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Ventil für Fahrradschläuche Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil
für Luftschläuche von Fahrrädern, Krafträdern u. dgl., insbesondere auf ein Ventil
mit einem auf einen Stutzen aufzuziehenden Ventilschlauch.
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Der bisher verwendete Ventilschlauch für Fahrradventile ist an beiden
Seiten offen. Er wird über einen Ventilstutzen geschoben, wobei der Schlauch eine
seitliche Bohrung in dem Zapfen abdeckt. Die Funktion einer solchen Ventilanordnung
ist von der Güte des Ventilgummis abhängig. Ein zu dicker Gummischlauch erschwert
das Aufpumpen, und eine zu dünne Wandstärke .gibt durch Abquetschen des Ventilgummis
am Ventilkegel Anlaß zu Störungen, abgesehen. davon, @daß das Aufpumpen eines solchen
Ventils an und für sich schwer ist. Es war schon immer ein Bedürfnis, diesen Mangel,
insbesondere das erschwerte Aufpumpen des Ventiischlauc'hes, zu beseitigen. Man
hat schon vorgeschlagen, mit Hilfe von Lippenventilen, die aus einem geschlossenen
Schlauch mit einer Schlitzanordnung bestehen, die Aufpumparbeit zu vermindern. Die
bisherigen Lippenventile genügten jedoch den Ansprüchen nicht. Beispielsweise wurde
der Schlitz quer und in schräger Richtung durch die Schlauchwandung geführt. Dies
ist eine sehr -kostspielige Herstellungsart, bei ider saubere Lippenflächen für
den praktischen Gebrauch nicht erzielbar sind. Bei den Schlitzen sonstiger Lippenventile
entspricht ihre Länge bzw. die Wandstärke des Schlauches nicht ,den zu fordernden
Bedingungen.
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Es wurde gefunden, daß nur dann Lippenventile eine Gewähr für sichere
Funktion bieten, wenn der Aufbaudes Ventils ganz bestimmten Verhältnissen entspricht,
die eingehalten werden müssen. Gemäß der Erfindung wird der Schlitz im untersten
Drittel
der Schlauchlänge, beginnend mit der zylindt fischen Schlauchwand
in Abhängigkeit von der Stärke der Wandung in Längsrichtung, so angeordnet, daß
das Verhältnis der Wandstärke zur- -- Schlitzlänge etwa r : 3 beträgt und der Innendürchhzesser
unterhalb der Schlitzlänge liegt und- etwa das Dreifache .der Wandstärke nicht überschreitet.
Bei Einhalten dieser-Bedingungen läuft man nicht mehr wie bisher Gefahr, daß der
Ventilschlauch sich in irgendeiner Weise entweder von dem geschlossenen Ende her
oder aber sich in Mitleidenschaft von dem oberen Stutzenkonus während des Aufpumpens
verzieht und damit Gelegenheit zurUndichtigkeit derLippen des Schlitzes bietet.
Ferner gibt die erfindungs-,gemäße Ausbildung die Gewähr, daß @@der Schlauch in
sich starr bleibt und damit der von außen wirkende Luftdruck des Luftschlauöh-es=die
Lippen des Schlitzes jederzeit,dichtend aufeinanderpreßtselbst wenn der Luftschlauch
als Ganzes, d. h. an einem Rad montiert, erheblichen Erschütterungen ausgesetzt
.ist. Weiterhin ermöglicht die Anordnung :gemäß der Erfindung ein möglichst reibungsfreies-Durchtreten
der Pumpluft, ohne da!ß: nachhaltige Verzerrungen des Lippenschlitzes oder des Ventilschlauches
eintreten, Es wunde hierbei gefunden, -.daß-es wichtig- ist, @daß die einzelnen
erfindungsgemäßen Bedingungen zusammenstehen müssen, um das einwandfreie Arbeiten
des Lippenventils in Fahrradschläuchen u..dgl. zu gewährleisten. Praktische, langdauernde
Versuche bestätigen diese Ergebnisse, wobei das Zusammenwirken der Einzelelemente-
unerläß.lich ist.
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Beim Aufpumpen wird das geschlossene Ende des Ventilschlauches, besonders
stark beansprucht. Es kann ein zu Störungen Anlaß gebender Luftstau verursacht wenden.
Um diese Beanspruchung- zu verringern und um den Luftstrom möglichst ohne Stau .durch
den Schlitz abfließen zu lassen, wird erfindungsgemäß . ider Schlitz möglichst weit
nach unten angebracht. Vorteilhaft soll er unmittelbar am-geschlossenen Ende, aber
noch in der Zylinderwand liegen.
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Da zum Aufpumpen des Schlauches von Fahrrädern und Krafträdern Pumpen
verschiedener Leistungsfähigkeit verwendet werden, ist das größtinöglieh@ Luftvolumen
@ und der höchste in Frage kommende Pumpdruck als Grundlage für .die Auslegung des
Ventilschlauches zu nehmen. Unter Berücksichtigurig dieser Umstände und der .dadurch
anfallenden Luftdurchlaßmenge muß die Schlitzlänge eine bestimmte Größe haben, um
den Staudruck im Ventilschlauch nicht zu groß werden zu lassen. - -Die Scliliitzlarige
ist anderseits von .dem auf den Ventilschlauch vonaußenwirkenden Druck und von der
Wandstärke des Ventilschlauches abhängig. Je stärker die -Ventilwandung -ist, um
so größer sind , die Eigenschließkräfte dieser Wandung und auch die Abdichtungsfläche
.der Schlitzlippen. Die Luftsicherheit des Ventils ist von diesen Falttoren, insbesondere.
bei geringen Drucken, -abhängig, >da bei diesen Drücken die Kräfte, .die durch den
Außendruck- ein Zusammenpressen -.der Lippe bewirlten, noch nicht voll wirksam werden,
Je: stärker die Wandung ist, um so größer kann bei einem bestimmten Druck der Schlitz
sein. Bei einem Fahr--raidschlauch ist- mit einem Druck von etwa 4,5 atü zu rechnen.
Die -Schlitzlämge steht.ferner in Ab-
hängigkeit von dem .durch die Luftpumpe
erzeugten #Druck, damit keine Luftstauung und der Luftstrom möglichst 'kontinuierlich
durch den Schlitz in den Fahrradschlauchraumeintritt. Die Schlitzlänge soll jedoch
nicht so groß sein, daß seine Luftdichtigkeit, insbesondere bei den geringen Anfangsdrücken,
im Fahrradschlauch gefährdet ist. Da aber auch die Stärke der Wandung. einen Einfluß
auf die Wirksamkeit des Schlitzes hat, dergestalt, daß .die Eigenschlioßkräfte uni
so größer sind, je stärker die Wandung ist, ergibt sich, da!!' Schlitzlänge und
Wandstärke sowohl dem Innendruck als auch dem Außendruck angepaßt werden müssen.
Es hat sich gezeigt, -daß ,als -untere Grenze für die noch sichere Wirksamkeit des
Ventilschlauches eine Wandstärke von 0,5 mm und eine Schlitzlänge von mindestens
r,5-mm -vorzusehen ist. Vorteilhafte Ergebnisse wurden bei größtmöglicher Sicherung
der Arbeitsweise erreicht, wenn !die Wandstärke mindestens 1,2, mm und die Schlitzlänge
etwa 4 mm beträgt. Hierbei ist .darauf zu achten; daß die in der Praxis übliche
rauhe Behandlung und auftretende Verschmutzung berücksichtigt werden müssen: Das
Lippenventil unterliegt noch einer weiteren Forderung durch den von außen auf ihn
wirkenden Druck; denn die Stabilität ;des Schlauches muß so groß =sein,- ,da! ein
Zusammendrücken und damit ein Verzerren .der Schlitzlippen durch den auf den Ventilschlauch
wirkenden Druck vermieden wird. Hierbei ist die Größe des Innendurchmessers des
Ventilschlauches nicht unwesentlich; denn bei einer bestimmten Wandstärke soll auch
der Innendurchmesser eine bestimmte Größe haben.
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Die freie Länge :des Ventilschlauches muß so lang sein, daß die Funktion
,des Schlitzes nicht gefährdet ist. Das Mindestmaß bei einer bestimmten Schlitzlänge
soll für die freie Länge etwa das Anderthalbfache der Schlitzlänge betragen. Man
kann außerdem die freie Länge des Ventilschlauches darüber hinaus wesentlich vergrößern,
zu dem Zweck, daß .dann noch eine weitere Wirkung 'hinzukommt. Durch die Festlegung,
daß -der Schlitz am Ende angebracht wird, kann bei einer Vergrößerung :der freien
Länge diese mit zur Dichtung :herangezogen werden, dergestalt, däß' man die Abmessung
so auslegt, 'daß sich der Schlauch bei einem bestimmten Druck zusamm-enpreßt. Damit
bei Drücken, die unter !dieser Grenze liegen, der Schlauch luftsicher bleibt, soll
durch entsprechende Auslegung des Schlauchteiles,- in dem der Schlitz sich befindet,-
das Zusammendriicken verhindert werden.
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Da das Lippenventil gemäß :der Erfindung in der Wandstärke stärker
gewählt werden kann als die bisherigen Ventilschläuche, besitzt der Schlauch an
und-für sich andern Abdichtungskonus eine größere Elastizität. Dies hat zur Folge,
daß die f;'berwurfmutter zum Andrücken des Ventilkegels schmäler
,
g# ,halten werden kann, da infolge der groß t n Elastizität die Sicherung der Überwürfmutter
gegen Lockern, die in der bisherigen Auslegung vorhanden war, infolge der durch
.die stärkere Schlauchdicke vergrößerten Elastizität erhöht ist. Weiterhin wird
die überwurfmutter .durch. das leichtere Pumpen nicht mehr so sehr beansprucht.
Infolgedessen kann auch die Überwurfmutter kleiner gehalten werden. Aus dem gleichen
Grunde kann ferner die Führungslänge des einzusetzenden Stutzens kleiner ausfallen,
wodurch an Baulänge des Ventilkörpers und des Ventileinsatzes gespart wird. Diese
Ersparnis wirkt sich bei dem Fahrradventil als Massenartikel in erheblichem Maße
aus. Man erzielt damit zugleich neben der verbesserten Wirkungsweise eine Verbilligung
in der Herstellung.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
veranschaulicht. Die Lippenventilanordnung ,gemäß der Erfindung für Fahrradschläuche
u. dgl. ist so getroffen, daß der an einem Ende geschlossene Ventilschlauch i auf
einem hohlen Stutzen 2 mit einem Kegelansatz aufgezogen wird und eine durchgehende
axiale Bohrung 3 aufweist. Der Stutzen ist nach hem Kegelansatz d. noch so weit
zylindrisch geführt, -daß der Ventilschlauch eine gerade Führung hält und der Lippenschlitz
3, der sieh möglichst im unteren Drittel .des freien Ventilschlauches befindet,
nicht beeinträchtigt wird. Das Verhältnis der Wandstärke zur Schlitzlänge soll so
sein, daß der Schlitz einerseits ein unbehindertes Austreten selbst bei größeren
Luftmengen und bei hohem Pumpdruck ohne Stau zuläßt und anderseits die Wandstärke
noch einen ausreichenden. Einfluß auf das dichte Schließen der Schlitzlippen ausübt.
Eine Deformierung des Ventilschlauches, gleich welcher Art bei allen Betriebsverhältnissen,
soll also vollkommen ausgeschaltet sein.
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Die Länge der Führungsnocken 6, die in :dem Ventilträger 7 eingesetzt
werden, kann sehr kurz ausgebildet werden, ebenso die zum Andrücken des Ventilkonus
erforderliche Überwurfmutter B. Denn die erhöhte Elastizität des Ventilschlauches
bei starker Wandstärke gegenüber den beidseitig offenen Ventilschläuchen läßt eine
wesentliche Verringerung der Gewindegänge beim Anziehen des Stutzens zu.
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Die Befestigung des Ventileinsatzes kann auch gegebenenfalls auf andere
Weise, als mit Hilfe einer überwurfmutter erfolgen. Beispielsweise läßt sich der
Ventileinsatz in den Ventilkörper auch einschrauben. Die erforderlichen Gewindegänge
würden etwa denjenigen der sonst gebräuchlichen überwurfmutter entsprechen.
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Statt eines Schlitzes kann man auch zwei oder mehrere Schlitze an
dem Ventilschlauch gemäß der Erfindung anbringen. Jedoch ist es hierbei erforderlich,
daß die Länge aller Schlitze zusammen nicht das entsprechend Vielfache des sonstigen
einen Schlitzes beträgt, sondern wesentlich geringer ist. Hierbei ist darauf zu
achten, daß einerseits keine Stauung in dem geschlossenen Ende des Ventilschlauches
stattfindet, anderseits, daß :der Ventilschlauch durch die Mehrzahl der Schlitze
nicht an Eigensteifigkeit einbüßt.
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Der an einem Ende geschlossene Ventilschlauch gemäiß der Erfindung
kann an sich jeden beliebigen Querschnitt erhalten. Zweckmäßig ist an sich der kreisrunde
Querschnitt. Es hat sich jedoch auch als vorteilhaft erwiesen, dem Lippenventilschlauch
;gemäß der Erfindung einen ovalen bzw. ellipsenförmigen Querschnitt zu geben. Insbesondere
soll hierbei der Querschnitt schwach ellipsenförmig sein. Der Längsschlitz befindet
sich in diesem Falle in der Senkrechtebene der kurzen Achse der Ellipse. Der schwach
ovale Querschnitt an dem Lippenventil bringt mehrfache Vorzüge. Man kann nämlich
eine doppelte Luftsicherheit des Ventilschlauches erzielen. Bei stärkeren Drücken
wird der schwach ovale Querschnitt auf der Breitseite in der Mitte zusammengedrückt,
so d.aß dadurch ein Absperren des Luftdurchtritts stattfindet. Zugleich wird bei
dem Flachlegen der sonst oval verlaufenden Breitflächen des Lippenventils der in
der kurzen Achse befindliche Schlitz mit denLippenfläc'hen noch fester aufeinandergepreßt,
da die Breitflächen sich in der Mitte auf einer Geraden treffen.
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Die Wandstärke des erfindungsgemäßen Lippenventils kann von oben bis
unten gleich sein. Man kann sie aber auch stufenweise absetzen, und zwar so, daß
die Wandstärke zum geschlossenen Ende hin stärker wird, damit das den Lippenschlitz
aufnehmende Teil eine genügende Eigensteifigkeit erlangt. Man. kann. die Wandstärke
auch konisch nach oben schwächer werden lassen, so daß beim Aufziehen auf den Einsatzkegel
@die Abmessungen des bisherigen Standard-, des sogenannten Dunlopventils, nicht
überschritten wird.