somit unterschiedliche Drücke aufweisen, ist dies jedoch nicht praktikabel, da eine solche Druckverbindung der gewünschten Funktion entgegensteht.
Aus dem Motocross-Bereich ist ein System bekannt, bei dem über ein Ventil und ein T-Schlauchstück zwei Gabelholme gleichzeitig befüllt werden können. Jeder Gabelholm hat zusätzlich ein eigenes Ventil, um die Kammern auch gegeneinander zu sperren. Aufgrund der Vielzahl an benötigten Ventilen ist dieses System jedoch sehr aufwändig und teuer und verursacht ein vergleichsweise hohes Gewicht, was insbesondere im Fahrradbau unerwünscht ist. Falls ein Benutzer versehentlich einen zu hohen Druck eingestellt hat, muss das T-Schlauchstück demontiert werden, um die Ventile zum Ablassen des überschüssigen Gases öffnen zu können, was ebenfalls umständlich ist.

Aus der DE 198 52 349 A1 ist bereits eine Ventileinrichtung mit einer Einlassöffnung und zumindest zwei Auslassöffnungen bekannt, die in einer Ventilöffnung münden. In dieser Ventilöffnung ist ein als Ventilstößel ausgestaltetes Sperrelement verschieblich geführt, dass mit seiner Stößel-Stirnfläche einen Ventilsitz beaufschlagt. In Schließstellung der vorbekannten Ventileinrichtung liegt der Ventilstößel mit gegenüberliegenden Randbereichen seiner Stößel-Stirnfläche dicht auf den Auslassöffnungen auf, so dass die Auslassöffnungen gegeneinander und gegen die zentrale Einlassöffnung abgesperrt sind. In Offenstellung sind diese Auslassöffnungen gleichzeitig miteinander und mit der Einlassöffnung verbunden. Zum Öffnen und Schließen der vorbekannten Ventileinrichtung ist eine als Betätigungsmittel dienende Elektromagneteinrichtung vorgesehen, die mit dem Ventilstößel derart in magnetischer Steuerverbindung steht, dass der Ventilstößel bei Stromfluss gegen eine Rückstellkraft in seine Offenstellung bewegbar ist.

Die vorbekannte Ventileinrichtung ist komplex ausgestaltet und erfordert einen erheblichen Platzbedarf. Da zum Ansteuern der Ventileinrichtung eine Elektromagneteinrichtung mit entsprechender Stromversorgung erforderlich ist, wird der Einsatzbereich der vorbekannten Ventileinrichtung zusätzlich beschränkt. Da der Ventilstößel in Schließstellung mit einer Stößel-Stirnfläche von einer Rückstellfeder gegen den Ventilsitz gepresst wird, muss die Rückstellfeder die über die Auslass- und Einlassöffnungen einwirkenden Drücke überwinden können, wenn nicht die aus DE 198 52 349 A1 vorbekannte Ven tileinrichtung unbeabsichtigt öffnen soll.

Es besteht daher die Aufgabe, ein mit geringem Aufwand herstellbares und einfach zu bedienendes Ventil der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das möglichst platzsparend ausgestaltet ist.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht bei dem Ventil der eingangs erwähnten Art darin, dass der die Einlassöffnung und die Auslassöffnungen miteinander verbindende Verbindungskanal axial ausgestaltet ist, dass das Sperrelement axial verschiebbar in dem Verbindungskanal gelagert ist und dass das Sperrelement in seiner Schließstellung mit einem Ringflansch an dem den Verbindungskanal umgrenzenden Randbereich des Ventilgehäuses anliegt.

Der die Einlassöffnung sowie die Auslassöffnungen des erfindungsgemäßen Ventils verbindende Verbindungskanal ist axial ausgestaltet, wodurch auch eine zylindrische und entsprechend platzsparende Bauweise möglich ist. Die in diesem axialen Verbindungskanal mündenden Auslassöffnungen können gegeneinander und gegenüber der Einlassöffnung mit Hilfe eines Sperrelementes dicht verschlossen werden, das im Verbindungskanal axial verschieblich geführt ist. Da das Sperrelement in seiner Schließstellung mit einem Ringflansch an dem den Verbindungskanal umgrenzenden Randbereich des Ventilgehäuses anliegt, hält der von den Auslassöffnungen aus einwirkende Innendruck im Inneren des Ventilgehäuses das Ventil sicher und beständig in seiner Schließstellung.

Die Auslassöffnungen des Ventils können beispielsweise mit jeweils einer Gasdruckkammer eines Fahrrad-Stoßdämpfers oder eines Federelementes verbunden werden. Durch Ansetzen eines Pumpenkopfes an die Einlassöffnung, beispielsweise durch Auf stecken oder Aufschrauben, wird das Sperrelement in seine Offenstellung verstellt, wodurch die Auslassöffnungen untereinander sowie mit der Einlassöffnung in Durchgangsverbindung stehen. Dadurch kann in allen mit den Auslassöffnungen verbundenen Gasdruckkammern gleichzeitig der exakt gleiche Gasdruck eingestellt werden. Bedarfsweise kann auch ein zu hoch eingestellter Gasdruck gleichzeitig in allen Gasdruckkammern reduziert werden.

Beim Entfernen des Pumpenkopfes wird das Sperrelement in seine Schließstellung bewegt, wodurch die Durchgangsverbindung zwischen den Auslassöffnungen und der Einlassöffnung geschlossen wird, so dass kein Gas nach Außen entweichen kann. Darüber hinaus bewirkt das Sperrelement, dass die einzelnen Auslassöffnungen gegeneinander abgedichtet sind und zwischen ihnen keine Durchgangsverbindung mehr besteht. Die angeschlossenen Gasdruckkammern können also unabhängig voneinander betrieben werden.

Das erfindungsgemäße Ventil ist einfach zu bedienen, weist ein geringes Gewicht und eine geringe Baugröße auf, so dass das Ventil auch in Umgebungen mit beengten Platzverhältnissen eingesetzt werden kann. Durch den einfachen Aufbau kann das erfindungsgemäße Ventil zudem kostengünstig hergestellt werden.

Ein besonders einfacher mechanischer Aufbau des erfindungsgemäßen Ventils bei trotzdem sehr guten Sperreigenschaften ergibt sich, wenn das Sperrelement axial verschiebbar in einem Ventilgehäuse gelagert ist und Dichtungsringe zum Abdichten der Auslassöffnungen gegen die Einlassöffnung sowie der Auslassöffnungen gegeneinander in Schließstellung aufweist, welche Dichtungsringe in Schließstellung dichtend zwischen dem Sperrelement und dem Ventilgehäuse angeordnet sind.

Das Sperrelement kann durch den an den Auslassöffnungen bei Wegfall des Zuströmdrucks von der Einlassöffnung anliegenden Gasdruck selbsttätig in seine Schließposition verstellt werden, sobald der Ventilkopf von der Einlassöffnung entfernt wird. Ein zuverlässigeres Verstellen und Halten des Sperrelementes in der Schließstellung wird jedoch erzielt, wenn das Sperrelement gegen die Rückstellkraft einer Schließfeder in seine Offenstellung bewegbar ist. Diese Bewegung in die Offenstellung kann bevorzugt derart erfolgen, dass beim Ansetzen eines Pumpenkopfes an die Einlassöffnung das Sperrelement von einem im Pumpenkopf angeordneten Stift oder dergleichen Beaufschlagungselement beaufschlagt und gegen die Rückstellkraft der Schließfeder in die Offenstellung verschoben wird. Beim Entfernen des Pumpenkopfes bewirkt die Rückstellkraft der Schließfeder das selbsttätige und zuverlässige Verstellen des Sperrelementes in dessen Schließstellung. Dadurch wird beispielsweise auch ein sicheres Schließen des Ventils bei geringen Arbeitsdrücken gewährleistet.

Die Erfindung bezieht sich des weiteren auf ein Stoßdämpfersystem für Fahrzeuge mit zumindest zwei Gasdruckkammern, die jeweils eine Einlassöffnung zum Einstellen des jeweiligen Gasdrucks aufweisen. Hierbei stellt sich die zuvor beschriebene Problematik dar und es besteht die Aufgabe, ein Stoßdämpfersystem der vorgenannten Art zu schaffen, bei dem auf einfache Art und Weise der gleiche Arbeitsdruck in jeder Gasdruckkammer eingestellt werden kann und bei dem die einzelnen Gasdruckkammern nach dem Befüllen unabhängig voneinander arbeiten können.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass das Stoßdämpfersystem ein Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3 aufweist, wobei die Einlassöffnungen der Gasdruckkammern jeweils mit einer der Auslassöffnungen des Ventils verbunden sind. Dadurch ergeben sich die bereits bei der Beschreibung des erfindungsgemäßen Ventils beispielhaft erläuterten Vorteile.

Das erfindungsgemäße Ventil und das Stoßdämpfersystem lassen sich insbesondere für Fahrräder und dort insbesondere für Federgabeln einsetzen, da dort geringe Baugrößen und ein geringes Gewicht erforderlich sind.

Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ventils anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigt:

1 einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Ventils mit zwei Auslassöffnungen in Schließstellung und

2 das Ventil gemäß 1 in Offenstellung.

Ein im ganzen mit 1 bezeichnetes Ventil weist gemäß 1 ein Ventilgehäuse 2 mit einer Einlassöffnung 3 und zwei Auslassöffnungen 4a, 4b auf. Die Einlassöffnung 3 sowie die Auslassöffnungen 4a, 4b sind über einen Verbindungskanal 5 miteinander verbunden. In dem Verbindungskanal 5 ist ein Sperrelement 6 axial verschiebbar gelagert.

An die Auslassöffnungen 4a, 4b kann sich jeweils insbesondere eine Gasdruckkammer eines nicht dargestellten Stoßdämpfers anschließen. Dazu kann das Ventil 1 beispielsweise in eine entsprechende Aufnahmeöffnung des Stoßdämpfers eingeführt werden, so dass die Auslassöffnungen 4a, 4b des Ventils 1 mit in der Aufnahmeöffnung mündenden Zuführkanälen der Gasdruckkammern fluchten.

Bei der in 1 gezeigten Schließstellung des Ventils 1 ist der Verbindungskanal 5 im Bereich zwischen den beiden Auslassöffnungen 4a, 4b sowie zwischen der Einlassöffnung 3 und der der Einlassöffnung 3 nächstgelegenen Auslassöffnung 4a jeweils mittels eines dichtend zwischen Sperrelement 6 und Ventilgehäuse 2 anliegenden Dichtungsringes 7a, 7b verschlossen. Der Dichtungsring 7b dichtet dabei die untere Auslassöffnung 4b gegen die obere Auslassöffnung 4a ab, und der Dichtungsring 7a dichtet die obere Auslassöffnung 4a gegen die Einlassöffnung 3 ab. Dadurch ist kein Luft- oder Gasstrom über die Auslassöffnungen 4a, 4b über die Einlassöffnung 3 nach Außen möglich, ebenso kann kein Gasfluss zwischen den beiden Auslassöffnungen 4a, 4b stattfinden. Die über die Auslassöffnungen 4a, 4b befüllten Gasdruckkammern sind somit voneinander entkoppelt und können unabhängig voneinander betrieben werden.

Bei der in 2 gezeigten Offenstellung des Ventils 1 ist das Sperrelement 6 gegen die Rückstellkraft einer Schließfeder 8 axial nach unten verschoben, so dass die an dem Sperrelement 6 gelagerten Dichtungsringe 7a, 7b von dem Ventilgehäuse 2 beabstandet werden und so den Verbindungskanal 5 freigeben und Luft oder Gas von der Einlassöffnung 3 zu den beiden Auslassöffnungen 4a, 4b strömen kann. Da der Verbindungskanal 5 auch beide Auslassöffnungen 4a, 4b miteinander verbindet, liegt an beiden Auslassöffnungen 4a, 4b der gleiche Luft- oder Gasdruck an und die angeschlossenen Gasdruckkammern werden mit dem exakt gleichen Gasdruck befüllt.

Zum Öffnen des Ventils 1 muss das Sperrelement 6 wie in 2 gezeigt aus der Ruhelage (1) in den Ventil-Innenraum verschoben werden. Dazu kann ein im Bereich der Einlassöffnung 3 anzusetzender, in den Figuren nicht dargestellter Pumpenkopf insbesondere einen Mittelstift aufweisen, der das Sperrelement 6 stirnseitig beaufschlagt. Bedarfsweise kann der Pumpenkopf über ein Außengewinde 9 am Ventilgehäuse 2 mit diesem für die Dauer des Befüllvorganges verbunden werden, um beispielsweise ein versehentliches Ablösen des Pumpenkopfes von dem Ventil zu vermeiden.

Das Ventil 1 gemäß 1 und 2 weist zwei Auslassöffnungen 4a, 4b auf. Es versteht sich, dass auch Ventile mit drei oder mehr Auslassöffnungen möglich sind.

Claims

Ventil (1) mit einer Einlassöffnung (3) und zumindest zwei Auslassöffnungen (4a, 4b), die über einen Verbindungskanal (5) miteinander verbunden sind, sowie mit einem im Bereich des Verbindungskanals (5) angeordneten Sperrelement (6), das zwischen einer den Verbindungskanal (5) freigebenden Offenstellung und einer den Verbindungskanal (5) verschließenden Schließstellung verstellbar ist, wobei die Auslassöffnungen (4a, 4b) in Offenstellung des Sperrelementes (6) miteinander und mit der Einlassöffnung (3) in Durchgangsverbindung stehen und in Schließstellung des Sperrelementes (6) einerseits gegeneinander und andererseits gegen die Einlassöffnung (3) abgedichtet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der die Einlassöffnung (3) und die Auslassöffnungen (4a, 4b) miteinander verbindende Verbindungskanal (5) axial ausgestaltet ist, dass das Sperrelement axial verschiebbar in dem Verbindungskanal (5) gelagert ist, und dass das Sperrelement (6) in seiner Schließstellung mit einem Ringflansch an dem den Verbindungskanal umgrenzenden Randbereich des Ventilgehäuses anliegt.
Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (6) axial verschiebbar in einem Ventilgehäuse (2) gelagert ist und Dichtungsringe (7a, 7b) zum Abdichten der Auslassöffnungen (4a, 4b) gegen die Einlassöffnung (3) sowie der Auslassöffnungen (4a, 4b) gegeneinander in Schließstellung aufweist, welche Dichtungsringe (7a, 7b) in Schließstellung dichtend zwischen dem Sperrelement (6) und dem Ventilgehäuse (2) angeordnet sind.
Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (6) gegen die Rückstellkraft einer Schließfeder (8) in seine Offenstellung bewegbar ist.
Stoßdämpfersystem für Fahrzeuge mit zumindest zwei Gasdruckkammern, die jeweils eine Einlassöffnung zum Einstellen des jeweiligen Gasdrucks aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass das Stoßdämpfersystem ein Ventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 aufweist, wobei die Einlassöffnungen der Gasdruckkammern jeweils mit einer der Auslassöffnungen (4a, 4b) des Ventils (1) verbunden sind.
Stoßdämpfersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug ein Fahrrad ist.
Stoßdämpfersystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Stoßdämpfersystem eine Federgabel ist.