DE2448698A1

DE2448698A1 - Reifen- bzw. schlauchventil

Info

Publication number: DE2448698A1
Application number: DE19742448698
Authority: DE
Inventors: Cornelius Lucas Plaat; Gregory Edward Wanstreet
Original assignee: BF Goodrich Corp
Current assignee: Goodrich Corp
Priority date: 1973-10-19
Filing date: 1974-10-12
Publication date: 1975-04-30
Also published as: BE819873A; JPS5072304A; GB1414954A; NL7413458A; IT1024605B; JPS6011332Y2; JPS52115003U; FR2248163A1; FR2248163B1; AU7295074A; CA1014456A; BR7408668D0; NO743763L

Description

Dipl.-Met. eoldtach

^P Pate π t a η w δ 11 β. Dr.H./Fr.

OFFENBACHAMMAiN BST'Telefon 88 83 84

Tlie Β.ϊ¹. Goodricli Company, 500 South Main Street, Akron , Ohio 44 318, USA.-

Reifen- bzw. ßchlauchventil

Die Erfindung betrifft ein Reifen- oder Schlauchventil zum Aufpumpen von Reifen oder Schläuchen sowie zur Verhinderung eines zu starken Aufpumpens mit anschliessendem Platzen des Reifens oder Schlauches, während des Aufpumpens oder während der Fahrt.

Normale Reifen werden auf einen Sicherheitsbetriebsdruck aufgepumpt. Die Aufpumpvorrichtung kann jed·cn eine Kapazität haben, durch die der Reifen zu stark aufgepumpt wird. Hierdurch bestehen Gefahren für das Personal beim Aufpumpen des Reifens, wenn der Reifen hierbei platzt. Das Ventil gemäss der Erfindung ist nützlich, um einen übermässigen Reifendrück zu verringern, welcher beim Aufpumpen entstanden ist.

509818/0296

Es sind bereits Sicherheitsabblasventile bekannt, bei welchen die Ablassvorrichtungen in den Ventilschaft eingebaut waren. Derartige Konstruktionen sind jedoch in der Herstellung teuer und in der Einstellung und Bedienung schwierig. Inügedessen wurden derartige Ventile nur in geringem Umfang verwendet. Bei den bekannten Ventilbauarten hatten die Ventilschäfte eine grössere Länge, um den zusätzlichen Mechanismus unterzubringen. Hierdurch wurden die Ventile noch empfindlicher gegen Beschädigungen. Es war ferner ein Problem, beim Service den Druckablassmechanismus richtig einzustellen, weil er sich im Schaft desselben Ventiles befand, welches den Ventilkern enthielt. Ferner gab es keine sichtbare Anzeige dafür, dass der Druckablassmechanismus betätigt worden war. Demgemäss bestand die Gefahr, dass der Reifen mit zu wenig Druck in Benutzung genommen wurde. Ferner war ein Problem, den Überdruck aus dem Reifen in dem Masse abzulassen, wie er der Beseitigung des übermässigen Aufpumpens entsprach.

Die Erfindung bezweckt die Schaffung eines Reifen- oder Schlauchventiles, dessen Gesamtlänge im wesentlichen derjenigen eines Standardventiles entspricht, welches jedoch wesentlich stärker ist. Das Ventilgehäuse trägt einen Aufpumpventilmechanismus und einen Druckablassmechanismus in getrennten Durchlässen. Beide gbehen jedoch in Strömungs-

50 9818/0296

_ 3 —

verbindung miteinander und mit dem Reifen- bzw. Schlauchinneren durch eine gemeinsame Kammer im Ventilgehäuse. Durch Unordnung des Aufpumpventilkernes im einen Durchlass und des Druckablassmechanismus im anderen Durchlass sind beide Mechanismen leicht und schnell zugänglich. Dies ist besonders in Bezug auf den Druckablas sme chani smus wichtig, welcher auf eine Betätigung bei einem vorbestimmten Druck eingestellt werden muss. Die relativen Querschnittsflachen des Aufpumpdurchlasses und des Abblasdurchlasses sind so gewählt, dass es unmöglich ist, den Reifen auf einen stärkeren Druck aufzupumpen als er notwendig ist, um den Druckabblasmechanismus zu betätigen, selbst wenn die Druckquelle, z.B. der Druckschlauch nicht von dem Aufpumpventil abgenommen ist, wenn der Druckabblasmechanismus betätigt wird.

Ferner wird durch den Erfindungsgegenstand sichtbar angezeigt, dass ein zu hohes Aufpumpen stattgefunden hat und dass der Druckablassmechanismus betätigt worden ist. Dies geschieht durch eine Staubkappe auf der Austrittsöffnung des Druckablassmechanismus, welche beim Ausströmen von Druckmedium geöffnet wird. Diese Kappe ist an dem Ventilkörper angelenkt und kann leicht wieder geschlossen werden.

Eine Ausführungsform des Erfindungs -

609818/0296

gegenstandes ist in den Zeichnungen beispielsweise und rein schematisch dargestellt und zwar zeigen Fig» 1 eine schaubildliche Darstellung des auf eine Radfelge montierten Reifenventiles,

Fig. 2 einen senkrechten Längsschnitt gemäss Fig. 1, Fig. 3 eine Draufsicht gemäss Figo 1 in Richtung der Pfeile 3 - 3 in Fig. g,

Fig. 4 einen Schnitt nach Linie 4 - 4 in Fig. 2, Fig. 5 eine Draufsicht auf die Sternscheibe nach Fig. 2.

Gemäss Fig. 1 ist die Reifenventileinheit 1o auf einem Felgenrand 11 befestigt. Sie hat ein zylindrisches Aufpumpgehäuse 12 und ein zylindrisches Druckabblasgehäuse 13. Beide Gehäuse gehen von einem gemeinsamen Ventilkörper 14 aus. Durch eine Bohrung 16 in der Radfelge 11 erstreckt sich ein Gewindeschaft 15 zur Aufnahme einer Mutter 1?, um den Ventilkörper 14 an der Felge 11 zu befestigen.

Gemäss Fig. 2 liegt zwischen der Mutter 17 und der Felge 11 eine Federscheibe 18 und zwischen dem Ventilkörper 14 und der Felge 11 eine Dichtungsscheibe 19 aus gummiartigem Material. Der Schaft 15 kann an der Felge 11 auch auf andere Weise, beispielsweise durch einen Gummischnappverschluss befestigt werden.

Das zylindrische Aufpumpgehäuse 12 hat einen Aufpumpdurch-

509818/0296

lass 22, welcher sich vom äusseren Ende 23 zum inneren Ende 24 des Gehäuses erstreckt und in^welches den, Ventilkörper 14 eingesetzt ist. Das äussere Ende 23 des Aufpumpgehäuses 12 ist mit Gewinde versehen und hat eine Öffnung 25 zum Anschluss einer Druckleitung, z.B. eines Luftschlauches, welcher mit einem Kompressor oder einem Behälter mit Druckluft oder einem anderen geeigneten Gas verbunden ist. Der Ventilkern 26 bekannter Bauart ist in die Aufpumpbohrung 22 eingeschraubt, um das Aufpumpmedium vom äusseren Ende 23 zum inneren Ende 24 des Gehäuses zu führen und zu verhindern, dass das Aufpumpmedium in eine andes Richtung strömt.

Eine Aufpumpöffnung 27 am inneren Ende 24 des Aufpumpgehäuses 12 bildet eine Zuleitung für das Aufpumpmedium zur Kammer 28 im Ventilkörper 14. Der Schaft 15 weist einen Durchlass 29 auf, um das Aufpumpmedium aus der Kammer 28 durch den Durchlass 32 dem Inneren des Reifens (nicht dargestellt) auf der Felge 11 zuzuführen.

Das zylindrische Druckabblasgehäuse 13 liegt neben dem Aufpumpgehäuse 12 und ist mit seinem Ende 33 in den VentilgehäusekÖrper 14 eingesetzt. Das Druckabblasgehäuse hat eine Bohrung 34, welche vom äusseren Ende 35 zu einem Ventilsitz 3ö in der Nähe des Endes 33 des Gehäuses 13 verläuft.

509818/0296

Die Druckabblasbohrung 34 stellt über eine Bohrung 54 mit der Kammer 28 in Verbindung. Zwischen den Bohrungen 54 und 54 ist ein Druckablassventilmechanismus 37 angeordnet. Die Bohrung 34 führt durch die Auslassöffnung 47 ins Freie.

Der Druckablassventilmechanismus 37 ist in der Bohrung 34 hin- und herbeweglich gelagert. Der Mechanismus hat einen Kolben 38 mit einer Stirnfläche 39, welcher der Kammer 28 im Ventilgehäuse 14 zugewandt ist. Auf der vorzugsweise etwas versenkt liegenden Fläche 39 ist eine Dichtung 42 aus gummiartigem Material befestigt, welche mit dem Ventilsitz 36, einem radialen Absatz 12, eine Abdichtung bildet. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, hat der Kolben 38 in seiner zylindrischen Aussenflache Längsnuten 43, damit das Aufpumpmedium durch die Druckablassbohrung 34 strömen kann, wenn der Druckablassventilmechanismus 37 geöffnet ist.

Auf der der Dichtung 42 gegenüberliegenden Seite des Kolbens '38 befindet sich in diesem ein Hohlraum 44 zur Aufnahme einer Schraubenfeder 45, welche sich gegen das äussere Ende 35 des Druckabblasgehäuses 13 erstreckt. Eine Sternscheibe 46 (Fig. 2 und 5) wird durch das äussere Ende 35 des Gehäuses 13 eingeführt und erfasst die Schraubenfeder 45 in einer vorbestimmten Stellung, um die gewünschte Kraft auszuüben, damit die Dichtung 42 des Kolbens 38 gegen den Ventilsitz 36 gedrückt wird. Die Sternscheibe 46 ist so ausgebildet, dass sie in Eingriff mit der Wandung der Abblasbohrung 34-

509818/0296

steht und die Schraubenfeder 45 zusammengedrückt hält.

Die Abblasöffnung 47 ist am äusseren Ende 35 des Druckabblasgehäuses .13 angeordnet, um das Druckmedium aus der Druckabblasbohrung 34 ins Freie strömen zu lassen. Eine Staubkappe 48 aus nachgiebigem gummiartigem Material dient zum Abschluss der Abblasöffnung 47, wenn der Druckablassventilmechanismus 37 geschlossen ist. Die Staubkappe 48 hat einen zylindrischen Stopfenrand 49 zum Eingriff in die Abblasöffnung 47 mit Presssitz, um di« Staubkappe festzuhalten, jedoch zu ermöglichen, dass das Druckmedium die Kappe von der öffnung abhebt, wenn der Druckablassventilmechanismus 37 geöffnet|Lst. Die Stellung der Druckkappe nach Betätigung des Druckabblasventiles ist in Fig.T strichpunktiert dargestellt. Die Staubkappe 48 kann eine Verlängerung 52 mit einer Öffnung 53 haben, um sie über das äussere Ende 23 des Aufpumpgehäuses 12 zu streifen und die Staubkappe festzuhalten, wenn sie von der Abblasöffnung 47 abgehoben wird.

Am inneren Ende 33 des Druckabblasgehäuses 13 ist eine Öffnung 54 vorgesehen, um die Bohrung 34 mit der Kammer zu verbinden. Gemäss Fig. 2 hat der Aufpumpdurchlass eine kleinere Querschnittsfläche als der Äbblasdurchlass Dies ist wichtig, um sicherzustellen, dass der Abblasmechanismus ausgelöst wird, wenn das Aufpumpen einen bestimmten

509818/0296

— ο —

Wert überschreitet.

Die Fläche an der Stirnseite 39 des Kolbens 38 ist in geschlossener Stellung kleiner als die wirksame Kolbenfläche bei geöffnetem Ventilmechanismus. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, dass der Durchmesser der Bohrung 34-grosser ist als der Durchmesser des Durchlasses 54-. Der Durchmesser oder die Querschnittsfläche des Durchlasses bestimmt die wirksame Querschnittsfläche der Stirnseite auf welche der Aufpumpdruck wirkt, wenn das Abblasventil geschlossen ist. Wie ersichtlich, übergreift die Dichtung 42 den Ventilsitz 36. Wenn Jedoch die Fläche 39 vom Ventilsitz 36 fortbewegt wird, so wird die gesamte Querschnittsfläche an der Stirnseite des Kolbens 38 wirksam. Die gesamte Nettoquerschnittsfläche der Stirnseite 39 des Kolbens 38 ist grosser als die Querschittsfläche des Durchlasses 5^. Demgemäss ist die Gesamtkraft, die bei geöffnetem Mechanismus auf den Kolben 38 wirkt, grosser als bei geschlossenem Mechanismus für einen bestimmten Druck in der Kammer 28 und dem Durchlass 54. Daraus folgt, dass das Druckablassventil bei einem niedrigeren Druck offen bleibt als er erforderlich ist, um das Ventil zu öffnen. Beispielsweise kann das Ventil so ausgebildet sein, dass es sich bei einem Druck

2 2

von 2,8 kg/cm öffnet und bei einem Druck von 2,6 kg/cm schliesst.

509818/0296

Der Aufpumpdurchlass 27 und der Abblasdurchlass 54 befinden sich, auf der einen Seite der Kammer 28, während der Durchlass 32 zum Eeifen sich auf ihrer anderen Seite befindet und eine direkte Strömung des Aufpumpmediums während des Aufpumpens in den Reifen sowie auch eine direkte Strömung des Aufpumpmediums vom Eeifen in die Abblasöffnung 34 im Falle des zu starken Aufpumpens gestattet. Diese Bauart verringert ferner die Möglichkeit einer Betätigung des Druckablassventilmechanismus 37 als Folge von Druckstössen beim Aufpumpen des Reifens.

Die Ventileinheit 10 kann aus einzeln hergestellten Gehäusen 12 und 13 sowie 14 zusammengesetzt und dann zu einer Einheit zusammengeschweisst oder -gelötet werden. Die Einheit 10 kann ferner auch aus einem Stück durch Giessen oder Schmieden hergestellt werden. In jedem Fall liegen die Gehäuse 12 und parallel und bilden eine verstärkte Konstruktion, die den harten Beanspruchungen des Strassenverkehrs widersteht. Ferner ist die Aufpumpbohrung 27 leicht zugänglich durch die öffnung 25 und die Druckabblasbohrung 34- durch die Abblasöffnung 47, sodass sowohl der Ventilkörper 26 als auch der Druckablassventilmechanismus 37 leicht gehandhabt und eingestellt werden können. Beim Montieren wird die Ventileinheit mit ihrem Schaft 15 in das Felgenloch 16 eingesetzt und die Mutter 17 aufgeschraubt und angezogen.

509818/0296

Die auf die wirksame Querschnittsflache an der Stirnseite des Abblaskolbens wirkende Kraft überwindet die Federkraft der Feder 45, um den Kolben vom Ventilsitz 36 abzuheben und dadurch das Aufpumpmediua durch die Nuten 43 strömen zu lassen. Alsdann wird die Staubkappe 48 angehoben und öffnet die Auslassöffnung 47, sodass das Aufpumpmedium ins Freie entweicht. Infolge des Unterschiedes in den wirksamen Kolbenquerschnittsflächen der Dichtung 42 bei offenem und geschlossenem Ventil ist ein höherer Druck erforderlich, um den Druckablassmechanismus 37 zu betätigen als um ihn in seiner Abblasstellung zu halten. Demgemäss bleibt der Druckablassventilmechanismus 37 so lange offen, als der Druck im Helfen bis auf einen vorbestimmten Wert unterhalb des Druckes absinkt, der zur Betätigung des Abblasventiles nötig ist. Das tatsächliche Verhältnis zwischen dem Öffnungsdruck und dem geringeren Druck, bei welchem das Ventil schliesst, wird durch den Unterschied in den wirksamen Kolbenflächen bei offenem und geschlossenem Ventil bestimmt.

Bei Betätigung des Druckablassventilmechanismus 37 strömt das Aufpumpmedium so lange durch die Bohrung 34, bis die Feder 45 den Kolben 38 in seine Schliesslage drückt. Bei Aier bevorzugten Ausführungsform kehrt der Kolben 38 in seine Schliesslage zurück, wenn der Druck des Aufpumpmediums etwa auf 80% des Druckes abgesunken ist, welcher notwendig ist, um das Ventil zu öffnen. Demgemäss bleibt in den meisten

509818/0296

Fällen das Ablassventil in seiner Abblasstellung offen, bis die Aufpumpleitung vom Aufpumpgehäuse 12 getrennt wir-d. Wenn beispielsweise die Druckquelle für das Aufpump/^nedium einen Druck von 10 kg/cm hat, so wird der Abhlasmechanismus bei einem Druck von 2,8 kg/qm geöffnet und schliesst sich

bei einem Druck von 2,6 kg/cm , wenn das Aufpumpgehäuse 12 von der Druckquelle getrennt wird Dasselbe Ventil bleibt dauernd bei 3,8 kg/cm offen, sodass der Aufpumpdruck im angeschlossenen Eeifen niemals den Wert von

3,8 kg/cm überschreiten kann. Der Kolben 38 ist so konstruiert, dass er eine lange Führung in der Bohrung 34· hat und ein wirksames und wiederholbares Schliessen des Ventiles durch den Ventilsitz 36 und die Dichtung 42 gewährleistet ist.

Die Sternscheibe 46, welche die Wandung der Bohrung 34 erfasst, ist an einer vorbestimmten Stelle angeordnet, um die Federkraft zu bestimmen, welche erforderlich ist, um die richtigen Öffnungs- und Schliesskräfte für den Ventilmechanismus 37 zu erhalten. Die Staubkappe 48 schützt den Druckablas sventilme chanisiaus 37 gegen Staub und Fremdkörper im Betrieb, behindert jedoch nicht die Arbeitsweise des Ventilmechanismus. Ferner zeigt die Staubkappe 48 dem Benutzer an, dass der Druckablassventilmechanismus 37 betätigt worden ist und bildet damit einen sichtbaren Anzeiger, dass ein zu starkes Aufpumpen

509818/0296

24486

stattgefunden hat.

Es ist allgemein üblich, Reifen aufzupumpen, ohne einen Ventilkern zu benutzen, um die Aufpumpzeit zu verkürzen. Aus diesem Grunde sieht das Ventil gemäss der Erfindung eine Aufpumpbohrung 27 von solcher Grosse vor, dass der Durchfluss auf das Mass beschränkt wird, welches zulässig wäre, wenn ein Ventilschaft vorhanden wäre. Dieser verengte Durchlass 27 ist ferner besonders erwünscht bei zusammenfaltbaren Schläuchen, welche in zusammengefaltetem Zustand geformt werden und daher eine grössere Rückdruckkraft haben als die üblichen Reifen. Faltbare Ersatzschläuche werden meist durch tragbare Druckflaschen gefüllt. Es ist daher besonders wünschenswert, einen Druckablassventilmechanismus zu haben, welcher das Aufpumpmedium zurückhält, nachdem der Druck sich wegen des verringerten Zuflusses aus dem Druckgefäss verringert hat. Der Reifenventilmechanismus gemäss der Erfindung kann für alle Reifen- und Schlaucharten und auch für Druckgefässe verwendet werden, wo das Problem von zu starkem Aufpumpen besteht.

5 0 9818/0296

Claims

Ansprüche :

Λ.} Helfen- bzw. Schlauchventil zum Aufpumpen und Abblasen bestehend aus einem Ventilkörper, einer Kammer in. dem Ventilkörper, mit einem mit dem Schlauch in Verbindung stehenden Durchlass, um die Druckmengen von der Kammer in das Reifeninnere zu führen, einem Abblasdurchlass, um das Druckmedium von einer Druckmediumquelle mit der Kammer zu verbinden, einem Abblasdurchlass zur Verbindung der Kammer und einem Auslass, um bei einem zu starken Aufpumpen das Hedium ins !Freie zu leiten, einem Druckablassventilmechanismus in. dem Abblasdurchlass, um diesen Durchlass zu schliessen, wenn der Aufpumpdruck in der Kammer unter einem vorbestimmten Wert liegt, und ihn zu öffnen, wenn dieser Druck einen bestimmten Wert übersteigt, wobei die wirksame Querschnittsfläche des Abblasdurchlasses grosser ist als diejenige des Aufpumpdurchlasses, sodass der Reifen bzw. Schlauch nicht über einen bestimmten Wert aufgepumpt werden kann, der dem Abblasdruck des Ventilmechanismus entspricht.

509818/0296

2. Reifen- bzw. Schlauchventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufpumpdurchlass und der Abblasdurchlass parallel zueinander und auf derselben Seite einer gemeinsamen Kammer liegen.

5. Keifen- bzw. Schlauchventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine sichtbare, wiedereinstellbare Anzeigevorrichtung vorgesehen ist, welche durch den Abblasventilmechanismus betätigt wird um anzuzeigen, dass der Reifen zu stark aufgepumpt wurde.

4. Reifen- bzw. Schlauchventil nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass der wiedereinstellbare Anzeiger aus einer nachgiebigen Staubkappe beäteht, welche auf dem Ventilgehäuse sitzt und es nachgiebig abdeckt und sich durch den.Druck des Aufpumpmediums beim Abblasen öffnet.

5. Reifen- bzw. Schlauchventil,nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abblasdurchlass eine Abblasöffnung besitzt, welche in Verbindung mit der Ventilkammer steht und ferner eine Bohrung, welche eine Verbindung zwischen der Abblasöffnung und dem Auslass herstellt.

509818/0298

6. Reifen- bzw. Schlauchventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Drukabblasventilmechanismus den Durchfluss des Aufpumpmediums von der Aufpumpöffnung zur Abblasöffnung steuert.

7· Reifen- bzw. Schlauchventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckablassventilmechanismus aus einem Kolben besteht, welcher in einer Druckablass öffnung hin- und herbeweglich ist, einem Ventilsitz, dessen wirksame Fläche geringer ist als die wirksame Querschnittsfläche des Kolbens zwischen der Aufpumpöffnung und der Ablassöffnung sowie Dichtungsmitteln an der Kolbenstirnfläche, welche mit dem Ventilsitz in Dichtungseingriff kommen, sowie Mitteln, um den Kolben gegen den Ventilsitz zu drücken und dadurch den Abblasdurchlass zu schliessen.

5098 18/0296

Leerseite