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Diese
Erfindung bezieht sich auf einen Ventileinsatz, der in eine Durchgangsbohrung
eingeführt wird
und darin festgelegt wird, die in einem Ventilschaft gebildet ist,
der beispielsweise mit dem Inneren eines Reifens eines Kraftfahrzeugs
in Verbindung steht.
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12 stellt
einen von herkömmlichen
Ventileinsätzen
dar, der in JP-A-2002-340206 beschrieben ist. Der offenbarte Ventileinsatz 1 enthält einen Einsatzkörper 2,
einen sich bewegenden Schaft 3, der durch Einsatzkörper eingeführt ist
und ein Ende aufweist, und einen scheibenförmigen Gummizapfen 4,
der an der Endseite des sich bewegenden Schafts befestigt ist. Eine
Kompressionsschraubenfeder 5 ist in dem Einsatzkörper 2 vorgesehen,
um den sich bewegenden Schaft 3 in Richtung einer Seite
vorzubelasten, so dass der Gummizapfen 4 gewöhnlich gegen
eine Kante einer distalen Öffnung 8 des
Einsatzkörpers 2 gedrückt wird.
Ein dichtendes Material 6 ist auf einem äußeren Umfang
des Einsatzkörpers 2 vorgesehen,
um einen Spalt zwischen einer inneren Wand einer Einsatzkörpermontagedurchgangsbohrung
(nicht dargestellt) und dem äußeren Umfang des
Einsatzkörpers
zu schließen.
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Die
Verringerung von Kosten war ein Ziel in jüngerer Vergangenheit im Gebiet
der Ventileinsätze. Die
Anzahl der Bauteile des oben beschriebenen Ventileinsatzes 1 wurde
zum Zweck der Kostenverringerung bei den Ventileinsätzen verringert.
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US 3,310,064 , die den Oberbegriff
von Anspruch 1 bildet, offenbart einen Ventileinsatz zum Öffnen und
Schließen
einer Einsatzmontagedurchgangsbohrung. Der Ventileinsatz enthält einen
zylindrischen Einsatzkörper,
der im Inneren der Durchgangsbohrung befestigt werden kann und eine
distale Öffnung
hat. Ein sich bewegender Schaft ist durch den Einsatzkörper eingeführt, so
dass er direkt bewegt wird, und hat ein Ende, an dem ein Zapfen
integral geformt ist, so dass er die distale Öffnung des Einsatzkörpers öffnet und
schließt.
Ein vorbelastendes Element belastet den sich bewegenden Schaft so
vor, dass die distale Öffnung
des Einsatzkörpers durch
den Zapfen geschlossen wird. Ferner ist ein zylindrisches Dichtelement
vorgesehen, so dass ein äußerer Dichtbereich
auf den äußeren Umfang
des Einsatzkörpers
aufgesetzt ist, und so dass das Dichtelement zwischen dem Einsatzkörper und
der inneren Wand der Durchgangsbohrung gehalten wird. Das Dichtelement
steht in axialer Richtung des sich bewegenden Schafts an dem Ende,
an dem der Schaft den Zapfen enthält, in Richtung auf den Zapfen
von dem Einsatzkörper
vor, so dass beim Schließen
des Ventils das Dichtelement komprimiert wird und der vorspringende
Bereich des Dichtelements deformiert wird und die Ventilöffnung durch
Anschlag gegen den Zapfen des sich bewegenden Schafts dichtet.
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Daher
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Ventileinsatz
vorzusehen, der die Anzahl von Bauteilen im Vergleich zu den herkömmlichen
Ventileinsätzen
verringern kann und zuverlässig
die Ventilöffnung
dichten kann.
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Diese
Aufgabe wird mit einem Ventileinsatz gelöst, der die Merkmale von Anspruch
1 enthält.
Bevorzugte Ausführungsformen
sind durch die abhängigen
Ansprüche
definiert.
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Der
oben beschriebene Ventileinsatz enthält den inneren Dichtbereich,
der einen Spalt zwischen der distalen Öffnung des Kernkörpers und
dem Zapfen dichtet, und den äußeren Dichtbereich,
der einen Spalt zwischen dem äußeren Umfang
des Kernkörpers
und der inneren Wand der Durchgangsbohrung dichtet. Der innere und
der äußere Dichtbereich
sind integral in dem zylindrischen Dichtelement geformt. Entsprechend
kann die Anzahl der Bauteile bei dem beschriebenen Ventileinsatz
im Vergleich zu herkömmlichen
Ventileinsätzen
verringert werden. Da ferner das zylindrische Dichtelement auf die
Seite des Kernkörpers
aufgesetzt ist, kann die Struktur des sich bewegenden Schafts vereinfacht
werden und die Anzahl der Bauteile kann bei dem beschriebenen Ventileinsatz
verringert werden im Vergleich zu der herkömmlichen Konstruktion, bei
der der Gummizapfen auf dem sich bewegenden Schaft vorgesehen ist. Entsprechend
kann beispielsweise der Ventileinsatz durch vier einzelne Teile
gebildet werden, einschließlich
des Kernkörpers,
des sich bewegenden Schafts, des zylindrischen Dichtelements und
eines elastischen Elements, das als das vorbelastende Element dient.
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Bei
einer bevorzugten Form steht der innere Dichtbereich vorwärts von
einem Ende des Kernkörpers
vor. Folglich wird der innere Dichtbereich gegen die Zapfenseite
aufgrund von Druck eines Fluid unter Drucks, das in das Innere der
Durchgangsbohrung weiter innen liegend als der Ventilkern beschickt
wird, gedrückt,
wodurch die Dichtleistung verbessert werden kann.
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Bei
einer anderen bevorzugten Form ist das zylindrische Dichtelement
drehbar in den Kernkörper eingesetzt.
Wenn der Ventileinsatz in die Durchgangsbohrung eingeschraubt wird,
wird folglich das zylindrische Dichtelement relativ zu dem Kernkörper gedreht,
wodurch die Gleitreibung gegen die innere Fläche der Durchgangsbohrung verringert
werden kann. Ferner wird der Zapfen durch den Anschlag der Anschlagpositionierbereiche
des sich bewegenden Schafts und des Kernkörpers daran gehindert, übermäßig gegen
den inneren Dichtbereich gedrückt
zu werden.
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Der
Anschlagkonus, der auf der Seite des sich bewegenden Schafts vorgesehen
ist, und der Anschlagrand, der auf dem Kernkörper gebildet ist, werden gegeneinander
in Anlage gebracht, wodurch die Metalldichtung vorgesehen wird,
welche die distale Öffnung
des Kernkörpers
schließt.
Da somit eine doppelte Dichtstruktur durch die erwähnte Metalldichtung
und die Dichtung durch das zylindrische Dichtelement vorgesehen
wird, kann die Dichtleistung verbessert werden.
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Bei
weiter einer anderen bevorzugten Form hat der Kernkörper einen
Körperpositioniervorsprung,
der auf einer äußeren Fläche davon
geformt ist, so dass er sich seitlich relativ zu einem Bereich des
Kernkörpers
erstreckt, mit dem das zylindrische Dichtelement zusammengesetzt
ist, wobei der Körperpositioniervorsprung
gegen die innere Wand der Durchgangsbohrung in einer Richtung des
Einführens
in die Durchgangsbohrung in Anlage gebracht wird. Bei dieser Konstruktion
wird der Körperpositioniervorsprung,
der auf dem Kernkörper
vorgesehen ist, gegen die innere Wand der Durchgangsbohrung in Anlage
gebracht, wenn der Ventileinsatz in die Durchgangsbohrung eingeführt wird.
Der Ventileinsatz wird daran gehindert, weiter eingeführt zu werden.
Ferner kann verhindert werden, dass der äußere Dichtbereich übermäßig gegen
die innere Wand der Durchgangsbohrung gedrückt wird, wodurch die Dichtleistung
stabilisiert werden kann.
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Bei
noch einer anderen bevorzugten Form enthält das vorbelastende Element
eine Kompressionsschraubenfeder, die in einem Bereich des sich bewegenden
Schafts eingeführt
ist, der nach außen von
dem Kernkörper
vorsteht, so dass sie zwischen einem Federanschlag, der integral
mit dem Ende des sich bewegenden Schafts geformt ist, und dem Ende des
Kernkörpers
komprimiert wird. Da die Kompressionsschaubenfeder, die als das
vorbelastende Element dient, außerhalb
des Kernkörpers
angebracht ist, kann somit die Anzahl von Bauteilen bei der oben beschriebenen
Konstruktion im Vergleich zu dem Fall, in dem die Kompressionsschraubenfeder
im Inneren des Kernkörpers
angebracht ist, verringert werden.
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Die
Erfindung wird rein beispielhaft unter Verweis auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, in denen:
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1 eine
Querschnittsseitenansicht des Ventileinsatzes gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist, wobei der Ventilkern in einer Kemmontagedurchgangsbohrung
montiert ist;
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2 eine
Querschnittsseitenansicht des Ventilkerns in einem offenen Zustand
ist;
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3 eine
Querschnittsseitenansicht des Ventilkerns ist;
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4 eine
Draufsicht auf den Ventilkern ist;
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5 eine
Querschnittsseitenansicht eines zylindrischen Dichtelements ist;
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6 eine
Querschnittsseitenansicht des Ventilkerns gemäß einer zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ist;
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7 eine
Querschnittsseitenansicht einer modifizierten Form 1 ist, die nicht
alle Merkmale der vorliegenden Erfindung zeigt;
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8 eine
Querschnittsseitenansicht einer modifizierten Form 2 ist, die nicht
alle Merkmale der vorliegenden Erfindung zeigt;
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9 eine
Querschnittsseitenansicht des Ventilkerns gemäß einer dritten Ausführungsform
ist, die jedoch nicht alle Merkmale der vorliegenden Erfindung zeigt;
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10 eine
Querschnittsseitenansicht des Ventileinsatzes in einem offenen Zustand
ist;
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11 eine
vergrößerte Querschnittsseitenansicht
des Ventileinsatzes ist;
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12 eine
Querschnittsansicht eines herkömmlichen
Ventileinsatzes ist.
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird unter Verweis auf 1 bis 5 beschreiben.
Bezug nehmend auf 1 bezeichnet Referenzziffer 50 einen
Ventilschaft, der in die Gestalt eines Rohrs geformt ist. Eine Kemmontagedurchgangsbohrung 52 ist
in dem Ventilschaft 50 definiert. Die Durchgangsbohrung 52 steht
mit einem Inneren eines Reifens (nicht dargestellt) beispielsweise in
Verbindung. Der Ventilschaft 50 hat eine obere Befüllöffnung 53,
durch die Druckluft in den Reifen zugeführt wird, wie es in 1 zu
sehen ist.
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Ein
Innengewinde 57 ist in einer inneren Wand des Ventilschafts 50 in
der Nähe
der Befüllöffnung 53 geformt.
Der Ventilschaft 50 hat einen im Durchmesser verringerten
Bereich 54, der sich weiter innen als das Innengewinde 57 befindet.
Der im Durchmesser verringerte Bereich 54 hat einen kleineren
Durchmesser als das Innengewinde 57. Ein schaftseitiger
Konus 56 ist so geformt, dass er sich zwischen dem Innengewinde 57 und
dem im Durchmesser verringerten Bereich 54 befindet. Der
innere Durchmesser des Konus 56 nimmt graduell in Richtung
auf den im Durchmesser verringerten Bereich 54 ab. Ein
Ventileinsatz 10 der Erfindung wird durch die Befüllöffnung 53 in
die Durchgangsbohrung 52 eingeführt, um im Gewindeeingriff
mit dem Innengewinde 57 zu sein.
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Der
Ventileinsatz 10 enthält
vier Teile, d.h. einen Kernkörper 11,
einen sich bewegenden Schaft 20, ein zylindrisches Dichtelement 30 und
eine Kompressionsschraubenfeder 29, wie es als eine vergrößerte Ansicht
in 3 gezeigt ist. Der Kernkörper 11 ist beispielsweise
aus einem Metall gebildet, das eine Härte aufweist, die sich von
dem Ventilschaft 50 unterscheidet. Der Kernkörper 11 ist
in eine zylindrische Form geformt und hat eine konisch zulaufende
distale Endseite in einer Richtung des Einführens in die Durchgangsbohrung 52.
Der Kernkörper 11 hat
weiter ein zentrales Loch 13. Der Kernkörper 11 hat ein proximales
Ende, das mit einer Brücke 14 gebildet ist,
die sich über
eine proximale Öffnung 27 des
zentralen Lochs 13 erstreckt. Da die Brücke 14 eine Breite
aufweist, die kleiner als diejenige eines inneren Durchmessers der Öffnung 27 ist,
wie es in 4 gezeigt ist, ist ein Teil
der Öffnung 27 nach
oben offen. Ferner ist ein Teil der Öffnung 27, der durch
die Brücke 14 bedeckt
ist, über
einen Raum unter der Brücke 14 zur
Durchgangsbohrung 52 offen.
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Ein
Außengewinde 12 ist
an einem proximalen Ende des zylindrischen Bereichs des Kernkörpers 11 und
der Brücke 14 geformt.
Das Außengewinde 12 ist
dazu angepasst, in Eingriff mit dem Innengewinde 57 des
Ventilschafts 50 zu kommen. Der Kernkörper 11 hat ein distales
Ende, das mit einem zylindrischen Aufsatzbereich 19 für ein Dichtelement geformt
ist, das mit einem kleineren äußeren Durchmesser
als dem anderen Bereich des Kernkörpers gebildet ist. Eine distale Öffnung 28 ist
am distalen Ende des Aufsatzbereichs 19 offen. Das distale
Ende des Aufsatzbereichs 19 ist mit einem gezahnten Bereich 19B versehen,
der nach außen
in Richtung im Wesentlichen auf die Rückseite vorsteht. Der Aufsatzbereich 19 hat
eine distale Fläche senkrecht
zu einer Axialrichtung des Kernkörpers 11.
Die distale Fläche
und eine innere Umfangsfläche
des zentralen Lochs 13 kreuzen einander im Wesentlichen
unter einem rechten Winkel, wodurch eine Anschlagkante 19C gebildet
wird. Ferner hat der Kernkörper 11 einen
Körperpositioniervorsprung 15,
der auf einem Bereich von ihm näher
an dem proximalen Ende als der Aufsatzbereich 19 geformt
ist. Der Körperpositioniervorsprung 15 hat
einen größeren Außendurchmesser
als der Aufsatzbereich 19, wodurch ein gestufter Bereich
zwischen dem Anschlag 15 und dem Aufsatzbereich 19 gebildet
wird.
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Ein
Bereich der Brücke 14,
der eine zentrale Linie des zentralen Lochs 13 kreuzt,
ist mit einem Schaftstützloch 14A geformt,
das sich durch die Brücke
erstreckt, wie es in 3 gezeigt ist. Ein sich bewegender
Schaft 20 erstreckt sich durch das Schaftstützloch 14A und
das zentrale Loch 13. Der sich bewegende Schaft 20 ist
aus einem Metall gebildet, das eine Härte hat, die sich von beispielsweise dem
Kernkörper 11 unterscheidet.
Der sich bewegende Schaft 20 enthält ein stabartiges Element 26, einen
Zapfen 24, der integral auf einem der zwei Enden des stabartigen
Elements oder einem unteren Ende betrachtet in 3 geformt
ist, und einen Federanschlag 21, der integral auf dem anderen
Ende des stabartigen Elements geformt ist. Insbesondere ist beispielsweise
das stabartige Element 26 mit dem Zapfen 24 geschmiedet
und wird dann in den Kernkörper 11 eingesetzt.
Eine Kompressionsschraubenfeder 29 ist um einen Bereich
des stabartigen Elements 26 vorgesehen, der von der Brücke 14 vorsteht.
Der Federanschlag 21 ist auf dem Ende des stabartigen Elements 26 gecrimpt.
Die Feder 29 wird zwischen dem Federanschlag 21 und
der Brücke 14 gespannt,
um dadurch den sich bewegenden Schaft 20 zur Seite der
Brücke 14 vorzubelasten.
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Der
Zapfen 24 enthält
einen Anschlagkonus 25, einen säulenartigen Bereich 23 und
einen schaftseitigen Konus 22, die alle axial ausgerichtet
sind. Der säulenartige
Bereich 23 hat einen größeren Durchmesser
als den Innendurchmesser des zentralen Lochs 13. Der Anschlagkonus 25 hat
eine solche konische Struktur, dass sein Durchmesser nach und nach
von dem säulenartigen
Bereich 23 in Richtung auf das stabartige Element 26 verringert
ist. Andererseits hat der schaftseitige Konus 22 eine solche
konische Struktur, dass sein Durchmesser nach und nach von dem säulenartigen
Bereich 23 in der Richtung entgegengesetzt zu dem stabartigen
Element 26 zunimmt. Wenn der Zapfen 24 durch die
Feder 29 in Richtung auf die distale Öffnung 28 des Kernkörpers 11 vorbelastet
ist, stößt der mittlere
Bereich des Anschlagkonus 25 gegen die Anschlagkante 19C des Kernkörpers, wie
es in 3 gezeigt ist. Da das Metall, aus dem der Kernkörper 11 gebildet
ist, eine Härte
aufweist, die sich von der unterscheidet, aus der der sich bewegende
Schaft 20 geformt ist, wird eine Metalldichtung durch den
Anschlag des Anschlagkonus 25 des sich bewegenden Schafts 20 und
die Anschlagkante 19C des Kernkörpers 11 vorgesehen.
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5 stellt
eine Querschnittsstruktur des zylindrischen Dichtelements 30 in
einem natürlichen Zustand
dar. Wie es in der Figur gezeigt ist, hat das zylindrische Dichtelement 30 einen
Bereich 35 größeren Durchmessers
und einen Bereich 36 kleineren Durchmessers, der im Inneren
geformt ist, so dass sie axial ausgerichtet sind. Der Aufsatzbereich 19 des
Kernkörpers 11 ist
in den Bereich 35 größeren Durchmessers
eingesetzt, wie es in 3 gezeigt ist. Ein gestufter
Bereich 35A (siehe 5) ist zwischen den
Bereichen 35 bzw. 36 größeren und kleineren Durchmessers
geformt. Eine distale Endfläche 19A (siehe 3)
des Aufsatzbereichs 19 stößt gegen den gestuften Bereich 35A,
und eine Endfläche
der Seite des Bereichs 35 größeren Durchmessers des zylindrischen
Dichtelements 30 stößt gegen
einen gestuften Bereich 17 zwischen dem Körperpositionieranschlag 15 und
dem Aufsatzbereich 19. Als Folge wird das zylindrische
Dichtelement 30 axial positioniert.
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Das
zylindrische Dichtelement 30 hat ein proximales Ende, das
als ein äußerer Dichtbereich 31 dient,
mit einem größeren äußeren Durchmesser als
dem anderen Bereich davon, wie es in 5 gezeigt
ist. Das Dichtelement 30 hat weiter einen Bereich, der
nach vorne von der distalen Endfläche 19A des Kernkörpers 11 vorsteht
und als ein innerer Dichtbereich 34 dient, der eng anliegend
an dem Zapfen 24 des sich bewegenden Schafts 20 haftet. Der
innere Dichtbereich 34 enthält einen zylindrischen Bereich 32 mit
dem erwähnten
nach innen angeordneten Bereich 36 kleineren Durchmessers
und einen zylinderseitigen konischen Bereich 33, der geformt
ist, indem graduell der offene Rand des zylindrischen Bereichs 32 in
Richtung auf die Öffnung
aufgeweitet wird.
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Der
Ventileinsatz 10 der Ausführungsform arbeitet wie folgt.
Damit der Ventileinsatz 10 in der Durchgangsbohrung 52 befestigt
werden kann, wird der Ventileinsatz 10 in die Durchgangsbohrung 52 eingeführt, so
dass das Innengewinde 57 der Durchgangsbohrung mit dem
Außengewinde 12 des
Ventileinsatzes in Eingriff gebracht wird. Mit Voranschreiten des
Gewindeein griffs des Außengewindes
und Innengewindes 57 bzw. 12 erreicht der Ventileinsatz 10 einen
inneren Teil der Durchgangsbohrung 52, wodurch der innere
Dichtbereich 34 des zylindrischen Dichtelements 30 in
den Bereich 54 mit verringertem Durchmesser gelangt, und
der äußere Dichtbereich 31 des
Dichtelements haftet eng anliegend an der inneren Wand (schaftseitiger
konischer Bereich 56) an der Durchgangsbohrung 52,
wodurch ein Spalt zwischen dem Kernkörper 11 und der inneren Fläche der
Durchgangsbohrung gedichtet wird.
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Da
das zylindrische Dichtelement 30 drehbar an dem Kernkörper 11 angebracht
ist, wird verhindert, dass das Element auf dem Ventilschaft 50 gleitet
und entsprechend abgenutzt wird. Ferner stößt das Ende des Dichtelements
gegen den gestuften Bereich 17 des Körperpositionieranschlags 15,
selbst wenn das Dichtelement 30 einer Axialkraft als Ergebnis
der Reibung zwischen dem konischen Bereich 56 und ihm selbst
unterworfen wird, wohingegen das Ende des Kernkörpers 11 gegen den
gestuften Bereich 35A zwischen den Bereichen 35 bzw. 36 größeren und
kleineren Durchmessers stößt.
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Wenn
der Gewindeeingriff zwischen dem Außengewinde und dem Innengewinde 17 bzw. 57 voranschreitet,
stößt der äußere Rand 16 des
Anschlags 15 gegen den schaftseitigen konischen Bereich 56, wodurch
eine metallische Dichtung vorgesehen wird. Folglich wird der Spalt
zwischen der äußeren Fläche des
Kernkörpers 11 und
der inneren Fläche
der Durchgangsbohrung 52 durch eine Doppeldichtung geschlossen,
insbesondere die metallische Dichtung und die Dichtung durch den äußeren Dichtbereich 31.
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Ferner
verhindert der Anschlag des äußeren Rands 16 gegen
den konischen Bereich 56 ein weiteres Einschrauben des
Kernkörpers 11.
Als Folge kann verhindert werden, dass der äußere Dichtbereich 31 übermäßig gegen
die innere Wand der Durchgangsbohrung 52 (konischer Bereich 56 der Schaftseite)
gedrückt
wird, wodurch die Dichtleistung des Dichtelements 30 stabilisiert
wird. Somit wird das Anbringen des Ventileinsatzes 10 in
die Durchgangsbohrung 52 abgeschlossen.
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Der
Zapfen 24 des sich bewegenden Schafts 20 wird
einer Federkraft der Kompressionsschraubenfeder 29 unterworfen,
die auf die distale Öffnung 28 des
Kernkörpers 11 aufzubringen
ist, wodurch er gewöhnlich
geschlossen ist, wie es in 1 gezeigt ist.
Druckluft wird dann durch die Durchgangsbohrung 52 in den
Reifen (nicht dargestellt) wie folgt befüllt. Beispielsweise wird eine
Befüllpumpe
mit der Befüllöffnung 53 des
Ventilschafts 50 verbunden, so dass die Druckluft durch
die Durchgangsbohrung 52 zugeführt wird. Der sich bewegende
Schaft 20 wird direkt durch Druck der zugeführten Druckluft
gegen die Kompressionsschraubenfeder 29 bewegt, wodurch
ein Spalt zwischen dem Zapfen 24 und der distalen Öffnung 28 definiert
wird. Als eine Folge strömt die
Druckluft von der Seite der Befüllöffnung 53 weiter
in die Durchgangsbohrung 52.
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Die
Befüllpumpe
wird von der Befüllöffnung 53 getrennt,
wenn die komprimierte Luft weiter in die Durchgangsbohrung 52 beschickt
wurde. Eine Federkraft der Feder 29 und der Druck in der
inneren Seite der Durchgangsbohrung 52 bewegen den sich bewegenden
Schaft 20 auf die Seite der Befüllöffnung 53, so dass
der Zapfen 24 die distale Öffnung 28 wieder schließt.
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Insbesondere
wird der Zapfen 24 auf die Seite der distalen Öffnung 28 gedrückt, so
dass der konische Bereich 22 der Schaftseite des Zapfens 24 eng
anliegend an dem konischen Bereich 33 der Zylinderseite
des inneren Dichtbereichs 34 haftet, wodurch ein Spalt
zwischen der distalen Öffnung 28 des Kernkörpers 11 und
dem Zapfen gedichtet wird. Da der zylindrische Bereich 23 des
Zapfens 24 in den zylindrischen Bereich 32 des
inneren Dichtbereichs 34 eingesetzt wird, wird zusätzlich der
zylindrische Bereich 32 durch den Innendruck der Durchgangsbohrung 52 deformiert,
so dass er eng anliegend an dem säulenartigen Bereich 23 haftet,
wodurch eine Dichtung vorgesehen wird.
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Der
konische Anschlagbereich 25 des Zapfens 24 stößt gegen
die Anschlagkante 19C des Kernkörpers 11, während der
konische Bereich 22 des Zapfens und der säulenartige
Bereich 23 eng anliegend an dem Dichtelement 30 haftend
sind. Als Folge kann man verhindern, dass der konische Bereich 33 des
Dichtelements 30 übermäßig durch
den schaftseitigen konischen Bereich 22 des Zapfens 24 gedrückt wird,
und entsprechend kann die Dichtleistung stabilisiert werden. Da
das Metall, aus dem der Kernkörper 11 gebildet
ist, die Härte
aufweist, die sich von demjenigen unterscheidet, aus dem der sich bewegende
Schaft 20 gebildet ist, wird eine metallische Dichtung
durch den Anschlag des Anschlagkonus 25 und die Anschlagkante 19C vorgesehen.
Insbesondere wird der Spalt zwischen der distalen Öffnung 28 des
Kernkörpers 11 und
dem Zapfen 24 durch eine Doppeldichtstruktur geschlossen,
insbesondere die metallische Dichtung und die Dichtung durch das
Dichtelement 30.
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Bei
dem Ventileinsatz 10 der Ausführungsform dichtet der innere
Dichtbereich 34 den Spalt zwischen der distalen Öffnung 28 des
Kernkörpers 11 und
dem Zapfen 24, und der äußere Dichtbereich 31 dichtet
den Spalt zwischen der äußeren Fläche des Kernkörpers 11 und
der inneren Wand der Durchgangsbohrung 52 (schaftseitiger
konischer Bereich 56). Der innere und der äußere Dichtbereich 34 bzw. 31 sind
integral mit dem Dichtelement 30 geformt. Entsprechend
kann die Anzahl von dichtenden Teilen in dem Ventileinsatz 10 der
Ausführungsform
im Vergleich zu den herkömmlichen
Ventileinsätzen
verringert werden. Da das Dichtelement 30 auf der Seite des
Kernkörpers 11 aufgesetzt
ist, können
ferner auf die Dichtung drückende
Teile aus dem sich bewegenden Schaft 20 eliminiert werden,
wodurch die Struktur des sich bewegenden Schafts vereinfacht werden kann
und die Anzahl von Bauteilen verringert werden kann. Da ferner die
Kompressionsschraubenfeder 29 außerhalb des Kernkörpers 11 angebracht
ist, kann die Anzahl von Bauteilen im Vergleich zu dem Fall, in dem
die Kompressionsschraubenfeder im Inneren des Kernkörpers angebracht
ist, verringert werden. Folglich kann der Ventileinsatz 10 aus
vier einzelnen Teilen aufgebaut sein, insbesondere dem Kernkörper 11,
dem sich bewegenden Schaft 20, dem Dichtelement 30 und
der Kompressionsschraubenfeder 29.
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6 stellt
eine zweite Ausführungsform
der Erfindung dar. Der Ventileinsatz 60 der zweiten Ausführungsform
unterscheidet sich von dem der ersten Ausführungsform dadurch, dass eine
Kompressionsschraubenfeder 61 in dem Kernkörper 62 enthalten ist.
Im Folgenden werden nur die Unterschiede der zweiten Ausführungsform
bezüglich
der ersten beschrieben. Identische oder ähnliche Teile bei der zweiten
Ausführungsform
sind mit den gleichen Referenzsymbolen wie diejenigen in der ersten
Ausführungsform
bezeichnet und die Beschreibung dieser Bauteile wird weggelassen.
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Der
Kernkörper 62 in
der zweiten Ausführungsform
ist einer axialen Mitte in einen ersten Körperbereich 40 und
einen zweiten Körperbereich 41 trennbar.
Der erste Körperbereich 40,
der eine proximale Endseite des Kernkörpers 62 bildet, enthält das Außengewinde 12 und
die Brücke 14 wie
oben beschrieben. Der erste Körperbereich 40 hat
eine Endfläche,
die der Brü cke 14 gegenüber ist.
Ein dünner zylindrischer
Bereich 43 steht von der Endfläche des ersten Körperbereichs 40 vor.
Andererseits enthält der
zweite Körperbereich 41,
der die distale Endseite des Kernkörpers 62 bildet, einen
arretierenden Flansch 44, der sich seitlich von einem Ende
davon auf der Seite des ersten Körperbereichs 40 erstreckt. Der
arretierende Flansch 44 wird in einen innen liegenden Raum
des zylindrischen Bereichs 43 eingeführt, dass er in Anschlag gegen
eine innere Fläche des
zylindrischen Bereichs ist. In diesem Zustand wird das distale Ende
des zylindrischen Bereichs 43 zur Rückseite des Flanschs 44 gebogen,
wodurch der erste und der zweite Körperbereich 40 bzw. 41 miteinander
zusammengefügt
werden.
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Der
zweite Körperbereich 41 hat
eine distale Öffnung 28 mit
einem inneren Rand, von dem eine federarretierende Wand 45 sich
nach innen erstreckt. Der sich bewegende Schaft 63 enthält einen
federarretierenden Vorsprung 46, der seitlich von einer
axialen Mitte vorsteht. Die Kompressionsschraubenfeder 61 hat
eine konische Federstruktur, bei der ein Windungsdurchmesser nach
und nach von einer Endseite in Richtung auf die andere Endseite
zunimmt. Die Kompressionsschraubenfeder 61 ist in dem zweiten Körperbereich 41 eingeschlossen
und ein Ende der Seite größeren Durchmessers
der Feder ist in Eingriff mit der Federarretierwand 45,
während
der sich bewegende Schaft 63 in den Kernkörper 62 durch
die distale Öffnung 28 eingeführt ist.
Ein federarretierender Vorsprung 46 ist in der Mitte des
stabartigen Elements 26 durch Crimpen geformt. Der erste
Körperbereich 40 wird
dann mit an dem zweiten Körperbereich 41 angefügt, und
der federarretierende Bereich 21 wird auf dem distalen
Ende des sich bewegenden Schafts 63 durch Crimpen geformt.
Als eine Folge wird der sich bewegende Schaft 63 nach oben
betrachtet in 6 vorbelastet, und der Zapfen 24 schließt die distale Öffnung 28 des
Kernkörpers 62.
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Die
gleiche Wirkung kann aus dem oben beschriebenen Ventileinsatz 60 wie
bei dem Ventileinsatz 10 der ersten Ausführungsform
erzielt werden. Da ferner der erste Körperbereich 40 relativ
zu dem zweiten Körperbereich 41 drehbar
ist, wird eine Abnutzung zwischen dem Dichtelement 30 und
der Durchgangsbohrung 52 verhindert, wodurch die Dichtleistung
stabilisiert werden kann.
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Der
Ventileinsatz 100 einer dritten Ausführungsform wird unter Verweis
auf 9 bis 11 beschrieben. Im Folgenden
werden nur die Unterschiede der dritten Ausführungsform zu der ersten beschrieben.
Identische oder ähnliche
Bauteile bei der dritten Ausführungsform
sind mit den gleichen Referenzsymbolen wie diejenigen in der ersten
Ausführungsform
bezeichnet, und die Beschreibung dieser Teile wird weggelassen.
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Der
Ventilzapfen 24 des sich bewegenden Schafts 20 in
der dritten Ausführungsform
enthält
einen konischen Bereich 125, eine säulenartigen Bereich 123 und
einen Flansch 122, wie es in 11 gezeigt
ist. Der Ventilzapfen 24 hat eine solche Struktur, dass
der Flansch 122 seitlich von einem Ende des säulenartigen
Bereichs 123 vorsteht, der in einen Kernkörper 111 eingeführt werden
kann. Der Flansch 122 hat eine Druckfläche 122A, die parallel
zu einer distalen Endfläche 119A des
Kernkörpers 111 ist,
insbesondere zu der distalen Endfläche 119A des Einsatzbereichs 19 des
zylindrischen Dichtelements.
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Der
säulenartige
Bereich 123 hat das andere Ende gegenüber dem Flansch 122.
Der konische Bereich 125 ist auf dem Ende geformt, so dass
er den Zapfen 24 in den Kernkörper 111 führt. Ferner
hat der Kernkörper 111 einen
konischen Bereich 200 auf einem inneren Rand einer distalen Öffnung.
Der konische Bereich 200 führt den Zapfen 24 in
den Kernkörper 111.
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Ein
zylindrisches Dichtelement 130 in der dritten Ausführungsform
hat einen zylindrischen äußeren Dichtbereich 131 und
einen ringförmigen
inneren Dichtbereich 134. Der innere Dichtbereich 134 erstreckt
sich nach innen von einer Endseite des äußeren Dichtbereichs 131.
Der äußere Dichtbereich 131 hat
ein distales Ende gegenüber
dem inneren Dichtbereich 134. Ein hinterer Endbereich 201,
der einen etwas größeren äußeren Durchmesser
als der andere Bereich des äußeren Dichtbereichs 131 hat,
ist auf dem distalen Ende geformt. Der Einsatzbereich 19 des
zylindrischen Dichtelements hat einen gezahnten Bereich 19B,
der auf einem Bereich in der Nähe von
seinem proximalen Ende geformt ist. Das zylindrische Dichtelement 130 wird
am Herabfallen von einem Einsatzbereich 19 des zylindrischen
Dichtelements mit dem gezahnten Bereich 19B, der in Eingriff mit
dem hinteren Endbereich 201 ist, gehindert.
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Das
innere Dichtelement 134 hat ein Paar von Endflächen 134A und 134B,
die sich in Richtung der Achse erstrecken und parallel zueinander
sind. Eine distale Endfläche 119A des
Einsatzbereichs 19 des zylindrischen Dichtelements stößt im Allgemeinen
gegen eine Endfläche 134A des
inneren Dichtbereichs 134. Der Flansch 122 des
Ventils 24 stößt gegen
die andere Endfläche 134B des
inneren Dichtbereichs 134 in einer schließenden Position
betrachtet in 9, oder der Flansch 122 weicht
von der Endfläche 134B in
der Öffnungsposition
betrachtet in 10 ab. Die innere Umfangsfläche des
inneren Dichtbereichs 134 ist in der Nähe der Grenze zwischen der
distalen Endfläche 119A und
dem sich bewegenden Schaft 20 positioniert. Entsprechend
können
der konische Bereich 125 und der säulenartige Bereich 123 in
und aus dem Kernkörper 111 bewegt werden,
ohne dass sie in Wechselwirkung mit dem inneren Dichtbereich 134 gelangen.
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Wenn
der Ventileinsatz 100 in die Kernmontagedurchgangsbohrung 52 des
Ventilschafts 50 eingeführt
wird, wie es in 9 gezeigt ist, wird ein Teil des äußeren Dichtbereichs 131 (ein
Teil Z) des zylindrischen Dichtbereichs 130 zwischen dem
im Durchmesser verringerten Bereich 54 des Ventilschafts 50 und
dem Einsatzbereich 19 des zylindrischen Dichtelements gequetscht.
Daher wird ein Spalt zwischen dem Kernkörper 111 und der inneren
Fläche
der Durchgangsbohrung 52 gedichtet.
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Ferner
wird der Flansch 122 des sich bewegenden Schafts 20 im
Allgemeinen einer Federkraft der Kompressionsschraubenfeder 29 unterworfen, dass
er zur Seite des Kernkörpers 111 gezogen
wird, wodurch der innere Dichtbereich 134 zwischen der Druckfläche 122A des
Flanschs 122 und der distalen Endfläche 119A des Kernkörpers 111 gequetscht wird.
Wenn der Druck in der Kemmontagedurchgangsbohrung 52 weiter
innen als ein Ventileinsatz 100 erhöht wird, nimmt die Druckkraft
des Flansches 122 gegen den inneren Dichtbereich 134 zu,
wodurch die Dichtleistung stabilisiert werden kann. Ferner stoßen sowohl
die Druckfläche 122A des
Flanschs 122 als auch die distale Endfläche 119A gegen die
Endflächen 134A und 134B jeweils,
eine Konzentration von Spannung wird auf dem inneren Dichtbereich 134 verhindert,
wodurch man verhindert, dass der innere Dichtbereich 134 übermäßig deformiert
wird und wodurch die Dauerhaftigkeit verbessert wird.
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Wenn
das Fluid, beispielsweise eine Druckluft, von der Befüllöffnung 53 in
die Durchgangsbohrung 52 zugeführt wird, oder wenn der sich
bewegende Schaft 20 durch Druckkraft von der Seite der
Befüllöffnung 53 betätigt wird,
wird der Flansch 122 von dem inneren Dichtbereich 134 gelöst und die
distale Öffnung 28 des
Kernkörpers 111 wird
geöffnet.
Folglich kann die Druckluft durch den Ventileinsatz 100 strömen.
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Modifizierte
Formen werden beschrieben. Bei den Ventileinsätzen 10 der ersten
Ausführungsform
hat das Metall, aus dem Kernkörper 11 gebildet ist,
eine Härte,
die sich von demjenigen unterscheidet, aus dem der sich bewegende
Schaft 20 gebildet ist, so dass die metallische Dichtung
vorgesehen wird.
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Ferner
kann die distale Öffnung 28 des
Kernkörpers 11 bei
Ausführungsformen,
die nicht unter die vorliegende Erfindung fallen, nur durch die
Anlage des schaftseitigen Konus 22 des Zapfens 24 und
des zylinderseitigen Konus 33 des zylindrischen Dichtelements 30 geschlossen
werden, ohne Anlage des Zapfens 24 und des Kernkörpers 11,
wie es in 7 gezeigt ist.
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Bei
den vorhergehenden Ausführungsformen
nimmt das Außengewinde 12 des
Ventilkerns 10 oder 60 das Innengewinde 57 in
der Durchgangsbohrung 52 in Gewindeeingriff, so dass verhindert
wird, dass der Ventileinsatz herunterfällt. Ein Gewindeeingriffselement,
das getrennt von dem Ventileinsatz ist, kann jedoch vorgesehen werden,
so dass der Ventileinsatz durch das Gewindeeingriffselement daran gehindert
wird, herunterzufallen, nachdem der Ventileinsatz in die Durchgangsbohrung
eingeführt
ist.
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Ferner
kann der Ventileinsatz in der Durchgangsbohrung durch ein geeignetes
Klebemittel befestigt werden, durch Presssitz oder andere Arretiermittel.
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Bei
der ersten Ausführungsform
steht der innere Dichtbereich 34 des zylindrischen Dichtelements 30 nach
vorne von dem Kernkörper 11 vor. Wie
es jedoch bei dem zylindrischen Dichtelement 39 in 8 gezeigt
ist, kann der innere Dichtbereich 38 im Inneren der distalen Öffnung 28 des
Kernkörpers 11 liegen,
so dass der Zapfen 24 eng anliegend an dem inneren Dichtbereich
haftet.
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Bei
den vorhergehenden Ausführungsformen
wird der Ventileinsatz der Erfindung dazu verwendet, einen Strömungsweg
von Druckluft zu schließen
und zu öffnen.
Die Verwendung des Ventileinsatzes sollte jedoch nicht darauf eingeschränkt sein.
Der Ventileinsatz kann für
einen Strömungsweg von
irgendeinem Fluid, beispielsweise Stickstoff, Sauerstoff oder einem
Klimaanlagenkühlmittel
verwendet werden.