УСТРОЙСТВО КЛАПАНА КОЛЕСА С ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫМ КОЛПАКОМ КЛАПАНА
WHEEL VALVE DEVICE WITH SAFETY VALVE CAP

Изобретение относится к устройству клапана колеса устройства для согласования фактического давления, по меньшей мере, в одной шине одного колеса с актуальным заданным давлением в шине, с выполненным на корпусе питающим присоединением, в котором производят либо настройку актуального заданного давления в шине для согласования фактического давления в шине с заданным давлением в шине, либо деаэрацию, если фактическое давление в шине соответствует заданному давлению в шине, с соединенным с внутренним пространством шины, нагруженным фактическим давлением в шине и выполненным на корпусе рабочим присоединением, по меньшей мере, одним содержащим подвижный и взаимодействующий с седлом клапана стержень клапана, с седлом клапана, которое имеет положение открывания, соединяющее питающее присоединение с рабочим соединением, и положение запирание, запирающее это соединение, причем в положении запирания седла клапана нагруженная действующим на питающем присоединении давлением первая рабочая поверхность нагружает стержень клапана против действия пружинящих средств в положении открывания седла клапана, возможно дополнительное управление стержня клапана с помощью управляющей мембраны, с одной стороны, с помощью постоянно действующего на питающем присоединении давления против действия пружинящих средств в положении открывания клапанного пневмоаппарата и, с другой стороны, нагружением атмосферным давлением.
Транспортные средства, которые эксплуатируют в существенно различных дорожных условиях, например на укрепленных дорогах, на бездорожье, песке или заболоченной почве, нуждаются в согласовании давления в шинах также во время движения в различных эксплуатационных условиях. Для этого служит устройство согласования фактического давления в, по меньшей мере, одной шине одного колеса одной оси транспортного средства с актуальным заданным значением в шине, в частности, во время движения, содержащее расположенное на стороне шасси центральное устройство, которое осуществляет настройку либо актуального заданного значения в шине во вращающемся вместе с колесом или осью питающем присоединении корпуса, относящегося к оси или колесу пневматического устройства клапана колеса для согласования фактического давления в шине с заданным давлением в шине, либо производит деаэрацию этого питающего присоединения, если фактическое давление в шине соответствует заданному значению в шине.
Соответствующее родовому признаку устройство клапана колеса известно из документа DE 10 2012 005 384 A1. Оно содержит выполненное на корпусе питающее присоединение, в котором происходит либо настройка актуального заданного значения в шине для согласования фактического давления в шине с заданным давлением в шине, или которое претерпевает деаэрацию, если фактическое давление в шине соответствует заданному давлению в шине. Далее, устройство клапана колеса содержит рабочее присоединение, которое соединено с внутренним пространством шины, нагружено фактическим давлением в шине и выполнено на корпусе. По меньшей мере, один взаимодействующий с седлом клапана клапанный пневмоаппарат, который содержит подвижный стержень клапана, соединяет в состоянии открывания питающее присоединение с рабочим присоединением. В положении запирания клапанного пневмоаппарата  нагруженная присутствующим на питающем присоединении первая рабочая поверхность нагружает стержень клапана в направлении против действия пружинящих средств в положении открывания клапанного пневмоаппарата. Управление стержнем клапана можно дополнительно производить с помощью мембраны, которая, с одной стороны, постоянно нагружена присутствующим на питающем присоединении давлением в направлении против пружинящих средств в положении открывания клапанного пневмоаппарата и, с другой стороны, нагружена атмосферным давлением.
Недостаток этого решения заключается в том, что движение управляющей мембраны и, следовательно, движение стержня клапана весьма чувствительны к внешним воздействиям, например грязи, воде, льду и снегу. В результате загрязнения грубыми частицами или повышенной влажности может произойти существенное нарушение работы устройства клапана колеса. Вследствие управления работой стержнем клапана мембраной обязательно необходимо воздействие на управляющую мембрану атмосферного давления в качестве эталонного давления.
В документе US 5,309,969 раскрыто устройство для регулирования давления воздуха в шинах транспортного средства. Это устройство также содержит стержень клапана, который соединен с мембраной. Для защиты от загрязнений и влажности производят отсасывание воздуха от одной стороны мембраны с помощью общего патрубка вытяжной вентиляции, причем, однако, в зависимости от фактических потоков не может быть обеспечено постоянное атмосферное давление.
Расположение крышки на корпусе известного из документа DE 10 2012 005 384 А1 устройства клапана колеса препятствовало бы воздействию атмосферного давления на управляющую мембрану, в результате чего произошло бы существенное нарушение работы устройства клапана колеса. В добавление к этому в пространстве между мембраной и крышкой могло бы быть создано давление, оказывающее отрицательное влияние на наружную работу устройства клапана колеса.
По этой причине задача настоящего изобретения заключается в повышение надежности функциональности устройства клапана колеса также при эксплуатации транспортного средства на бездорожье при воздействии грязи, воды, льда и снега.
Задача решена, исходя из устройства клапана колеса в соответствии с ограничительной частью п. 1 в совокупности с его отличительными признаками. Предпочтительные усовершенствования изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.
В соответствии с изобретением предохранительный колпак клапана для закрывания, по меньшей мере, управляющей мембраны и стержня клапана  прилегает к корпусу или к расположенному на корпусе кольцу, причем предохранительный колпак клапана содержит, по меньшей мере, одну закрытую деаэрационным элементом выемку, чтобы обеспечить нагрузку, по меньшей мере, одной управляющей мембраны атмосферным давлением. Тем самым предохранительный колпак клапана препятствует проникновению грубых загрязнений и влаги и за счет этого защищает управляющую мембрану и стержень клапана, в частности, при эксплуатации транспортного средства на бездорожье. По меньшей мере, одна закрытая деаэрационным элементом выемка обеспечивает влияние атмосферного давления на управляющую мембрану. Деаэрационный элемент выполнен при этом таким образом, что предотвращается проникновение влаги и мелкозернистых загрязнений, причем присутствует воздухопроницаемость. Предпочтительным образом предохранительный колпак клапана содержит лишь одну центрально расположенную выемку. Представляется возможным  исполнение также нескольких выемок в предохранительном колпаке или исполнение предохранительного колпака аналогично ситу с большим числом выемок.
Предпочтительно деаэрационный элемент содержит воздухопроницаемую мембрану для выхода воздуха, причем она выполнена из полимера, в частности политетрафторэтилена. С целью воздухопроницаемости мембрана выполнена пористой. Политетрафторэтилен известен также под названием «тефлон» и вследствие пористого исполнения имеет достаточную воздухопроницаемость, однако, надежно препятствует проникновению частиц грязи и интенсивной влажности в форме жидкости.
Изобретение включает в себя техническое учение о том, что деаэрационный элемент аксиально прилегает к одной обращенной вовнутрь торцовой стороне предохранительного колпака клапана и соединен с предохранительным колпаком клапана, по меньшей мере, с возможностью отсоединения. Например, деаэрационный элемент может быть соединен с предохранительным колпаком клапана посредством резьбового соединения. Однако также возможно приклеивание деаэрационного элемента к предохранительному колпаку клапана или его крепление посредством застежки-липучки, в результате чего замена загрязненного деаэрационного элемента может быть реализована несложным образом.
В соответствии с одним предпочтительным примером исполнения предохранительный колпак клапана выполнен с горшкообразной формой. За счет этого предохранительный колпак клапана обеспечивает возможность аксиального движения стержня клапана. Иными словами, предохранительный колпак имеет цилиндрическую форму и содержит поверхность оболочки и расположенную перпендикулярно к ней поверхность основания. Поверхность оболочки прилегает на торцовой стороне к корпусу или кольцу. Поверхность основания содержит, по меньшей мере, одну выемку, которая закрыта деаэрационным элементом.
В соответствии с другим примером исполнения предохранительный колпак клапана укреплен с помощью присоединительных средств, по меньшей мере, с возможностью отсоединения, к корпусу или кольцу. Предпочтительным образом предохранительный колпак может быть укреплен на корпусе или кольце также при помощью сварки, пайки или приклеивания.
Предпочтительно предохранительный колпак содержит выполненную выступающей наружу закраину для прилегания к корпусу или кольцу. Эта закраина служит, в частности, в качестве более широкой поверхности прилегания к корпусу или кольцу и облегчает разъемное крепление предохранительного колпака на корпусе или кольце, в частности, посредством резьбовых элементов.
В особо предпочтительном варианте между предохранительным колпаком клапана и корпусом или кольцом расположен уплотнительный элемент. Уплотнительный элемент выполнен предпочтительно в качестве уплотнительного кольца и служит, в частности, при разъемном соединении, например, с помощью резьбовых элементов, для надежного уплотнения, предотвращающего попадание влаги и тонкозернистых частиц.
В соответствии со следующим примером исполнения предохранительный колпак клапана и кольцо выполнены в качестве цельного конструктивного элемента. Иными словами, предохранительный колпак клапана содержит прилегающее к корпусу кольцо. Это кольцо служит, в частности, для фиксации мембраны на корпусе.
Дальнейшие улучшающие изобретение меры  показаны ниже более подробно вместе с описанием предпочтительных примеров исполнения на основании чертежей. На чертежах представлено следующее:
фиг. 1 – схематичное изображение поперечного сечения соответствующего изобретению устройства клапана колеса в соответствии с одним примером исполнения;
фиг. 2 – схематичное изображение поперечного сечения частично изображенного устройства клапана колес по фиг 1 с предохранительным колпаком клапана в соответствии со следующим примером исполнения.
В соответствии с фиг. 1 устройство 6 клапана колеса содержит питающее присоединение 10 на корпусе 13. В питающем присоединении 10 происходит либо настройка актуального заданного давления в шине с помощью – не изображенного здесь – центрального устройства для согласования фактического давления в шине с заданным давлением в шине, либо деаэрация питающего присоединения 10 центральным устройством, если фактическое давление в шине соответствует заданному давлению в шине в пределах заданного допуска. На корпусе 13 устройства 6 клапана колеса изображено далее рабочее присоединение 11, соединенное через – не изображенную здесь - линию  с внутренним пространством – не показанной здесь – шины и нагруженное фактическим давлением шины.
Устройство 6 клапана шины содержит подвижный, взаимодействующий с седлом 29 клапана, содержащий стержень 24 клапана клапанный пневмоаппарат 17, который имеет положение открывания, соединяющее питающее присоединение 10 с рабочим присоединением 11, и положение запирание, запирающее это соединение. На фиг. 2 показано положение запирания клапанного пневмоаппарата 17. В положении запирания первая рабочая поверхность 12 посредством давления, присутствующего на питающем присоединении 10 и направляемого с помощью ветви 18а выполненного в корпусе 13 канала, обеспечивает натяжение стержня 24 клапана против действия пружины 30 в положении открывания клапанного пневмоаппарата 17, как это легко представить на основании фиг. 2. Пружина 30 опирается, с одной стороны, о стержень 24 клапана и, с другой стороны, о корпус 13.
Далее происходит нагружение стержня 24 клапана второй рабочей поверхностью 21 и третьей рабочей поверхностью 27 фактическим давлением, которое подводят к питающему каналу 11 и через следующий канал 19 в корпус 13. При этом вторая рабочая поверхность 21 нагружает стержень 24 клапана в положении открывания клапанного пневмоаппарата 17, а третья рабочая поверхность 27 нагружает стержень 24 клапана в положении запирания клапанного пневмоаппарата 17. Далее, вторая рабочая поверхность 21 и третья рабочая поверхность 27 образуются, например, с помощью радиально наружных кольцевых поверхностей мембраны 16, подвижной в положении открывания и положении закрывания клапанного пневмоаппарата 17, причем радиально внутренняя область мембраны 16 несет стержень 24 клапана. При этом вторая рабочая поверхность 21 мембраны 16 ограничивает вторую камеру 15 корпуса 13, которая соединена с рабочим присоединением 11 с помощью предпочтительно содержащей дроссель 28 ветви 19b канала 19. Третья рабочая поверхность 27 мембраны 16 ограничивает третью камеру 20 корпуса 13, которая соединена с рабочим присоединением 11 через следующую ветвь 19а без дросселя канала 19. При этом радиально наружный край мембраны 16 зафиксирован между двумя половинами 13а, 13b корпуса 13.
Дополнительно управление стержнем 24 клапана клапанного пневмоаппарата 17 может производиться с помощью управляющей мембраны 14, которая, с одной стороны, постоянно нагружена присутствующим на питающем присоединении 10 давлением в направлении против действия пружины 30 в положении открывания клапанного пневмоаппарата и, с другой стороны, нагружена атмосферным давлением в положении запирания клапанного пневмоаппарата. В особо предпочтительном случае управляющая мембрана 14 ограничивает управляющую камеру 22, которая через ветвь 18b канала 18 соединена с питающим присоединением 10. По этой причине ветвь 18b канала 18 служит исключительно для подвода или отвода управляющего воздуха в управляющую камеру 22 или из нее.
Далее, один радиально наружный край мембраны 14 зафиксирован на корпусе с помощью кольца 26. Это кольцо 26 при помощи центрального отверстия допускает нагружение управляющей мембраны 14 атмосферным давлением для нагружения стержня 24 клапана через толкатель 25 клапана в положении запирания. Для этого управляющая мембрана 14 на одной стороне центрально соединена с подвижно укрепленным в корпусе 13 толкателем 25 клапана, который, в свою очередь, соединен на другой стороне со стержнем 24 клапана.
Первая рабочая поверхность 12 для присутствующего на питающем присоединении 10 и подводимого через ветвь 18а давления предпочтительно выполнена радиальной относительно седла 29 клапана внутренней частью поверхности стержня 24 клапана, которая ограничивает соединенную с питающим присоединением 10 первую камеру корпуса 13, которая образована предпочтительно непосредственно ветвью 18а канала 18. Ветвь 18а канала 18 направляет воздух, необходимый для настройки заданного давления в шине.
В особо предпочтительном случае третья камера 20 уплотнена относительно управляющей камеры 22. Это достигнуто, например, за счет того, что толкатель 25 клапана проходит через сквозное отверстие в выполненной между управляющей камерой 22 и третьей камерой 20 разделительной стенке корпуса 13, которая уплотнена с помощью уплотнения 23.  При этом толкатель 25 проходит через третью камеру 20 и центрально укреплен на стержне 24 клапана.
Для покрывания управляющей мембраны 14 и стержня 24 клапана  расположенное на корпусе 13 кольцо 26 содержит имеющий форму горшка предохранительный колпак 1 клапана для защиты мембраны 14 и стержня 24 клапана от грязи и влаги. На предохранительном колпаке 1 клапана выполнена закрытая деаэрационным элементом 2 выемка 3, обеспечивающая нагружение управляющей мембраны 14 атмосферным давлением. Деаэрационный элемент 2 аксиально прилегает к направленной вовнутрь торцовой поверхности предохранительного колпака 1 клапана и содержит воздухопроницаемую мембрану 4 из тефлона, в частности, для выхода потока воздуха из пространства, образованного между управляющей мембраной 14 и предохранительным колпаком 1 клапана. Далее, деаэрационный элемент 2 содержит раму 6, на которую натянута мембрана 4. За счет этого исключается попадание как грязи, так и влаги и обеспечивается возможность воздействия атмосферного давления на управляющую мембрану 14.  Деаэрационный элемент 2 соединен с предохранительным колпаком 1 клапана  с помощью клеевого соединения. Несмотря на закрывание предохранительным колпаком 1 клапана обеспечено противодействие нарастанию давления, например, в результате утечек в управляющей мембране 14 в пространстве, расположенном между предохранительным колпаком 1 клапана и управляющей мембраной 14, через выемку 3 в предохранительном колпаке 1 клапана.
В соответствии с фиг. 2 предохранительный колпак 1 клапана содержит выполненную выступающей наружу закраину 7 для аксиального прилегания к корпусу 13. Аксиально между корпусом 13 и закраиной 7 в выполненной в закраине 7 выемке расположен уплотнительный элемент 8. Далее, предохранительный колпак 1 клапана укреплен с возможностью отсоединения на корпусе 13 с помощью резьбовых элементов 5а, 5b.