DE69703218T2

DE69703218T2 - Allgemein verwendbares Ventil

Info

Publication number: DE69703218T2
Application number: DE69703218T
Authority: DE
Inventors: Jean Roussel
Original assignee: Sporting SA
Current assignee: Sporting SA
Priority date: 1997-12-09
Filing date: 1997-12-31
Publication date: 2001-04-26
Anticipated expiration: 2018-01-01
Also published as: AU1500099A; DE69703218D1; WO1999030066A1; US6357468B1; JP2001526370A; EP0955491B1; ES2153174T3; ATE196675T1; DK0955491T3; PT955491E; CA2312863A1; EP0955491A1; GR3035147T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein allgemein verwendbares Ventil, das die Regulierung des Durchflusses eines flüssigen oder gasförmigen Fluids, zum Beispiel Luft, Wasser, Öl, Blut, usw., durch eine Öffnung in einer starren, halbstarren, weichen usw. Wand ermöglicht, die Räume begrenzt, in denen ein Druck P&sub1; beziehungweise P&sub2; herrscht; ein Ventil, das einen rohrförmigen Körper, der gegenüber der Öffnung auf einer Wandseite dicht zu befestigen ist, und ein verformbares elastisches Element umfasst, das der Druckwirkung P&sub1; und P&sub2; ausgesetzt ist und welches den Abfluss des Fluids in Abhängigkeit von diesen Drücken steuert.
Das Dokument DE 38 71 90 betrifft ein Ventil für eine dichte Ballhülle, das einen rohrförmigen konischen Körper umfasst, der auf der inneren Wand der Hülle befestigt ist, in deren Inneren ein Verschluss befestigt ist, der ein konisches vertieftes Teil umfasst, in dessen Inneren ein ebenfalls konisches zentrales Teil eingreift. Das vertiefte konische Teil weist Löcher auf, die von dem rohrförmigen konischen Körper und von dem zentralen konischen Teil des Verschlusses verschlossen werden, wenn der Druck im Innern der Hülle höher ist als der Aussendruck.
Das Dokument EP-A-O 253 748 betrifft ein Einblock-Ventil, das direkt in der Wandstärke einer Isolierungshülle gebildet ist und einen inneren Hohlraum umfasst, der nach aussen durch ein erstes Loch in Verbindung steht und mit dem Inneren der Umhüllung über eine Vielzahl von Löchern in Verbindung steht, die zwischen der Umhüllungswand selbst und einem ihrer Teile, das das Ventilelement bildet, angebracht sind, wobei diese Löcher geschlossen werden, wenn der Druck im Innern der Umhüllung höher ist als der Aussendruck.
Das Dokument DE-A-20 62 116 betrifft eine Rückschlagventilklappe für ein pneumatisches Ventil, die einen Körper umfasst, in den eine Zuleitung von Fluid unter Druck, ein Ausgang zu einem Benutzer und eine Auslassvorrichtung einmünden. Eine Ventilklappe ist gleitend in dem Ventil befestigt, um sowohl die Zufuhr von der Druckquelle zum Benutzer mit Schliessung der Auslassvorrichtung als auch die Umstellung vom Benutzer zum Auslass mit Schliessung der Zuführung von Fluid unter Druck zu erlauben.
Das erfindungsgemässe Ventil ist durch den Anspruch 1 gekennzeichnet.
Seine Haupteigenschaft ist, dass es eine sehr geringe Trägheit bei gleichzeitiger grosser Betriebssicherheit aufweist.
Es ist allgemein verwendbar in dem Sinne, dass es Anwendungen und Einsatzmöglichkeiten in verschiedenen Bereichen findet, zum Beispiel bei pneumatischen Objekten und Maschinen (Schiffe, Ballons, Matratzen, Bojen, usw.), in der Medizin und der Chirurgie (künstliche Herzen), in der Luftfahrt, bei Sporteinrichtungen (Unterwassertauchen, usw.). Seine Miniaturisierung stellt grundsätzlich kein besonderes Problem dar.
Weitere Kennzeichen der Erfindung ergeben sich aus den sekundären Ansprüchen.
Die beigefügte Zeichnung stellt schematisch und beispielhaft, aber nicht erschöpfend, zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstands dar, und zwar im Fall seiner Verwendung bei einem in der Hülle einer pneumatischen Maschine integrierten Ventil:
Die Fig. 1 bis 3 sind drei Schnittansichten des Ventils und des Abschnitts der Umhüllung, auf dem es befestigt ist, jeweils wenn der innere und äussere Druck gleich ist, wenn der äussere Druck höher ist als der innere und wenn der innere Druck höher ist als der äussere Druck;
Fig. 4 ist eine der in den Fig. 1 bis 3 ähnliche Ansicht, die eine mechanische Steuerung des Luftdurchflusses durch das Ventil zeigt;
Fig. 5 ist eine Schnittansicht einer Ausführungsvariante des in den Fig. 1 bis 4 gezeigten Ventils.
Das in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Ventil ist als integrierender Bestandteil der weichen Hülle eines Sportballs (Fussball, Basketball, usw.) oder eines Fahrzeugreifens (Auto, Flugzeug, usw.) mit oder ohne Luftschlauch beschrieben, Geräten, bei denen dem Luftdruck eine grosse Bedeutung zukommt.
Dieses Ventil besteht aus einem rohrförmigen starren, halbstarren oder weichen Körper 10, der koaxial zur Aufpumpöffnung O auf die Innenfläche einer Hülle P geklebt ist, und aus einem Deckel 11 aus weichem Gummi, der in einem kegelstumpfförmigen Hohlraum 12 des Körpers 10 gelagert ist und an diesen letzteren in der Höhe von kreisförmigen Öffnungen 13 geklebt ist, die am Rande eines Teils in Form einer Kupelle an einem Ende des Kerns 14 des Deckels 11 angebracht sind. Das andere Ende des Kerns ist mit einem kupellenförmigen Teil 15 ausgestattet.
In dem in der Fig. 1 dargestellten Fall sind Druck P&sub1; und P&sub2; gleich dem atmosphärischen Druck (P&sub1; = P&sub2; = Pat) und der ringförmige Rand 16 der Kupelle 15 ist gegen die ringförmige Fläche der Hohlkehle gedrückt, die die kegelstumpfförmige Wand 17 und die obere Fläche 18 des Hohlraums 12 verbindet.
Der Körper 10 und der Deckel 11 begrenzen zwei Bereiche A und B, der Bereich A steht in direkter Verbindung mit der Öffnung O und der Bereich B ist durch Löcher 20 mit dem Innern der Hülle P verbunden. Die Luft kann weder in der einen noch in der anderen Richtung zirkulieren.
Wenn P&sub1; > P&sub2; (Fig. 2, Aufpumpen des Balls), übt die durch die Öffnung 0 eingeblasene Luft auf die Kupelle 15 eine Wirkung aus, die eine elastische Verformung des Deckels 11 und das Öffnen einer ringförmigen Passage f zwischen dem Rand 16 und der Wand 17 bewirkt. Die Luft kann von aussen in das Innere des Balls strömen und ihn aufblasen.
Wenn P&sub2; > P&sub1; (Fig. 3), ist der Deckel 11 einer Wirkung von unten nach oben ausgesetzt, die ihn elastisch verformt, indem die Oberfläche 19 der Kupelle 15 gegen die Oberfläche 18 gedrückt wird, was die Passage f verschliesst.
Man sieht, dass sich während der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Verformungen des Deckels 11 der Rand 16 der Kupelle 15 in axialer Richtung bewegt. Wenn es sich im Fall von P&sub2; > P&sub1; als notwendig erweist, den Druck P&sub2; zu reduzieren, kann man, wie in Fig. 4 dargestellt, eine gewisse Menge der im Ball eingeschlossenen Luft nach aussen entweichen lassen, indem man eine Nadel L in die Öffnung O einführt und eine mechanische Wirkung auf die Oberfläche 19 ausübt. Die Luftentleerung aus dem Ball hält so lange an, wie diese Aktion ausgeübt wird. Man stoppt sie in dem Augenblick, wo der Druck P&sub2; den gewünschten Wert erreicht hat.
In der Variante in Fig. 5, bei der das Ventil aus drei Teilen hergestellt ist, zeigt der Deckel 11 die Form eines Diabolos, das eine Kupelle umfasst, die den Zweck hat, sich gegen den Boden 10A des ringförmigen Körpers 10B zu drücken, und eine zweite Kupelle, die den Zweck- hat, sich gegen die Verschlusswand des ringförmigen Körpers zu drücken. Diese Verschlusswand umfasst einerseits Löcher 20 zur Verbindung des ringförmigen Hohlraums, der durch die kegelstumpfförmige Wand des ringförmigen Körpers 10B und den Kern des Deckels 11 begrenzt wird, mit dem Raum für den Druck P&sub2;, und andererseits ein Loch 21 zur Verbindung des Raums, der im Innern der zweiten Kupelle liegt, mit dem Raum mit dem Druck P&sub2;.
Durch geeignete Auswahl von Werkstoff und Abmessungen für den Deckel 11 kann man ein Ventil erstellen, das ausser seiner grossen Betriebssicherheit eine sehr grosse Empfindlichkeit verbunden mit einer sehr geringen Trägheit aufweist.
Man kann Gegenstände und pneumatische Maschinen mit Pumpen mit relativ geringem Druck, ja sogar mit dem Mund aufpumpen. Die Erfindung ist offensichtlich nicht auf den vorstehenden Text und die beigefügte Zeichnung beschränkt.
Insbesondere kann der Deckel 11 Formen haben, die von den dargestellten sehr abweichen, wobei er immer noch im Bereich der Ansprüche verbleibt, da das Wesentliche ist, dass er sich unter der Wirkung von Druck P&sub1; und Druck P&sub2; elastisch in der Weise verformt, dass eine Passage f zwischen den Räumen 1 und 2, die auf der einen und der anderen Seite des Ventils liegen, geöffnet oder verschlossen wird.
Im übrigen kann das erfindungsgemässe Ventil leicht miniaturisiert werden.
Schliesslich kann man der kegelstumpfförmigen Wand 17 ein Spezialprofil geben in der Weise, dass der Rand 16 des Deckels 11 bei der axialen Bewegung nach innen Passagen mit relativ grossem Querschnitt aufdeckt, so dass der Luftabfluss rasch erhöht wird. Insbesondere kann die Wand 17 ab einer gewissen Höhe Rillen aufweisen.

Claims

1. Allgemein verwendbares Ventil, das das Regulieren der Durchführung eines Fluides durch eine Öffnung (0) in einer Wand (P) ermöglicht, die Räume begrenzt, in denen eventuell unterschiedliche Drücke (P1, P2) herrschen, das einen rohrförmigen Körper (10), der dazu bestimmt ist, dicht auf einer der Seiten der Wand (P) gegenüber der Öffnung (O) befestigt zu sein, die in dem rohrförmigen Körper mündet, wobei der letztere zur Aufnahme eines elastischen deformierbaren Elements dient, um die Durchführung des Fluides zu ermöglichen oder nicht, umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element durch einen Deckel gebildet ist, der einen Kern (14) umfaßt, der entlang der Achse der Öffnung (O) ausgerichtet ist und mit geringerem Querschnitt als derjenige der der inneren Aussparung des rohrförmigen Körpers, wobei diese Aussparung eine Kegelstumpfform besitzt, deren Querschnitt sich von der Wand (P) nach außen vergrößert, der Kern (14) an der Seite der Wand (P) ein Teil (15) in der Form einer ersten Kupelle umfaßt, deren Durchmesser etwa gleich dem Durchmesser des Bodens (18) des rohrförmigen Körpers ist, wobei das andere Ende des Kerns (14) mit einer zweiten Kupelle versehen ist, die in Kontakt mit der Schürze des rohrförmigen Körpers (10) ist und der Kupelle (15) ermöglicht, sich gegen den Boden (18) des Körpers zu stützen, wenn die Brücken (P1, P2) gleich sind oder wenn der Druck (P2), der an der Seite der Wand herrscht, die den rohrförmigen Körper enthält, größer ist als der Druck (P1), wobei der Deckel defomiert wird und den Durchfluß des Fluides zwischen dem Rand (16), der ersten Kupelle (15) und der Wand (17) des rohrförmigen Körpers (10) ermöglicht, wenn der Druck (P1) größer als der Druck (P2) ist, der auf der Seite der Wand (P) herrscht, die den rohrförmigen Körper (10) enthält, wobei der ringförmige Hohlraum (12), der zwischen dem Kern (14) des Deckels und der kegelstumpfförmigen Wand (17) des rohrförmigen Körpers angeordnet ist, in permanenter Verbindung mit dem Raum ist, in dem der Druck (P2) herrscht.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kupelle (15) bei Abwesenheit einer mechanischen Belastung oder Druck ein gewölbtes Profil mit ihrer Seite zu der Öffnung (0) der Wand (P) gerichtet aufweist.

3. Ventil nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seite des Deckels (11), die am Ende des Kerns (14) gegenüber derjenigen, die mit der ersten Kupelle (15) versehen ist, bei der Abwesenheit von mechanischen Belastungen oder Druck auf den Deckel ein gewölbtes Profil bildet.

4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die kegelstumpfförmige Wand (17) des rohrförmigen Körpers (10) ab einem gewissen Abstand zum Boden (18) zunehmende Rillen in dem Abschnitt zur Durchführung des Fluides aufweist.

5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Kerns (14), das an der Seite gegenüber der ersten Kupelle positioniert ist, mit einer ringförmigen Schürze versehen ist, die eine kreisförmige Öffnung (13) umfaßt, die an einer komplementären kreisförmigen Öffnung der kegelstumpfförmigen Wand des rohrförmigen Körpers (10) fixiert ist, wobei die ringförmige Schürze Löcher (20) aufweist, die eine dauerhafte Verbindung zwischen dem ringförmigen Hohlraum (12), der durch den Kern (14) und den rohrförmigen Körper (10) auf der einen Seite begrenzt ist, und auf der anderen Seite dem Raum, in dem Druck (P2) herrscht, gewährleistet.

6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (11) im Schnitt entlang einer Längsebene gesehen eine doppelkegelige Form aufweist, die eine Kupelle umfaßt, die dazu bestimmt ist, sich gegen den Boden des rohrförmigen Körpers (10B) zu stützen, wobei dieser rohrförmige Körper mit einer Schließwand parallel zu dem Boden versehen ist, die als Stütze für die zweite Kupelle des Deckels dient, Öffnungen (20) umfaßt, um den ringförmigen Hohlraum, der durch den Kern und die kegelstumpfförmige Wand begrenzt ist, mit dem Raum mit dem Druck (P2) in Verbindung zu bringen, und eine Öffnung (21) umfaßt, um den Raum, der im Inneren der zweiten Kupelle positioniert ist, mit dem Raum mit dem Druck (P2) in Verbindung zu bringen.

7. Verwendung des Ventiles nach einem der Ansprüche 1 bis 6 für die Ausrüstung einer pneumatischen Maschine, in der eine Öffnung (O) in dem Gehäuse der Maschine vorgesehen ist, der Boden (18) des rohrförmigen Körpers (10) auf der inneren Seite des Gehäuses fixiert ist, ein Loch in diesen Boden gegenüber der Öffnung des Gehäuses vorgesehen ist, der Deckel (11), der mit dem rohrförmigen Körper (10) verbunden ist, in der Einfassung der pneumatischen Maschine positioniert ist und dazu bestimmt ist, einen Druck (P2), der größer als der Umgebungsdruck ist, zu halten.