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Dokumentenidentifikation DE102006023595A1 22.11.2007
Titel Ventilgehäuse
Anmelder Brandner, Juliana, 85445 Oberding, DE
Erfinder Brandner, Juliana, 85445 Oberding, DE
DE-Anmeldedatum 19.05.2006
DE-Aktenzeichen 102006023595
Offenlegungstag 22.11.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.11.2007
IPC-Hauptklasse F16K 27/00(2006.01)A, F, I, 20060519, B, H, DE
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Ventilgehäuse mit Zwischenstück, wobei dieses zur Befestigung eines elastischen, druckbeaufschlagbaren Behältnisses vorgesehen ist und eine Aufnahme für ein Standard-Ventil vorsieht, wobei das Ventilgehäuse-Zwischenstück als Spritzgussteil für Großserien und als Drehteil für kleine Stückzahlen herstellbar ist.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventilgehäuse-Zwischenstück aus spritzgegossenem Kunststoff, Silikon oder Metall (Aluminium). Für den Einsatz eines solchen Ventilgehäuse – Zwischenstückes werden aus wirtschaftlichen Gründen marktübliche Standard-Ventile verwendet.

Für die Verbindung eines Standard-Ventils mit einem elastischen Behältnis ist erfindungsgemäß ein Ventilgehäuse-Zwischenstück erforderlich.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen abgedichteten Anschluss zwischen einem Standard-Ventil und einem Ventilgehäuse-Zwischenstück eine kostengünstige, einfach zu fertigende Verbindung herzustellen, welche für die unterschiedlichsten Anschlussarten von elastischen Behältnissen geeignet ist.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Ventilgehäuse-Zwischenstück nach Anspruch 1.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass ein besonders einfaches und kostengünstiges Ventilgehäuse-Zwischenstück herstellbar ist, in dem das Innere des Ventilgehäuse-Zwischenstückes im Wesentlichen aus konzentrischen Bohrungen besteht, die leicht von der einen oder anderen Seite einzubringen sind. Dies erlaubt eine besonders einfache Form des Ventilgehäuse-Zwischenstückes. Für Großserien kann die Herstellung als Spritzgussteil und für kleine Stückzahlen kostengünstig als Drehteil erfolgen und zwar in unterschiedlichsten Werkstoffen, wie Kunststoff und Silikone oder Metalle.

In einer einfachsten Ausführungsform ist das Ventilgehäuse-Zwischenstück entlang einer Längsachse ausgebildet. An einem Ende oben, weist es einen Aufnahmebereich auf, der zur Aufnahme einer Ventilkomponente eines vorgebbaren Ventils vorgesehen ist. Dabei kann es sich insbesondere um standardisierte Ventile handeln, die auf dem Markt verbreitet sind.

Weiterhin ist an dem Ventilgehäuse-Zwischenstück zur Befestigung von druckbeaufschlagbaren elastischen Behältnissen ein äußerer Befestigungsbereich vorgesehen. Dieser dient zur Befestigung eines elastischen Behältnisses für das zu speichernde Medium wobei das elastische Behältnis zugleich als Energiespeicher für den erforderlichen Austreibdruck ausgebildet ist.

Erfindungsgemäß ist für den Aufnahmebereich der Ventilkomponente vom oberen Ende des Ventilgehäuse-Zwischenstückes her entlang seiner Achse eine erste Bohrung mit einem Radius R1 eingebracht. Die Bohrung ist dabei, ausgehend vom äußeren freien Ende des Ventilgehäuse-Zwischenstückes mit einer zylindrischen glatten Wandfläche ausgebildet, die insbesondere keine Vertiefungen oder Erhöhungen aufweist. In axialer Richtung benachbart zu dieser ersten Bohrung ist eine zweite Bohrung vorgesehen. Diese weist einen Radius R2 auf, der kleiner ist als R1. Der Übergang von R1 nach R2 verläuft erfindungsgemäß zwischen den von den Radien R1 und R2 jeweils definierten Mantelflächen. Das bedeutet, dass die Mantelflächen der beiden Bohrungen ineinander übergehen, ohne dass der Übergang eine Ausweitung größer als R1 oder Einschnürung kleiner als R2 erfährt. Insbesondere ist die erste Bohrung, also über ihre gesamte Länge zylindrisch und mit glatter Mantelfläche ausgebildet, ohne etwaige Vertiefungen oder Hinterschneidungen auszubilden. Auch die zweite Bohrung ist erfindungsgemäß mit durchgehend glatter bzw. zylindrischer Mantelfläche ausgebildet, ohne im Querschnitt irgendwelche Profilierungen zu bilden.

Der Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, dass der Aufnahmebereich für ein Standardventil sehr einfach durch Bohrungen zu fertigen ist, was insbesondere auch die Herstellung des Ventilgehäuse-Zwischenstückes sowohl als Spritzgussteil, da leicht entformbar, als auch als Drehteil kostengünstig erlaubt.

Bei dem erfindungsgemäßen Ventilgehäuse-Zwischenstück ist dagegen die erste Bohrung vollständig ohne Rasteinrichtungen, Hinterschneidungen, radiale Ausbuchtungen etc. ausgebildet und geht nirgendwo über den Radius R1 hinaus. Diese Herstellung ist besonders einfach.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Übergang von R1 nach R2 durch in eine axiale Richtung stetig abnehmenden Radius R2 gebildet. Das bedeutet, dass der Radius R1 in axialer Richtung von der ersten Bohrung zur zweiten Bohrung einen stetig abnehmenden Verlauf zeigt, sich also dem Radius R2 monoton annähert. Dieser Verlauf stellt erfindungsgemäß sicher, dass er besonders einfach durch ein geeignetes Bohrinstrument alleine durch axialen Vorschub im Ventilgehäuse-Zwischenstück ausgebildet bzw. gefertigt werden kann. Hinterschneidungen oder sonstige Rastmechanismen entfallen nach wie vor in diesem Bereich, so dass auch ein solches stetig abnehmendes Profil leicht durch das entsprechende Werkzeug durch allein axialen Vorschub erreicht werden kann. Mangels Hinterschneidung ist ein radialer Versatz eines Werkzeuges hier nicht nötig.

Insbesondere lässt sich der Übergang konisch ausbilden, so dass der Radius R1 in axialer Richtung konstant (im Querschnitt also entlang einer Geraden) in den Radius R2 überführt wird. Eine solche konische Ausbildung eignet sich einerseits insbesondere als Einführhilfe für die Spitze des einzubringenden Ventilgehäuse, andererseits eignet sich die konische Fläche besonders gut als Anlagebereich für ein Dichtmittel, welches den Ventilkörper und das Ventilgehäuse-Zwischenstück gegeneinander abdichtet (siehe dazu auch 1). Der konische Übergang lässt sich besonders einfach bei Drehteilen dadurch herstellen, dass ein Bohrer mit dem Radius R1 und dem entsprechenden Bohrwinkel an seiner Spitze verwendet wird, um in einem Arbeitsgang sowohl die erste Bohrung als auch die anschließende konische Übergangszone herzustellen.

Selbstverständlich ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform auch ein rechtwinkliger Übergang der beiden Radien ineinander denkbar, so dass der Radius R1 abrupt auf den Radius R2 verringert wird. (siehe 2) Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die zweite Bohrung an ihrem der ersten Bohrung abgewandten Ende in eine dritte Bohrung übergeht. Auch die dritte Bohrung soll konzentrisch zu den beiden anderen Bohrungen ausgebildet sein, wobei ihr Radius R3 größer ist als der der zweiten Bohrung R2. Diese Aufweitung des Durchmessers in Längsrichtung der Achse kann vorteilhaft für einen Rastmechanismus verwendet werden, um den durch die zweite Bohrung hindurchgedrückten Standard-Ventilkörper mit dem Ventilgehäuse-Zwischenstück zu verrasten. Eine im Querschnitt beispielsweise pfeilförmig ausgebildete Spitze eines in das Ventilgehäuse-Zwischenstück einzusetzenden Standard-Ventilkörpers kann dabei so durch die zweite Bohrung hindurchgedrückt werden, dass sich die Spitze in der anschließenden dritten Bohrung etwas aufweitet und somit ein Herausziehen des Standard-Ventilkörpers aus dem Ventilgehäuse-Zwischenstück verhindert. Auch diese dritte Bohrung kann besonders einfach in das Ventilgehäuse-Zwischenstück eingebracht werden. Zur leichteren Entformung kann bei einem Spritzgussteil die Bohrung R3 auch konisch ausgeführt werden.

2 zeigt eine andere Variation der Dichtung 13', wobei der Dichtungssitz als rechtwinkelige Variante ausgebildet ist.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Befestigungsbereich, an dem das elastische Behältnis befestigt wird, mit einem Profil versehen, so dass die Befestigung an sich verbessert werden kann. Bei dieser Profilierung kann es sich insbesondere um Vertiefungen oder Erhebungen handeln, die um die Achse herumlaufen und so insbesondere gegen eine axiale Verschiebung des befestigten Behältnisses relativ zum Ventilgehäuse-Zwischenstück einen Widerstand bieten, der auf Reibschluss oder auch Formschluss basieren kann. Die Vertiefungen oder Erhebungen können dabei in Umlaufrichtung auch unterbrochen und beispielsweise in Form einzelner Noppen angeordnet sein. Auf diesen Noppen lässt sich das elastische Behältnis besonders leicht und sicher befestigen und gegen ein Verrutschen sichern. Durch eine Schelle, die den Hals des elastischen Behältnisses im Befestigungsbereich außen umläuft, wird eine umlaufende Verspannung erzielt, die den Hals auch an das von dem Ventilgehäuse-Zwischenstück vorgegebene Profil anpasst bzw. in dieses hineindrückt. Eine besonders sichere Verbindung lässt sich so bewerkstelligen.

Je nach Ausführungsform der umlaufenden Vertiefungen oder Erhebungen lassen sich sowohl als Spritzguss als auch im Rahmen einer Drehbearbeitung des Ventilgehäuse-Zwischenstückes einfach und kostengünstig herstellen.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Befestigungsbereich durch eine radiale Erhebung begrenzt wird, die sich am oberen und unteren Bereich des Ventilgehäuse-Zwischenstückes befindet. Dadurch wird ein Anschlag bzw. ein Profil ausgebildet, in welches der Hals des zu befestigenden elastischen Behältnisses vollständig eingesetzt wird, so dass ein Verrutschen in axialer Richtung verhindert wird.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass an dem Aufnahmebereich gegenüber liegenden Ende des Ventilgehäuse-Zwischenstückes eine Einführschräge vorgesehen ist, um die Wandung des elastischen Behältnisses leichter auf das Ventilgehäuse-Zwischenstück aufschieben zu können. Auch diese Einführschräge kann als konische Form leicht im Rahmen einer Drehbearbeitung oder einer Spritzgussfertigung hergestellt werden.

Wie vorstehend bereits ausgeführt, sieht eine Ausführungsform der Erfindung vor, dass zur Verbindung des Ventilgehäuse-Zwischenstückes mit dem einzusetzenden Standard-Ventil ein Rastmechanismus vorgesehen ist. Vorteilhafterweise ist dieser Rastmechanismus im Bereich des Übergangs von der zweiten zu der dritten Bohrung vorgesehen, wobei der Übergang hier zum Zweck einer Hinterschneidung entsprechend ausgebildet sein kann. Insbesondere eine senkrecht zur Achse erfolgende radiale Aufweitung von der zweiten zur dritten Bohrung kann hier als Anschlagfläche genutzt werden, um mit einem durch die zweite Bohrung hindurchgedrückten Standard-Ventil zusammenzuwirken. In Verbindung mit einem Dichtelement, welches im Übergangsbereich zwischen der ersten und der zweiten Bohrung eingesetzt wird, ergibt sich eine besonders stabile und dichte Verbindung zwischen dem Ventilgehäuse-Zwischenstück und dem vorgegebenen Standard-Ventil, ohne dass spezielle Hinterschneidungsbereiche im Bereich der ersten oder zweiten Bohrung dafür erforderlich wären.

Erfindungsgemäß lässt sich das gesamte Ventilgehäuse-Zwischenstück rotationssymmetrisch zu seiner Längsachse ausbilden, also im Rahmen einer Drehbearbeitung herstellen. Bei Spritzguss ist eine einfache Entformung ebenfalls gewährleistet. Dies erlaubt die Verwendung unterschiedlichster Materialien für das Ventilgehäuse-Zwischenstück, wobei Kunststoff oder Silikon sowie Metalle (Aluminium) zu nennen wären. Andere Materialien sind dadurch jedoch nicht ausgeschlossen.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachfolgend wird eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventilgehäuse-Zwischenstückes anhand der l näher erläutert. Die 1 zeigt dabei einen schematischen Querschnitt durch das Ventilgehäuse-Zwischenstück mit beispielhafter Befestigung des elastischen Behältnisses und dem eingesetzten nur teilweise dargestellten Standard-Ventil.

Ein Ventilgehäuse-Zwischenstück (1) ist rotationssymmetrisch zu einer Achse (2) ausgebildet. Von einem oberen Ende (3) des Ventilgehäuse-Zwischenstückes ist eine erste Bohrung mit dem Radius (R1) eingebracht. Die Bohrung verläuft mit konstanter, glatter, zylindrischer Wandfläche in axialer Richtung bis zu einem Übergangsbereich (11), in dem der größere Radius (R1) auf einen kleineren Radius (R2) überführt wird. Mit dem Radius (R2) erstreckt sich eine zweite Bohrung in axialer Richtung weiter durch das Ventilgehäuse-Zwischenstück, bis sich eine dritte Bohrung mit einem Radius (R3) anschließt, der größer ist als (R2).

Während der Übergang von (R1) nach (R) im Wesentlichen stetig entlang einer konischen Fläche ausgeführt wird, erfolgt die Änderung von (R) nach (R) in einem Übergangsbereich (12) sprunghaft radial nach außen. Alternativ kann, wie in 2 gezeigt, der Übergang von (R ) auf (R) auch sprunghaft ausgeführt und mit einem entsprechenden Dichtelement (13') zwischen Teil (4) und Teil (1) versehen werden.

In die erste, zweite und dritte Bohrung ist ein Standard-Ventilgehäuse (4) eingesetzt, in dem es mit seiner Spitze voran durch die erste und zweite Bohrung hindurchgeschoben wird. Die Aufweitung im Übergangsbereich (12) dient als Rastmechanismus, um das Standard-Ventilgehäuse (4) mit dem Ventilgehäuse-Zwischenstück (1) dauerhaft und sicher zu verbinden. Im Übergangsbereich (11) ist des Weiteren ein Dichtelement (13) eingesetzt, welches sich umlaufend an die konische Übergangsfläche und gleichzeitig an das Standard-Ventilgehäuse anlegt. Diese Anordnung stellt besonders sicher, dass das Dichtelement (13) über seinen gesamten Umfang abdichtet.

An seinem äußeren Umfang weist das Ventilgehäuse-Zwischenstück (1) einen Befestigungsbereich (6) auf, an dem ein elastisches, druckbeaufschlagbares Behältnis (5) befestigbar ist. Das elastische Behältnis (5), von dem in der 1 nur der obere Halsbereich dargestellt ist, dient dabei als Aufnahmebehältnis für das zu speichernde bzw. auszugebende pastöse Medium. Über eine Schelle (14) ist der Hals des elastischen Behältnisses (5) radial gegen das Ventilgehäuse-Zwischenstück (1) bzw. dessen Befestigungsbereich (6) verspannt.

Der Befestigungsbereich (6) weist zur besonders sicheren Befestigung ein Profil auf, welches durch um die Achse (2) umlaufende Rillen gebildet ist. Weiterhin weist das Ventilgehäuse-Zwischenstück (1) zwei radiale Erhebungen (7) auf, die den Befestigungsbereich (6) in axialer Richtung begrenzen. Gleichzeitig dienen diese radialen Erhebungen als reib- oder gar formschlüssige Barrieren, die ein Abrutschen des elastischen Behältnisses (5) in axialer Richtung verhindern.

An dem zweiten unteren Ende (8) des Ventilgehäuse-Zwischenstückes (1) ist eine Einführschräge (9) in Form einer konischen Fläche ausgebildet, um ein elastisches Behältnis (5) mit seinem Hals leichter über das Ventilgehäuse-Zwischenstück (1) überzuschieben bzw. im Befestigungsbereich (6) zur Anlage bringen zu können.


Anspruch[de]
Ventilgehäuse-Zwischenstück (1) für ein Standard-Ventil,

a) wobei das Ventilgehäuse-Zwischenstück (1) entlang einer Längsachse (2) ausgebildet ist, und

b) wobei das Ventilgehäuse-Zwischenstück (1) an einem ersten oberen Ende (3) einen Aufnahmebereich zur Aufnahme wenigstens eines Standard-Ventilgehäuses (4) eines vorgebbaren Standard-Ventils aufweist, und

c) wobei an dem Ventilgehäuse-Zwischenstück (1) zur Befestigung eines elastischen, druckbeaufschlagbaren Behältnisses (5) ein äußerer Befestigungsbereich (6) vorgesehen ist, und

d) wobei für den Aufnahmebereich vom ersten oberen Ende (3) her entlang der Achse (2) eine erste Bohrungen mit Radius (R1) und mit zylindrischer, glatter Wandfläche vorgesehen ist, und

e) wobei die erste Bohrung in eine in axialer Richtung benachbarte, zur Achse (2) konzentrische zweite Bohrung mit einem Radius (R2) übergeht, wobei (R1) > (R2),

dadurch gekennzeichnet,

f) dass der Übergang von R1 nach R2 zwischen den von den Radien R1 und R2 jeweils definierten Mantelflächen verläuft.
Ventilgehäuse-Zwischenstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang von R1 nach R2 durch in eine axiale Richtung stetig abnehmenden Radius R2 gebildet wird. Ventilgehäuse-Zwischenstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang von R1 nach R2 konisch, insbesondere zur Anlage eines Dichtmittels, ausgebildet ist. Ventilgehäuse-Zwischenstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang von R1 nach R2 rechtwinklig zur Achse (2) ausgebildet ist. Ventilgehäuse-Zwischenstück nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Bohrung an ihrem der ersten Bohrung abgewandten Ende in eine dritte, zur Achse (2) konzentrische zylindrische Bohrung übergeht, deren Radius (R3) größer ist als (R2). Ventilgehäuse-Zwischenstück nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsbereich (6) zur Optimierung der Befestigung profiliert ist. Ventilgehäuse-Zwischenstück nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierung um die Achse (2) umlaufende Vertiefungen oder Erhebungen umfasst, die in Umlaufrichtung unterbrochen sein können. Ventilgehäuse-Zwischenstück nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsbereich (6) in axialer, dem ersten oberen Ende (3) abgewandter und/oder zugewandter Richtung zur reib- und/oder formschlüssigen Sicherung der Befestigung durch wenigstens eine radiale Erhebung (7) begrenzt ist. Ventilgehäuse-Zwischenstück nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem ersten oberen Ende (3) gegenüberliegendes zweiten unteren Ende (8) des Ventilgehäuse-Zwischenstückes als Montagehilfe mit einer Einführschräge (9) versehen ist, um die Wandung des elastischen Behältnisses (5) auf den Befestigungsbereich (6) aufzuschieben. Ventilgehäuse-Zwischenstück nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verbindung mit dem Standard-Ventilgehäuse (4) ein Rastmechanismus (10) vorgesehen ist. Ventilgehäuse-Zwischenstück nach Anspruch 5 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Rastmechanismus als Gegenrast (10) den Übergang von der zweiten Bohrung zur dritten Bohrung umfasst. Ventilgehäuse-Zwischenstück nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse-Zwischenstück (1) rotationssymmetrisch zur Längsachse (2) ausgebildet ist. Ventilgehäuse-Zwischenstück nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse-Zwischenstück (1) aus Kunststoff, Silikon oder Metall (Aluminium), gefertigt ist.






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