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Die
Erfindung betrifft ein Ventil zur Montage in einer Öffnung einer
Radfelge.
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Ein
derartiges Ventil wird vielfach in luftbefüllten Fahrzeugreifen eingesetzt.
Die Außenkontur
des Ventils weist dabei häufig
eine überwiegend
zylindrische Form auf, die an einem Ventilende auf geweitet ist
und so in eingebautem Zustand ein Widerlager an der Felgenöffnung bildet.
Am Ventilaußenkörper ist zumindest
abschnittsweise ein Gewinde vorhanden, so dass eine Gewindemutter
auf das Ventil geschraubt werden kann, um das Ventil mit der Felge
zu verspannen. Diese bekannten Ventile sind jedoch so gestaltet,
dass die Montage vor dem Aufziehen des Reifens stattfinden muss,
da das Ventil durch den Außenumfang
der Reifenfelge geführt
wird und die Mutter von der Innenseite der Felgenschüssel dagegen gekontert
wird.
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Aus
der
DE 26 39 571 A1 ist
ein Freigabeventil bekannt, das in der Wand eines Behälters befestigt
sein kann oder vom Äußeren des
Behälters her
in dessen Wand hineingedrückt
werden kann. Dabei weist das Ventil einen aus Gummi oder einem äquivalenten
flexiblen elastischen Material bestehende Ventilkörper auf,
der mit einem hohlen Einsatz aus Metall beispielsweise durch Verkleben
verbunden ist. In diesem hohlen Einsatz ist das eigentliche Freigabeventil
aufgenommen. Über
die Außenkontur
des elastischen Ventilkörpers
wird eine Abdichtung zwischen dem Inneren und dem Äußeren des
Behälters erreicht.
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Aus
der
DE 690 05 977
T2 ist ein Reifenventil mit doppelter elektrisch leitender
Verbindung bekannt. Das von der Reifenin nenseite in eine Radfelgenöffnung eingesetzte
Ventil wird von der Radaußenseite
mittels einer Mutter verschraubt und dabei über eine Gummidichtung gegenüber der
Felge abgedichtet.
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Des
weitern sind Drucksensoren bekannt, die am Reifenventil befestigt
sind. Diese sind ebenfalls so konstruiert, dass sie vor der Montage
des Reifens im Felgenbett oder zusammen mit dem Ventil in der Felgenöffnung montiert
werden, oder dass sie nach Einbau des Ventils am Ventil befestigt
werden. Bei der Reifenmontage besteht sodann die erhebliche Gefahr,
den Drucksensor durch das Aufziehen des Reifens zu beschädigen oder
vom Ventil abzureißen.
Fällt der
Drucksensor aus oder ist das Ventil einmal defekt, so muss vor Auswechslung
des Ventils bzw. des Drucksensors erst der Reifen von der Felge abgezogen
werden.
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Es
ist daher Aufgabe der Erfindung, ein derartiges Ventil dahingehend
zu verbessern, dass es ohne größeren Montageaufwand
am Rad montiert und gegebenenfalls gewechselt werden kann.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Ventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1
gelöst.
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Grundlegender
Gedanke der Erfindung ist, das Ventil von der Innenseite der Radschüssel in
die Radfelge einzusetzen und über
ein Klemm- und ein Befestigungselement mit der Radfelge zu verspannen.
Unter Ventil wird hierbei die gesamte mit der Radfelge verspannbare
Baueinheit verstanden, nicht nur der eigentliche Sperrkörper. Erfindungsgemäß ist das
Befestigungselement als Hohlkörper
ausgeführt, welches
das Verbindungselement koaxial umschließt. Mittels des Befestigungselements
wird das Klemmelement aufgeweitet und dadurch mit der Radfelge verspannt.
Hierzu sind an dem Klemm- und Befestigungselement ein Innen- und
Außengewinde angeordnet,
wobei mindestens eines der Gewinde konisch ausgestaltet ist, so
dass sich das Klemmelement beim Verschrauben mit dem Befestigungselement
aufweitet und sich abdichtend gegen die Ventilöffnung der Radfelge drückt.
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Es
ist unerheblich, welche geometrische Form die Öffnung der Radfelge aufweist,
da der Grundkörper
des Ventils aus einem Verbindungs- und einem Klemmelement besteht.
Damit kann die Außenkontur
des Klemmelements an die Kontur der Radfelgenöffnung angepasst werden.
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Das
Verbindungs- und das Klemmelement sind vorteilhaft als einzelne
Bauteile ausgeführt,
da sie einzeln einfach und kostengünstig hergestellt werden können. Erst
danach werden beide Bauteile stoff- oder kraftschlüssig z.B.
durch Löten,
Schweißen,
Kleben oder Presspassung miteinander verbunden. Der Grundkörper könnte alternativ
auch einstückig
ausgeführt sein,
wodurch jedoch der Fertigungsaufwand erheblich gesteigert würde.
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In
Ausgestaltung der Erfindung ist das Klemmelement als Hohlkörper ausgebildet
und weist in einem unteren Abschnitt einer zentralen Längsbohrung ein
konisches Innengewinde sowie am Außenumfang ein Material auf,
welches eine geringere Härte als
das Material der Radfelge hat. Beispielsweise kann dieses Material
Kunststoff sein, der auf den Grundkörper des Klemmelements aufvulkanisiert wird.
Möglich
ist aber auch, das Klemmelement insgesamt aus einem weicheren Material
als das der Radfelge zu fertigen. In verspanntem Zustand wird durch
die unterschiedlich weichen Materialien eine gute Dichtung zwischen
beiden Bauteilen erreicht. Zudem kann die Radfelge beim Verspannen
beider Bauteile den aufvulkanisierten Kunststoff bzw. das Klemmelement
etwas verformen, wodurch neben der Dichtung auch eine axiale Sicherung
erreicht werden kann.
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Eine
weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, das Befestigungselement
mit einem konischen Außengewinde
zu versehen. Die Durchgangsbohrung im Befestigungselement muss dabei
eine größere Querschnittsfläche als
das Verbindungselement aufweisen, um dieses koaxial umschließen zu können. Die
Durchgangsbohrung ist dabei vorzugsweise kreisförmig ausgebildet.
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Die
Anordnung der in der Erfindung verbauten Elemente zueinander kann
derart ausgeführt werden,
dass sich im montierten Zustand des Ventils das Verbindungs-, das
Klemm- und das Befestigungselement zumindest abschnittsweise in
der Öffnung
der Radfelge befinden. Dadurch lässt
sich eine kompakte, platzsparende Bauform verwirklichen.
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Eine
weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, einen Drucksensor
an dem mit dem Klemmelement befestigten Ende des Verbindungselements
zu befestigen. Dieser weist senkrecht zur Einbaurichtung des Ventils
eine maximale Querschnittsausdehnung auf, die kleiner ist als die
der Felgenöffnung.
Dadurch ist es möglich,
das Ventil zusammen mit dem Drucksensor am Fahrzeugrad zu montieren und
zu demontieren, ohne den Fahrzeugreifen vorher von der Radfelge
zu entfernen.
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Weiter
Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung
und der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Es zeigen:
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1:
Eine schematisierte Zeichnung eines erfindungsgemäßen Klemmelements
in Schnittdarstellung,
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2:
Eine schematisierte Zeichnung eines erfindungsgemäßen Befestigungselements
in teilweiser Schnittdarstellung,
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3:
Eine schematisierte Zeichnung eines erfindungsgemäßen Verbindungselements
in teilweiser Schnittdarstellung,
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4:
Eine schematisierte Zeichnung eines erfindungsgemäßen Ventils
in teilweiser Schnittdarstellung.
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5:
Eine schematisierte Zeichnung eines erfindungsgemäßen Ventils
mit aufgeschraubtem Drucksensor in teilweiser Schnittdarstellung.
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In 1 ist
ein Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Klemmelement 1 dargestellt,
das rotationssymmetrisch um seine Längsachse 2 ausgebildet
ist. Das in der 1 als oberes Ende 3 dargestellte
Ende des Klemmelements 1 weist eine Kuppenform auf. Im Mittelbereich 4 ist
das Klemmelement 1 zylindrisch ausgeformt. Zumindest in
diesem Bereich ist an der äußeren Oberfläche 5 ein
Kunststoff aufvulkanisiert. Am unteren Ende 6 weist das
Klemmelement 1 einen nahezu senkrecht zur Längsachse 2 verlaufenden Absatz 7 auf.
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Das
Klemmelement 1 ist als Hohlkörper ausgebildet und weist
im oberen Teilabschnitt eine erste Bohrung 8 mit einer
kleineren Querschnittsfläche
auf, als die zweite Bohrung 9 im unteren Teilabschnitt.
Die Querschnittsfläche
der ersten Bohrung 8 im oberen Teilabschnitt kann prinzipiell
jegliche Form aufweisen, vorteilhafter Weise ist diese jedoch nahezu kreisförmig ausgebildet.
Die Querschnittsfläche
der zweiten Bohrung 9 im unteren Teilabschnitt ist nahezu
kreisförmig
ausgebildet. Die Wandung des unteren Teilabschnitts weist ein Innengewinde 10 auf,
das in vorteilhafter Weise konisch und zwar von unten nach oben
verjüngend
ausgebildet ist.
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In 2 ist
ein Befestigungselement 15 in teilweisem Schnitt dargestellt.
Das Befestigungselement 15 ist als Hohlkörper ausgeführt, wobei
die Durchgangsbohrung 16 in Längsrichtung nahezu zylindrisch
ausgeführt
ist. Am Außenumfang
weist das Befestigungselement 15 im oberen Teilabschnitt
ein konisches Außengewinde 17 auf,
dessen Durchmesser sich nach oben hin verjüngt. Im unteren Teilabschnitt
weist das Befestigungselement 15 eine mutternförmige Außenkontur 18 auf.
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3 zeigt
ein erfindungsgemäßes Verbindungselement 20 in
teilweiser Schnittdarstellung. Es besteht aus einem relativ dünnwandigem
Rohr 21 mit vorzugsweise zylindrischem Querschnitt, das
im Bereich des unteren Endes leicht abgewinkelt ist. Der Querschnitt
des Rohres 21 kann prinzipiell eine beliebige Form aufweisen.
Am unteren Ende weist das Verbindungselement 20 einen Abschnitt
mit einem Außengewinde 22 auf,
so dass dort z.B. ein Werkzeug zum Betätigen des Ventils oder bei
Nichtbetätigung
des Ventils eine Schutzkappe aufgeschraubt werden kann. Im Bereich
des oberen Endes kann das Verbindungselement 20 ebenfalls
ein Außengewinde aufweisen,
das jedoch in der 3 nicht dargestellt ist. Ein
dortiges Außengewinde
setzt ein entsprechendes Innengewinde in der oberen Bohrung 8 des Klemmelements 1 voraus,
mit welchem das Verbindungselement 20 im Gebrauch montiert
ist. Der eigentliche Sperrkörper,
der die Trennung der zwei Medien auf den beiden Seiten des Verbindungselements 20 bewirkt,
ist im Rohrdurchgang 24 angeordnet, aber in 3 nicht
dargestellt.
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In 4 ist
ein erfindungsgemäßes Ventil
in Einbaulage gezeigt, wobei ein Teil der 4 als Schnitt
dargestellt ist. In einer Öffnung 26 der
Radfelge 25 ist das Ventil 30, bestehend aus dem
Klemmkörper 1,
dem Verbindungselement 20 und dem Befestigungselement 15 angeordnet.
Die Montage des Ventils erfolgt wie nachfolgend beschrieben:
Das
Verbindungselement 20 wird mit dem oberen Ende durch die
zweite Bohrung 9 des unteren Teilabschnitts des Klemmelements 1 in
die erste Bohrung 8 eingebracht. Dazu wird die Verbindung
entweder durch Verschraubung und/oder Verlöten und/oder Verkleben beider
Bauteile miteinander hergestellt. Über das untere Ende des Verbindungselements 20 wird
das Befestigungselement 15 geschoben und in die Nähe des Klemmelements 1 gebracht.
Sollte ein solcher Winkel im Verbindungselement 20 vorliegen, dass
das Befestigungselement 15 nicht auf das untere Ende des
Verbindungselements 20 aufgeschoben und über diesen
Winkel verschoben werden kann, so hat dieser Montageschritt vor
der Verbindung des Verbindungselements 20 mit dem Klemmelement 1 zu
erfolgen.
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Das
so vormontierte Ventil wird von der Innenseite der Radschüssel in
die Öffnung 26 der
Radfelge 25 eingeführt.
Die kuppenförmige
Ausgestaltung des oberen Endes 3 des Klemmelements 1 erleichtert
dabei das Zentrieren des Ventils gegenüber der Öffnung 26. Das Ventil
wird soweit durch die Öffnung 26 der
Radfelge 25 geführt,
bis der Absatz 7 des Klemmelements 1 an der Innenseite 27 der
Radfelge 25 zur Anlage gelangt. Sodann wird das Befestigungselement 15 mit
dem Klemmelement 1 verschraubt. Aufgrund der konischen
Gewinde 10 und 17 wird beim Einschrauben des Befestigungselements 15 in
das Klemmelement 1 der unter Teil des Klemmelements 1 etwas
aufgeweitet und an die Wandung der Öffnung 26 der Radfelge 25 gedrückt. Die
Kunststoffbeschichtung am Außenumfang
des Klemmelements 1 bewirkt eine gewisse Nachgiebigkeit
des Klemmelements 1 und somit, dass sich die Radfelge 25 geringfügig in den
Kunststoff drückt.
Dadurch wird eine effektive Abdichtung und axiale Sicherung zwischen
dem Klemmelement 1 und der Radfelge 25 erzielt.
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In 5 ist
eine besondere Ausgestaltungsform der Erfindung dargestellt. An
dem oberen Ende des Verbindungselements 1, das gegenüber der
in der 4 dargestellten Ausführungsform nun durch das Klemmelement 1 hindurch
verlängert
ist und über das
obere Ende 3 des Klemmelements 1 hinaussteht, ist über ein
Außengewinde 23 ein
Drucksensor 35 befestigt. Der Drucksensor 35 weist
eine maximale Querschnittsausdehnung 36 auf, die senkrecht
zur Einbaurichtung des Ventils kleiner ist als die der Öffnung 26 der
Felge 25. Dadurch ist gewährleistet, dass das Ventil 30 zusammen
mit dem befestigten Drucksensor 35 am Fahrzeugrad montiert
und demontiert werden kann, ohne den Fahrzeugreifen vorher von der
Radfelge 25 zu entfernen.
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Der
Drucksensor 35 weist ein zylindrisches Gehäuse 37 auf,
das in Längsrichtung
an der Oberseite durch einen Deckel 38 verschlossen ist.
An der Unterseite besitzt der Drucksensor 35 eine Öffnung, die
ein Gewinde aufweist, über
welches der Drucksensor 35 an das Verbindungselement 1 angeschraubt
ist. Am unteren Ende des Drucksensors 35 sind am Umfang
des Gehäuses 37 mehrere
Bohrungen 39 angeordnet, über die im montierten Zustand eine
Verbindung zwischen dem Rohrdurchgang 24 und dem Reifeninneren
möglich
ist.
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Im
Inneren des Drucksensors 35 sind ein Feuchtigkeitsfilter 40,
ein Druck- und Temperaturaufnehmer 41, eine Sende- und
Empfangselektronik 42 sowie eine Batterie 43 angeordnet.