DE102018205119A1

DE102018205119A1 - Ventileinheit für ein Ventil eines aufblasbaren Körpers

Info

Publication number: DE102018205119A1
Application number: DE102018205119.4A
Authority: DE
Inventors: Jean-Jacques Nicolas BOUTEILLER
Original assignee: Adidas AG
Current assignee: Adidas AG
Priority date: 2018-04-05
Filing date: 2018-04-05
Publication date: 2019-10-10
Also published as: EP3549644A1; US20190309864A1; EP3549644B1

Abstract

Eine Ventileinheit (200) für ein Ventil (300) eines aufblasbaren Körpers, insbesondere einer Blase für einen Sportball, wird bereitgestellt. Die Ventileinheit (200) umfasst einen Hohlraum (240), der ein viskoses, nicht festes Material enthält, wobei der Hohlraum (240) angepasst ist, um wiederholt von einem Gasinjektor (450) durchdrungen zu werden, wobei das viskose, nicht feste Material angepasst ist, um die Ventileinheit (200) gegen Gasleckage abzudichten, wenn der Gasinjektor (450) nicht den Hohlraum (240) durchdringt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventileinheit für ein Ventil eines aufblasbaren Körpers, beispielsweise einer Blase für einen Sportball, sowie ein Ventil, eine aufblasbare Blase und einen Sportball.
Technischer Hintergrund
Aufblasbare Körper haben eine Vielzahl von Anwendungen in modernen Fertigungsgütern wie z.B. Ballblasen, Reifenschläuche, Freizeitgeräte, Schwimmvorrichtungen, Sicherheitsausrüstung und vieles mehr. Dies ist vor allem auf die hervorragenden Dämpfungs- und Verformungseigenschaften sowie die Fähigkeit zurückzuführen, das Volumen des aufblasbaren Körpers durch Aufblasen oder Entleeren des aufblasbaren Körpers reversibel zu ändern.
Ein gemeinsames Merkmal von aufblasbaren Körpern ist ein Ventil, mit dem das Innere des jeweiligen aufblasbaren Körpers wiederholt mit einer bestimmten Art von Gas, wie beispielsweise Luft, gefüllt werden kann und das konfiguriert ist, um das Innere des jeweiligen aufblasbaren Körpers gasdicht abzudichten.
Ventile für aufblasbare Körper so zu konstruieren, dass das Ventil einfach herzustellen und zu bedienen, langlebig und zuverlässig gasdicht ist, ist eine ständige technische Aufgabe geblieben. Insbesondere die Konstruktion von Ventilen für Blasen von Sportbällen wie Fußbällen, Basketbällen und Volleybällen ist aufgrund weiterer Anforderungen, die vom jeweiligen Ventil erfüllt werden müssen, wie z.B. geringe Grundfläche und geringes Gewicht sowie eine oft gewünschte glatte Oberfläche des jeweiligen Sportballs, eine Herausforderung geblieben.
1 stammt aus der US 7,517,194 B2 und veranschaulicht eine bekannte Ventilausführung, die für viele gängige Arten von Sportbällen verwendet wird. Der Ball umfasst einen Außenmantel 10, der eine Öffnung 11 aufweist. Ein Ventil 30 ist an dem Außenmantel 10 befestigt und umfasst ein Gehäuse 31 und eine Ventileinheit 33. Die Ventileinheit 33 ist in der Öffnung 11 des Mantels 10 angeordnet und wird durch das Ventilgehäuse 31 gehalten. Die Ventileinheit 33 umfasst einen Kanal 333, der konfiguriert ist, um eine Aufblasnadel (nicht dargestellt) aufzunehmen, um das Innere einer aufblasbaren Blase 22 mit Gas, wie beispielsweise Luft, zu füllen. Wenn die Aufblasnadel in die Ventileinheit 33 eingeführt wird, erweitert sie den Kanal 333 so, dass die Spitze der Aufblasnadel das Innere der aufblasbaren Blase 22 erreichen kann. Nach dem Entfernen der Aufblasnadel aus dem Kanal 333 sollte die Ventileinheit den Kanal wieder gasdicht verschließen, so dass kein Gas aus dem Inneren der aufblasbaren Blase 22 durch den Kanal 333 nach außen gelangen kann.
Ähnliche und verwandte Ventilausführungen sind aus dem Stand der Technik bekannt, z.B. aus der EP 2 18 92 66 B1 , der EP 00 13 434 B1 , der JPH11244421A und der WO 2016 013210 A1 .
Die aus dem Stand der Technik bekannten Ventilausführungen weisen jedoch mehrere Nachteile auf. Um beispielsweise eine gasdichte Abdichtung zu gewährleisten, sorgen einige Ventilausführungen für einen starken Druck auf den Kanal für die Aufblasnadel und üben dadurch eine große Reibung auf die Aufblasnadel aus. Infolgedessen kann es schwierig sein, die Aufblasnadel einzuführen und zu entfernen. In einigen Fällen kann dieser Effekt sogar zu einer Beschädigung der Aufblasnadel führen, insbesondere beim Entfernen der Aufblasnadel aus dem Ventil.
Darüber hinaus können einige aus dem Stand der Technik bekannte Ventilausführungen unter Gasleckage durch den Kanal für die Aufblasnadel leiden und leicht abgenutzt oder sogar irreversibel durch das Einführen der Aufblasnadel beschädigt werden.
Daher besteht nach wie vor ein starkes Interesse an einer neuartigen gasdichten Ventilausführung, die einfach zu bedienen ist, weniger anfällig für Schäden durch das Einführen einer Aufblasnadel ist und über viele Betriebszyklen einsatzbereit bleibt.
Darüber hinaus sollte eine solche Ventilausführung einfach und kostengünstig herzustellen sein.
Zusammenfassung der Erfindung
Die oben genannten Probleme werden zumindest teilweise durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche der vorliegenden Anmeldung gelöst. Ausführungsformen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
In einer Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung eine Ventileinheit bereit für ein Ventil eines aufblasbaren Körpers, insbesondere einer Blase für einen Sportball, wobei die Ventileinheit einen Hohlraum umfasst, der ein viskoses, nicht festes Material enthält, wobei der Hohlraum angepasst ist, um wiederholt von einem Gasinjektor durchdrungen zu werden, wobei das viskose, nicht feste Material angepasst ist, um die Ventileinheit gegen Gasleckage abzudichten, wenn der Gasinjektor nicht den Hohlraum durchdringt.
Diese Ausführungsform stellt sicher, dass die erforderliche gasdichte Dichtfunktion der Ventileinheit durch das viskose, nicht feste Material unterstützt wird, das im Vergleich zu dem zu diesem Zweck bei herkömmlichen Ventilen verwendeten Kunststoff- und / oder Gummimaterial hervorragende Dichtungseigenschaften aufweist.
Darüber hinaus ermöglicht diese Ausführungsform, die Dichtfunktion der Ventileinheit von ihren strukturellen Anforderungen zu entkoppeln und so die Ventilausführung für das Einsetzen und Herausnehmen eines Gasinjektors wie einer Aufblasnadel zu optimieren, ohne die gasdichte Dichtung des Ventils nachteilig zu beeinträchtigen.
Dadurch kann ein Ventil mit einer Ventileinheit nach obiger Ausführungsform sicherer und komfortabler betrieben werden (z.B. Einsetzen und Entfernen einer Aufblasnadel), ohne dass das Ventil während des Betriebs irreversibel beschädigt werden kann.
Das viskose, nicht feste Material kann ein Gel und/oder ein Siliziumdioxid-Gel umfassen. Insbesondere kann das viskose, nicht feste Material auch SiO₂ und Polyurethan umfassen.
Ein solches viskoses, nicht festes Material ist leicht zu beschaffen und während der Herstellung leicht zu verarbeiten sowie gesundheitlich, ökologisch und sicherheitstechnisch unbedenklich. Aber auch andere viskose Materialien unterschiedlicher Zusammensetzung sind möglich.
Weiterhin kann das viskose, nicht feste Material bei einer Temperatur von 25°C im Bereich von 5.000 cSt bis 100.000 cSt eine Viskosität aufweisen, die einem Bereich von 0,005 m²/s bis 0,1 m²/s in SI-Einheiten entspricht.
Dieses Material gewährleistet ein leichtes Eindringen des Gasinjektors sowie eine schnelle und zuverlässige gasdichte Abdichtung nach dem Entfernen des Gasinjektors aus der Ventileinheit.
Der Hohlraum kann weiterhin mindestens einen ersten Wandabschnitt umfassen, der von dem Gasinjektor durchdrungen werden kann und den Hohlraum gegen ein Austreten des viskosen, nicht festen Materials abdichtet, wenn der Gasinjektor den mindestens ersten Wandabschnitt nicht durchdringt.
Der mindestens erste Wandabschnitt kann ferner zwischen dem Hohlraum und der Außenseite des aufblasbaren Körpers angeordnet sein. Es kann weiterhin mindestens ein zweiter Wandabschnitt zwischen dem Hohlraum und dem Inneren des aufblasbaren Körpers angeordnet sein.
In einigen Ausführungsformen kann der erste und/oder der zweite Wandabschnitt eine Dicke von 0,25 mm - 5 mm, vorzugsweise 0,5mm - 4 mm, weiter bevorzugt 1 mm - 3 mm und am bevorzugtesten zwischen 1,5 mm und 2,5 mm aufweisen.
Diese Ausführungsformen sorgen beispielsweise dafür, dass das viskose, nicht feste Material insbesondere beim Betrieb des Ventils im Hohlraum eingeschlossen ist. Dadurch ist die Ventileinheit in der Lage, ihre Dichtungseigenschaften über viele Betriebszyklen beizubehalten.
Ein erster Kanal und/oder ein zweiter Kanal kann in dem mindestens ersten Wandabschnitt und/oder dem mindestens zweiten Wandabschnitt angeordnet sein, wobei der mindestens erste Kanal den Hohlraum mit der Außenseite des aufblasbaren Körpers verbindet und/oder der zweite Kanal den Hohlraum mit dem Inneren des aufblasbaren Körpers verbindet. Insbesondere können der mindestens erste Wandabschnitt und der mindestens zweite Wandabschnitt an gegenüberliegenden Abschnitten des Hohlraums angeordnet sein.
Auf diese Weise wird beispielsweise ein effizienter und einfacher Mechanismus bereitgestellt, um den Gasinjektor von der Außenseite des aufblasbaren Körpers durch die Ventileinheit und durch den Hohlraum, der das viskose, nicht feste Material enthält, zum Inneren des aufblasbaren Körpers zu führen.
Insbesondere kann so sichergestellt werden, dass der Gasinjektor im Wesentlichen entlang der Mittellinie der Ventileinheit in den Hohlraum eindringt. Dadurch wird die gasdichte Abdichtung verbessert und das Risiko einer Beschädigung der Ventileinheit deutlich reduziert.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ist das viskose, nicht feste Material in einem vorkonfigurierten Pad enthalten, wobei das vorkonfigurierte Pad mit thermoplastischem Polyurethan, TPU, beschichtet sein kann.
Diese Ausführungsform erleichtert beispielsweise die Massenproduktion der von der vorliegenden Erfindung bereitgestellten Ventileinheit, da das viskose, nicht feste Material vor der Montage der Ventileinheit hergestellt und in das Pad verpackt werden kann.
Dadurch ist der Montageprozess der Ventileinheit weniger komplex und kann unabhängig von der Herstellung des Pads, das das viskose, nicht feste Material enthält, optimiert werden. Darüber hinaus können die vorkonfigurierten Pads bereits bei Drittanbietern erhältlich sein und/oder die Herstellung der vorkonfigurierten Pads kann von spezialisierten Herstellern durchgeführt werden.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ist das viskose, nicht feste Material ferner angepasst ist, um den Gasinjektor zu befeuchten.
Dies kann die Funktion der Ventileinheit weiter verbessern, insbesondere wenn der Gasinjektor als Aufblasnadel bereitgestellt wird, da die Nadel dann aufgrund eines reduzierten Reibungskoeffizienten leichter eingesetzt und aus der Ventileinheit entfernt werden kann.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft ein Ventil für einen aufblasbaren Körper, insbesondere eine Blase für einen Sportball, umfassend eine Ventileinheit nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen. Der daraus resultierende modulare Aufbau des Ventils ermöglicht die Integration einer Ventileinheit nach der vorliegenden Erfindung in bereits bestehende Ventilausführungen.
Werden beispielsweise die Außenabmessungen der Ventileinheit so angepasst, dass sie bereits vorhandenen Ventilkörpern entsprechen, die für aufblasbare Körper wie z.B. Blasen für Sportbälle verwendet werden, kann die Gesamtkonstruktion des Ventilkörpers, der Blase und/oder des Sportballs im Wesentlichen unverändert bleiben. Dadurch wird zusätzlicher Entwicklungsaufwand vermieden und eine schnelle Anpassung der jeweiligen Fertigungsprozesse und/oder Werkzeuge erreicht.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist gerichtet auf einen Ball, insbesondere einen Sportball, aufweisend eine Ventileinheit, ein Ventil und/oder eine aufblasbare Blase gemäß einer der vorhergehenden Ausführungsformen.
So kann beispielsweise ein Sportball, der eine verbesserte Ventileinheit / Ventil / aufblasbare Blase gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst, bequemer mit Luft gefüllt werden, während gleichzeitig Gasaustritt und die Gefahr einer Beschädigung des Ventils durch Einsetzen der Aufblasnadel reduziert wird. Auf diese Weise kann der Nutzungskomfort, die Leistung sowie die Lebensdauer des jeweiligen Sportballs deutlich erhöht werden.
Figurenliste
Aspekte der der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden detaillierter beschrieben unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren. Die Figuren zeigen:

1 Querschnittsansicht eines Ventils für Ballblasen wie aus dem Stand der Technik bekannt ( US 7,517,294 B2 );
2 Querschnittsansicht einer Ventileinheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 Querschnittsansicht eines Ventils gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4 Querschnittsansicht eines Ventils während des Betriebs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 Querschnittsansicht eines Ventils gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
6 Querschnittsansicht eines aufblasbaren Körpers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Detaillierte Beschreibung der Figuren
Im Folgenden werden exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung der Ventileinheit für ein Ventil eines aufblasbaren Körpers anhand eines Ventils für eine Blase eines Sportballs dargestellt. Es ist jedoch zu verstehen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf eine solche spezifische Ventileinheit und Anwendung beschränkt ist, sondern auch auf andere aufblasbare Körper wie Reifenschläuche, aufblasbare Matratzen, Freizeitausrüstung, verschiedene Arten von Schutzausrüstung, aufblasbare Werbeausrüstung und vieles mehr angewendet werden könnte.
Auch wenn im Folgenden spezifische Merkmalskombinationen in Bezug auf bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben werden, ist zu verstehen, dass die Offenbarung nicht auf solche Ausführungsformen beschränkt ist. Mit anderen Worten, es müssen nicht alle beschriebenen Merkmale vorhanden sein, um die Erfindung zu verwirklichen, und die Ausführungsformen können durch Kombination bestimmter Merkmale einer Ausführungsform mit einem oder mehreren Merkmalen einer anderen Ausführungsform geändert werden.
1 zeigt eine aus dem Stand der Technik bekannte Ventilausführung (d.h. US 7,517,294 B2 ) für einen Sportball und ist im Abschnitt 2, „Technischer Hintergrund“, oben beschrieben.
2 zeigt eine Querschnittsansicht einer Ventileinheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Ventileinheit 200 kann rotationssymmetrisch um eine Mittelachse sein und umfasst einen Körper 210 und eine Öffnung 230, die zur Aufnahme eines Gasinjektors wie einer Aufblasnadel geeignet ist - ein Werkzeug, das häufig zum Aufblasen von Sportbällen wie Fußbällen und Basketbällen verwendet wird. Der Körper 210 der Ventileinheit 200 kann aus verschiedenen nach dem Stand der Technik bekannten Materialien wie Gummi, Kunststoff oder ähnlichen Materialien bestehen und kann durch herkömmliche Herstellungsverfahren wie Spritzgießen oder ähnliche Verfahren hergestellt werden.
Für die veranschaulichte Ausführungsform ist die Öffnung 230 oben und im Wesentlichen entlang der Mittelachse der Ventileinheit 200 angeordnet. Die Ventileinheit 200 umfasst ferner einen Abschnitt mit größerem Durchmesser 270, der dazu dienen kann, die Ventileinheit in einem Ventilgehäuse zu montieren (siehe 3).
Ein Hohlraum 240 ist im unteren Abschnitt des Körpers 210 der Ventileinheit 200 angeordnet. Der Hohlraum 240 umfasst ein viskoses, nicht festes Material, wie beispielsweise ein Gel (z.B. ein Siliziumdioxid-Gel, das SiO₂ und Polyurethan umfasst). Auch andere viskose Materialien und insbesondere Gele sind denkbar, die zumindest die Eigenschaft haben, sich nach Entfernen der Aufblasnadel wieder zu verdichten.
Das viskose, nicht feste Material kann entweder in direktem Kontakt mit den Innenwänden des Hohlraums 440 stehen oder in einem Pack oder einem Pad enthalten sein. Wenn beispielsweise das viskose, nicht feste Material ein Gel umfasst, kann das Gel in einem Gelpack enthalten sein, das wiederum eine Oberflächenschicht umfasst, wie beispielsweise eine Polymerbeschichtung, die beispielsweise thermoplastisches Polyurethan (TPU) oder ein anderes Polymer oder Kunststoff umfasst, das zum Bilden der Oberflächenbeschichtung eines Gelpacks geeignet ist.
Insbesondere sollte die Oberflächenbeschichtung so konfiguriert sein, dass sie von einem Gasinjektor (siehe 4), der zum Einblasen von Gas in das Innere des jeweiligen aufblasbaren Körpers dient, zuverlässig durchdrungen werden kann. Darüber hinaus sollte die Oberflächenbeschichtung so konfiguriert sein, dass das Gel nach dem Entfernen des Gasinjektors aus der Ventileinheit 200 zuverlässig im Gelpack enthalten ist.
Die Bereitstellung des viskosen, nicht festen Materials in einem speziellen / vorkonfigurierten Pack oder Pad bietet den Vorteil, dass die Ventileinheit 200 ohne spezielle Handhabungsmöglichkeiten (Maschinen, Personal usw.) montiert werden kann, die für die Handhabung des viskosen, nicht festen Materials während der Montage erforderlich sind. So können beispielsweise vorkonfigurierte Gelpacks sogar von spezialisierten Lieferanten bezogen werden. Insbesondere könnte es möglich sein, bereits verfügbare Gelpacks zu verwenden, die für allgemeine Anwendungen mit hohem Volumen ausgelegt sind.
Zwischen dem unteren Ende der Öffnung 230 und dem oberen Ende des Hohlraums 240 befindet sich ein oberer Abschnitt 250 der Hohlraumwand. Der obere Abschnitt 250 ist so konfiguriert, dass er auch von einem Gasinjektor, wie beispielsweise einer Aufblasnadel, durchdrungen werden kann. In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist der obere Abschnitt 250 der Hohlraumwand so ausgelegt, dass er bei der ersten Verwendung des Ventils vom jeweiligen Gasinjektor durchbohrt werden kann, während der obere Abschnitt 250 in anderen Ausführungsformen so ausgelegt ist, dass er einen zentral angeordneten Kanal (siehe 5) umfasst, der zur Führung des Gasinjektors durch den Hohlraum 240 verwendet werden kann und auseinander gespreizt werden kann, wenn der Gasinjektor durch die Öffnung 230 in die Ventileinheit 200 eingeführt wird.
In einigen Ausführungsformen ist die Form des Hohlraums 240 im Wesentlichen ein Zylinder. Die Höhe des Hohlraums H5 kann zwischen 1 mm und 20 mm, vorzugsweise zwischen 4 mm und 16 mm, weiter vorzugsweise zwischen 6 mm und 14 mm und am bevorzugtesten zwischen 8 mm und 12 mm liegen, und wobei die Breite W2 des Hohlraums zwischen 0,5 mm und 10 mm, vorzugsweise zwischen 0,75 mm und 6 mm, weiter bevorzugt zwischen 1 mm und 4 mm und am bevorzugtesten zwischen 1,5 mm und 3 mm betragen kann.
In anderen Ausführungsformen kann die Form des Hohlraums 240 auch im Wesentlichen ein Ellipsoid sein, wobei die Länge der Hauptachse zwischen 4 mm und 16 mm, vorzugsweise zwischen 6 mm und 14 mm, weiter vorzugsweise zwischen 8 mm und 12 mm und am bevorzugtesten zwischen 9 mm und 11 mm liegt, und wobei die Länge der Nebenachse zwischen 0,5 mm und 6 mm, vorzugsweise zwischen 0,75 mm und 5 mm, weiter vorzugsweise zwischen 1 mm und 4 mm und am bevorzugtesten zwischen 1,5 mm und 3 mm liegt.
Der Hohlraum kann jedoch jede geometrische Form und Abmessung aufweisen, die konfiguriert ist, um von einem Gasinjektor durchdrungen zu werden und die Ventileinheit gasdicht abzudichten, nachdem der Gasinjektor wieder aus der Ventileinheit entfernt wurde.
Insbesondere dürfen die Abmessungen des Hohlraums in der Ebene senkrecht zur Eindringungsrichtung des Gasinjektors (z.B. die Ebene senkrecht zur Mittelachse der Ventileinheit) nicht wesentlich kleiner sein als die Abmessungen des Teils des Gasinjektors, der den Hohlraum durchdringt. So sollte beispielsweise die Breite W2 des Hohlraums 240 nicht viel kleiner sein als die maximale Breite des Gasinjektors oder die maximale Breite des Abschnitts des Gasinjektors, der in den Hohlraum eindringt.
Weiterhin sollte die Höhe H5 des Hohlraums 240 so groß sein, dass die gasdichte Abdichtung des Ventils zuverlässig gewährleistet werden kann.
Am unteren Ende der Ventileinheit 200 wird der Hohlraum 240 durch einen unteren Abschnitt 260 der Hohlraumwand begrenzt, der auch für die Durchdringung durch einen Gasinjektor geeignet ist. In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist der untere Abschnitt 260 der Hohlraumwand so ausgelegt, dass er bei der ersten Verwendung der Ventileinheit 200 von dem jeweiligen Gasinjektor durchbohrt werden kann, während der untere Abschnitt 260 in weiteren Ausführungsformen so ausgelegt ist, dass er weiterhin einen zentral angeordneten Kanal (siehe 4) umfasst, mit dem der Gasinjektor zum Inneren des jeweiligen aufblasbaren Körpers geführt wird und der beim Einsetzen des Gasinjektors in die Ventileinheit 200 auseinandergespreizt werden kann.
Der obere Abschnitt 250 der Hohlraumwand und/oder der untere Abschnitt 260 der Hohlraumwand kann auch zur Dichtfunktion der Ventileinheit 200 beitragen. Insbesondere kann der Ventilkörper 210 und/oder der obere und/oder untere Teil der Hohlraumwand aus einem Material wie Gummi oder Kunststoff bestehen, das beispielsweise auch in herkömmlichen, aus dem Stand der Technik bekannten Ventilausführungen verwendet werden kann (siehe z.B. 1).
Somit kann die Ventileinheit 200 neben der Dichtfunktion durch das im Hohlraum 240 enthaltene viskose, nicht feste Material auch - zumindest teilweise - einen ähnlichen Dichtungsmechanismus wie die nach dem Stand der Technik bekannten Ventilkonstruktionen realisieren (d.h. die oberen 250 und unteren 260 Abschnitte der Hohlraumwand tragen auch zur Abdichtung der Ventileinheit200 bei).
Somit kann die Gesamtleistung der Ventileinheit 200 weiter verbessert werden, da sich die mindestens zwei verschiedenen Dichtungsmechanismen (d.h. Abdichtung durch ein festes Material und Abdichtung durch ein viskoses, nicht festes Material) gegenseitig ergänzen und/oder jeweils die jeweiligen Schwachstellen der anderen kompensieren können.
In einer Ausführungsform sind die Abmessungen der Ventileinheit 200 im Wesentlichen bestimmt durch:

Hi: 20mm, H2: 6mm

H3: 4mm, H4: 2mm

H5: 10mm, H6: 2mm

W1: 15mm, W2: 2mm

W3: 6mm
Diese Abmessungen werden angegeben, um die Gesamtabmessungen einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu veranschaulichen. Es ist jedoch zu beachten, dass einige oder alle Abmessungen anderer Ausführungsformen von den oben genannten abweichen können und die Abmessungen der Ventileinheit von der vorgesehenen Anwendung der Ventileinheit abhängen können (z.B. bestimmt durch die Größe des Balles, die Abmessungen und/oder den Typ des Gasinjektors, die Art des viskosen Materials usw.).
3 zeigt ein Ventil 300, das die Ventileinheit 200 aus 2. und einen Ventilkörper 320 umfasst. Der Abschnitt mit größerem Durchmesser 270 des Körpers 210 der Ventileinheit 200 ist in einer Aussparung des Ventilkörpers 320 angeordnet, so dass der Körper 210 der Ventileinheit 200 in Bezug auf den Ventilkörper 320 in Position gehalten wird, wenn ein Gasinjektor, wie beispielsweise eine Aufblasnadel, in das Ventil 300 eingeführt wird. Der Ventilkörper 320 kann das gleiche Material wie der Körper 210 der Ventileinheit 200 umfassen oder auch ein anderes Material.
Insbesondere kann der Körper 210 der Ventileinheit 200 ein etwas weicheres Material umfassen als der Ventilkörper 320. So kann beispielsweise der Körper 210 Gummi umfassen und der Ventilkörper 320 kann ein geformtes Polymer wie thermoplastisches Polyurethan oder Nylon oder jedes andere nach dem Stand der Technik bekannte Material umfassen.
Darüber hinaus können die Abmessungen und das Material des Ventilkörpers 320 identisch oder ähnlich zu herkömmlichen Ventilkörpern aus dem Stand der Technik sein. Insbesondere kann die in 2 dargestellte neuartige Ventileinheit problemlos in bestehende Ventilkörper integriert werden, ohne dass wesentliche Änderungen am Design und/oder am Herstellungsprozess des jeweiligen Ventils vorgenommen werden müssen.
4 stellt das Ventil 300 von 3 dar, das die Ventileinheit 200 von 2 während des Betriebs, d.h. während der Verwendung zum Befüllen eines aufblasbaren Körpers mit Gas, umfasst. Zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Strukturelementen (200, 300, 210, 320, 230 240) ist eine Aufblasnadel 450 dargestellt, die die Ventileinheit 210, die durch den Ventilkörper 320 gehalten wird, vollständig durchdringt. Die Spitze 460 der Aufblasnadel 450 ragt aus dem unteren Abschnitt der Wand des Hohlraums 240 in das Innere des aufblasbaren Körpers (nicht dargestellt).
Die Öffnung 230 der Ventileinheit 200 ist konfiguriert, um die Aufblasnadel 450 aufzunehmen und/oder entlang einer Mittelachse des Ventils 300 zu führen. In einigen Ausführungsformen dringt die Aufblasnadel 450 somit im Wesentlichen entlang der Mittelachse des Hohlraums in den Hohlraum 240 ein.
Auf diese Weise wird der minimale Abstand zwischen dem Gasinjektor 450 und den Wänden des Hohlraums 240 (d.h. der Raum, der mit dem viskosen, nicht festen Material gefüllt ist) maximiert.
Das viskose, nicht feste Material, das sich im Hohlraum 240 befindet, ist geeignet, die Ventileinheit 200 während aller Betriebszustände des Ventils 300 gasdicht abzudichten, d.h. vor dem Einführen der Aufblasnadel 450, während die Aufblasnadel 450 in den Hohlraum 240 eindringt und nachdem die Aufblasnadel 450 aus dem Ventil 300 entfernt wurde.
Die Zusammensetzung des viskosen, nicht festen Materials im Hohlraum 240 kann so gewählt werden, dass die Viskosität des viskosen, nicht festen Materials hoch genug ist, so dass das viskose, nicht feste Material nicht aus dem Hohlraum 240 des Ventils 300 austritt, aber gleichzeitig niedrig genug, um das Eindringen der Aufblasnadel 450 zu erleichtern. Die Viskosität sollte auch niedrig genug sein, um sicherzustellen, dass sich das viskose, nicht feste Material schnell genug in seine ursprüngliche Konfiguration zurückzieht (z.B. zurückfließt), um eine sofortige oder nahezu sofortige gasdichte Abdichtung der Ventileinheit 200 nach Entfernen der Aufblasnadel 450 aus dem Ventil 300 zu gewährleisten. So kann beispielsweise das viskose, nicht feste Material ein Gel, wie beispielsweise ein Xerogel oder Hydrogel, und insbesondere ein Siliziumdioxid-Gel und/oder ein Gel, das SiO₂ und Polyurethan umfasst, umfassen.
Insbesondere kann dieses Gel bis zu einer bestimmten Temperatur, z.B. 300°C, hitzebeständig sein, so dass der von der Erfindung bereitgestellte Dichtungsmechanismus beim Einsetzen des Gasinjektors oder der Aufblasnadel in die Ventileinheit im Wesentlichen nicht von der durch Reibung verursachten Hitze beeinflusst wird.
Wie aus der Abbildung des Ventils 300 während des Betriebs ersichtlich ist, entkoppelt das viskose, nicht feste Material die Dichtfunktion des Ventils 300 im Wesentlichen von seinen mechanischen Anforderungen (d.h. Aufnahme der Ventileinheit 200, Befestigung des Ventils 300 an dem jeweiligen aufblasbaren Körper, Aufnahme und Führung des Gasinjektors 450 usw.). Dadurch können beide Funktionen unabhängig voneinander optimiert und damit die Gesamtleistung des Ventils deutlich gesteigert werden.
5 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform eines Ventils 300 gemäß der vorliegenden Erfindung. Zusätzlich zu den in 3 und 4 dargestellten Strukturelementen umfasst der Körper 210 der Ventileinheit 200 einen ersten 555 und einen zweiten Kanal 565, die sich durch den oberen und den unteren Wandabschnitt des Hohlraums 240 erstrecken. Die Kanäle sind konfiguriert, um die Spitze eines Gasinjektors, wie beispielsweise die Spitze einer Aufblasnadel (siehe 4), durch den Hohlraum 240 und zum Inneren des jeweiligen aufblasbaren Körpers aufzunehmen und zu führen.
In einigen Ausführungsformen werden die Kanäle 555, 565 bei der Herstellung des Körpers 210 der Ventileinheit 200 erzeugt. In weiteren Ausführungsformen entstehen die Kanäle 555, 565, wenn die Aufblasnadel zum ersten Mal in die Ventileinheit 200 eingeführt wird und die Spitze der Aufblasnadel die obere und untere Wand des Hohlraums 240 beim Eindringen in die Ventileinheit 200 durchbohrt.
Die Bereitstellung der Kanäle 555, 565 bereits während der Fertigung erleichtert die erstmalige Verwendung des Ventils 300 und kann das Risiko einer Beschädigung der Ventileinheit durch Einsetzen der Aufblasnadel verringern.
6 stellt eine weitere Ventilausführung für einen aufblasbaren Körper 610 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Anstelle eines Ventils 300, wie in den 3-5 dargestellt, ist es auch möglich, das Ventil so zu gestalten, dass es im Wesentlichen aus einem Pad 620 besteht, das ein viskoses, nicht festes Material enthält und das eine äußere Oberflächenschicht umfasst, die von einem Gasinjektor 620, wie beispielsweise einer Aufblasnadel, durchdringbar ist.
Das Pad 620 kann auf der Innenseite eines aufblasbaren Körpers 610, wie beispielsweise einer Blase eines Sportballs, angeordnet sein. Das Pad 620 ist ferner so angeordnet, dass es eine Öffnung im Mantel des aufblasbaren Körpers 610 abdeckt und so konfiguriert ist, dass die Öffnung gasdicht verschlossen ist, wenn der Gasinjektor 620 nicht in die Öffnung eindringt und das Pad 620 das viskose, nicht feste Material enthält.
Wie vorstehend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben, kann das viskose, nicht feste Material ein Gel umfassen und das Pad 620 kann ein Gelpack sein. Diese Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann besonders nützlich sein für Anwendungen, bei denen ein geringes Gewicht des Ventils, niedrige Produktionskosten und einfache Herstellung entscheidend sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 7517194 B2 [0005]
EP 2189266 B1 [0006]
EP 0013434 B1 [0006]
WO 2016013210 A1 [0006]
US 7517294 B2 [0036, 0039]

Claims

Ventileinheit (200) für ein Ventil (300) eines aufblasbaren Körpers, insbesondere einer Blase für einen Sportball, wobei die Ventileinheit (200) umfasst: a. einen Hohlraum (240), der ein viskoses, nicht festes Material enthält, wobei der Hohlraum (240) angepasst ist, um wiederholt von einem Gasinjektor (450) durchdrungen zu werden, b. wobei das viskose, nicht feste Material angepasst ist, um die Ventileinheit (200) gegen Gasleckage abzudichten, wenn der Gasinjektor (450) nicht den Hohlraum (240) durchdringt.
Ventileinheit (200) nach Anspruch 1, wobei das viskose, nicht feste Material ein Gel umfasst.
Ventileinheit (200) nach Anspruch 2, wobei das Gel ein Siliziumdioxid-Gel umfasst.
Ventileinheit (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das viskose, nicht feste Material SiO₂ und Polyurethan umfasst.
Ventileinheit (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das viskose, nicht feste Material eine Viskosität bei einer Temperatur von 25°C im Bereich von 5.000 cSt bis 100.000 cSt aufweist.
Ventileinheit (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Hohlraum (240) mindestens einen ersten Wandabschnitt (250) umfasst, der von dem Gasinjektor (450) durchdrungen werden kann und der den Hohlraum (240) gegen ein Austreten des viskosen, nicht festen Materials abdichtet, wenn der Gasinjektor (450) den mindestens ersten Wandabschnitt (250) nicht durchdringt.
Ventileinheit (200) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der mindestens erste Wandabschnitt (250) zwischen dem Hohlraum (240) und der Außenseite des aufblasbaren Körpers angeordnet ist.
Ventileinheit (200) nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei ein mindestens zweiter Wandabschnitt (260) zwischen dem Hohlraum (240) und dem Inneren des aufblasbaren Körpers angeordnet ist.
Ventileinheit (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6-8, wobei der erste (250) und/oder der zweite Wandabschnitt (260) eine Dicke von 0,25 mm - 5 mm, vorzugsweise 0,5mm - 4 mm, weiter bevorzugt 1 mm - 3 mm und am bevorzugtesten zwischen 1,5 mm und 2,5 mm aufweist.
Ventileinheit (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7-9, wobei ein erster Kanal (555) und/oder ein zweiter Kanal (565) in dem mindestens ersten Wandabschnitt (250) und/oder dem mindestens zweiten Wandabschnitt (260) angeordnet ist, wobei der mindestens erste Kanal (555) den Hohlraum (240) mit der Außenseite des aufblasbaren Körpers verbindet und/oder der zweite Kanal (565) den Hohlraum (240) mit dem Inneren des aufblasbaren Körpers verbindet.
Ventileinheit (200) nach den Ansprüchen 8-10, wobei der mindestens erste Wandabschnitt (250) und der mindestens zweite Wandabschnitt (260) an gegenüberliegenden Abschnitten des Hohlraums (240) angeordnet sind.
Ventileinheit (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Höhe (H5) des Hohlraums (240) zwischen 1 mm und 20 mm, vorzugsweise zwischen 4 mm und 16 mm, weiter bevorzugt zwischen 6 mm und 14 mm und am bevorzugtesten zwischen 8 mm und 12 mm liegt, und wobei die Breite (W2) des Hohlraums zwischen 0,5 mm und 10 mm, vorzugsweise zwischen 0,75 mm und 6 mm, weiter bevorzugt zwischen 1 mm und 4 mm und am bevorzugtesten zwischen 1,5 mm und 3 mm beträgt.
Ventileinheit (200) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das viskose, nicht feste Material in einem vorkonfigurierten Pad enthalten ist.
Ventileinheit (200) nach dem vorhergehenden Anspruch 13, wobei das vorkonfigurierte Pad mit thermoplastischem Polyurethan, TPU, beschichtet ist.
Ventileinheit (200) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das viskose, nicht feste Material ferner angepasst ist, um den Gasinjektor (450) zu befeuchten.
Ventileinheit (200) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Hohlraum (240), der das viskose, nicht-feste Material enthält, angepasst ist, um wiederholt von einem Gasinjektor (450) durchdrungen zu werden, der als eine Aufblasnadel bereitgestellt wird.
Ventil (300) für einen aufblasbaren Körper, insbesondere eine Blase für einen Sportball, umfassend einen Ventilkörper (320), der angepasst ist, um eine Ventileinheit (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufzunehmen.
Aufblasbare Blase (610), insbesondere eine Blase für einen Sportball, umfassend ein Ventil (300) nach Anspruch 17 oder eine Ventileinheit (200) nach den Ansprüchen 1-16.
Ball, insbesondere Sportball, umfassend eine Ventileinheit (200), ein Ventil (300) und/oder eine aufblasbare Blase (610) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.