ВЕНТИЛЬ ШИНЫ
TYRE VALVE

Изобретение касается вентиля шины, включающего корпус вентиля, охватывающий канал вентиля с седлом клапана, оборудованный как минимум одним соединительным элементом для присоединения корпуса вентиля к основанию вентиля, и включающего установленный в канал вентиля и способный перемещаться в нем в осевом направлении золотник, который в закрытом положении вентиля герметично прилегает к седлу клапана корпуса вентиля.
Вентили шин для транспортных средств выполнены как вентили обода колеса, или как вентили камеры шины. Поскольку автомобильные шины преимущественно используются без камер, в ободах автомобильных колес преимущественно используются вентили обода. Такого рода вентили, что, однако, действительно и для вентилей камеры шины, включают основание вентиля, которое в случае вентиля обода герметично привинчено к ободу колеса. Основание вентиля включает цилиндрический отрезок трубки с наружной резьбой. Наружная резьба может быть разделена на два участка: один участок резьбы для закрепления основания вентиля на ободе колеса, а другой участок резьбы для навинчивания колпачка вентиля для закрывания вентиля. Кроме того, трубка располагает внутренней резьбой для закрепления самого вентиля. Вентиль шины имеет корпус вентиля с соединительным элементом, служащим для соединения корпуса вентиля с основанием вентиля и выполненным в виде наружной соединительной резьбы, с помощью которой корпус вентиля вкручивается в трубку основания вентиля. Корпус вентиля имеет проходящий сквозь него в осевом направлении канал вентиля, и формирует седло клапана для золотника вентиля, способного перемещаться по каналу вентиля в осевом направлении. В закрытом положении вентиля этот золотник вентиля своей уплотнительной поверхностью прилегает к седлу клапана корпуса вентиля.
Золотник вентиля имеет шток, который через корпус вентиля выступает до области верхнего отверстия трубки основания вентиля. При утапливании штока в корпус вентиля золотник приподымается от седла клапана, так что воздух может выпускаться из шины. Золотник вентиля приподымается от своего седла клапана и при подаче воздуха, когда к трубке основания вентиля присоединена зажимная муфта.
Даже если принцип действия такого вентиля хорошо себя зарекомендовал, для некоторых применений было бы желательно, чтобы процесс изменения давления воздуха в шине мог проходить быстрее. Особенно это относится к выпусканию воздуха. Такое применение используется у транспортных средств, которые двигаются по различным поверхностям. Иногда, для увеличения пятна контакта шины, например, для движения по более рыхлой поверхности, требуется уменьшить давление в шине. Обычно это осуществляется путем утапливания штока, относящегося к золотнику вентиля, либо вручную, либо путем подсоединения манометра или шланга, принадлежащего к автомобильному устройству регулирования. Для подсоединения такого манометра или такого шланга на резьбовом конце трубки основания вентиля зажимается соединительная муфта. Частью соединительной муфты является шток привода, который воздействует на шток золотника для открывания вентиля. При использовании соединительных муфт такого рода для подсоединения манометра или шланга к вентилю шины, зажимать муфту необходимо тщательно, поскольку в противном случае, а именно при высоком давлении воздуха, она может отсоединиться. Соединительные муфты, которые накручиваются на наружную резьбу трубки вентиля для предупреждения этой проблемы, рассматриваются как сложные в использовании.
Исходя из этого рассматриваемого уровня развития техники, в основу изобретения положена задача усовершенствовать упомянутый вентиль шины таким образом, чтобы с его помощью был возможен не только быстрый выпуск воздуха из шины, и принципиально обеспечивалось надежное подсоединение соединительной муфты, но и чтобы такой вентиль подходил в особенности и для шин меньшего размера. Согласно изобретению эта задача решается с помощью упомянутого в начале типового вентиля шины, у которого соединительный элемент расположен в соединительном отрезке, отстоящем от рабочего отрезка корпуса вентиля в осевом направлении, и корпус вентиля выполнен цельным.
У этого вентиля соединительный элемент, который обычно выполнен в виде соединительной резьбы, расположен не в поперечном отношении к необходимым для работы вентиля элементам, таким, как седло клапана и подвижный золотник вентиля, а в соединительном отрезке, отстоящем от этих элементов в осевом направлении. Тем самым, корпус вентиля со своими рабочими элементами находится на удалении от конца трубки основания вентиля. Пространственное разнесение соединительного отрезка и рабочих элементов вентиля шины в осевом направлении позволяет разместить рабочие элементы вентиля за пределами трубки основания вентиля, следовательно, в месте, на которое ширина в свету трубки основания вентиля не оказывает негативного воздействия. Следовательно, такой вентиль шины может иметь канал вентиля большего диаметра и, соответственно, золотник большего диаметра. Больший диаметр канала вентиля обеспечивает большее поперечное сечение потока при открытом вентиле, и таким образом более быстрое выпускание воздуха из шины, а также более быструю подачу воздуха в шину. Вследствие расположения корпуса вентиля с его рабочими элементами за пределами трубки основания вентиля возможно исполнение корпуса вентиля, соответствующее требованиям, а именно - независимо от имеющихся в противном случае ограничений, накладываемых трубкой основания вентиля. Корпус вентиля, к примеру, может иметь по окружности паз и другие соединительные элементы, или другие соединительные элементы для подсоединения соединительной муфты шланга или манометра. Поэтому подсоединение соединительной муфты к вентилю может осуществляться с геометрическим замыканием, в особенности без необходимости навинчивания соединительной муфты на резьбу.
Кроме того, корпус этого вентиля шины выполнен цельным. Цельное исполнение корпуса вентиля позволяет изготавливать его с меньшим расходом материала и, тем не менее, выполнять предъявляемые к корпусу вентиля требования по прочности. Вследствие незначительного расхода материала такой вентиль шины обладает относительно небольшой массой и поэтому подходит для применения и в шинах меньших типоразмеров, например, таких, как шины легковых автомобилей. Именно на легковых автомобилях, в особенности, если они обладают внедорожными возможностями, например, на кроссоверах (SUV), могут применяться такие вентили шин, даже если шины таких автомобилей должны выдерживать большие скорости вращения, чем, к примеру, вентили шин обычных легковых автомобилей. Описанное выше разнесение рабочей зоны вентиля и зоны, включающей соединительный элемент, друг от друга в осевом направлении обеспечивает компактное исполнение, которое является условием для минимально возможного расхода материала и тем самым для минимально возможной массы вентиля шины.
Принципиально, соединительный элемент корпуса вентиля, преимущественно исполненный в виде соединительной резьбы, может быть исполнен как наружная или внутренняя резьба. Если желательно получить максимально большое пропускное сечение канала вентиля, соединительную резьбу корпуса вентиля исполняют в виде внутренней резьбы, так что корпус вентиля может навинчиваться на наружную резьбу трубки основания вентиля. В этом случае такой вентиль шины навинчивается на трубку основания вентиля как обычный защитный колпачок, и соответствующим образом удлиняет трубку. Соединение корпуса вентиля с помощью его соединительного элемента с основанием вентиля происходит таким способом, что обеспечивается герметичность соединения. При использовании вентиля шины согласно изобретению, вентиль может быть в целом более коротким, поскольку от золотника вентиля не требуется, чтобы он, по меньшей мере, целиком, размещался в трубке основания вентиля.
Благодаря относительно большому доступному монтажному пространству в пределах канала вентиля, канал может иметь внутренние элементы. К примеру, речь при этом может идти об упорной поверхности для ограничения перемещения золотника вентиля в направлении закрывания. В соответствии с этим, золотник имеет ответную упорную поверхность, причем, эти упорные поверхности могут быть преимущественно исполнены в виде расположенных по окружности радиальных выступов, которые могут иметь наклон в направлении к продольной оси и к отверстию вентиля. Путем такого предусмотренного упора, в закрытом положении вентиля, когда уплотнительное кольцо, как часть золотника вентиля, прилегает к седлу клапана, максимальная деформация эластичного кольца на седле клапана не может превышать деформацию, которую допускает это описанное выше подвижное упорное соединение, прежде чем обе упорные поверхности будут прилегать друг к другу. Благодаря этой мере сберегается используемый уплотнительный элемент. При этом подразумевается, что эффект наступает не только тогда, когда уплотнительный элемент является элементом подвижного золотника вентиля, но и тогда, когда используемый уплотнительный элемент находится на корпусе вентиля, неподвижном относительно золотника вентиля.
Другие преимущества и исполнения изобретения вытекают из последующего описания примера исполнения со ссылкой на прилагаемую фигуру 1. На фигуре 1 показано частичное продольное сечение вентиля шины 1, который в показанном примере исполнения подсоединен к основанию вентиля 2, рассчитанному на установку на обод колеса автомобиля. В случае основания вентиля 2 речь идет об основании вентиля с трубкой 3, имеющей продольный канал, с присоединительным фланцем 4, с уплотнителем с буртиком 5, а также с монтажной гайкой 6 для зажима основания вентиля 2 на основании обода шины автомобиля с использованием подкладной шайбы В. Трубка 3, на своем противоположном соединительному фланцу 4 конце, имеет наружную резьбу 7. Канал, образованный трубкой 3, предназначен для связи между внутренним пространством шины, установленной на обод колеса, и окружающим пространством. Монтажная гайка 6 выполнена в виде шлицевой гайки и располагает по окружности кольцеобразной выемкой 6.1, в которую установлено кольцо круглого сечения 6.2 из эластичного материала. Диаметр кольца круглого сечения 6.2 подобран таким образом, что не испытывая нагрузки в осевом направлении оно выступает над плоскостью монтажной гайки 6, обращенной в сторону, противоположную подкладной шайбе В.
Вентиль шины 1 имеет соединительный отрезок 8 с внутренней резьбой 9, совместимой с наружной резьбой 7 трубки 3, в качестве соединительного элемента для присоединения вентиля шины 1 к основанию вентиля 2. Вентиль шины 1 с помощью своей внутренней резьбы 9 навинчен на трубку 3. Соединительный отрезок 8 вентиля шины 1 является частью корпуса вентиля 10 вентиля шины 1. К соединительному отрезку 8 корпуса вентиля 10 примыкает присоединительный отрезок с рабочими элементами вентиля шины 1. Корпус вентиля шины 10 изготовлен цельным, как правило, с помощью одной или нескольких операций обработки резанием. Корпус вентиля 10 в пределах своего присоединительного отрезка имеет канал вентиля 11, в качестве продолжения канала, образованного трубкой 3 основания вентиля 2. В канале вентиля 11 корпуса вентиля 10 размещен золотник вентиля 12, способный перемещаться вдоль продольной оси вентиля.
На фигуре 1 золотник вентиля 12 показан в его закрытом положении. Направление движения открывания золотника вентиля 12 обозначено стрелкой. Золотник вентиля 12 на своем обращенном от соединительного отрезка 8 конце имеет в пазу 13 уплотнительное кольцо 14, которое на показанном примере исполнено в виде кольца круглого сечения из эластичного материала. Уплотнительное кольцо 14 в закрытом положении герметично прилегает к седлу клапана 15, выполненному на корпусе вентиля 10. Золотник вентиля 12 в его закрытом положении, как показано на фиг.1, удерживается усилием пружины 16. Пружина 16 выполнена в виде конусной пружины, и своим концом меньшего диаметра опирается на опору пружины, расположенную на стороне золотника 12, обращенной к соединительному отрезку 8, выполненную в виде буртика 17, а своим другим концом - на предусмотренный на конце внутренней резьбы 9 со стороны корпуса вентиля буртик 18, служащий опорой пружины на корпусе вентиля.
Корпус вентиля 10 имеет расположенную по окружности и наклоненную в направлении продольной оси вентиля шины 1 в сторону седла клапана 15 упорную поверхность 19. Золотник вентиля 12 имеет упорную поверхность 20, выполненную в качестве ответной упорной поверхности. В закрытом положении золотника вентиля 12 обе упорные поверхности 19, 20 прилегают друг к другу. Этим ограничивается подвижность золотника вентиля 12 в направлении закрывания, вследствие чего уплотнительное кольцо 14, независимо от имеющегося в шине давления, с определенным усилием деформируется для обеспечения герметичности. Кроме того, усилие пружины обеспечивает то, что вентиль шины 1 остается закрытым и в случае, когда давление в шине отсутствует.
Корпус вентиля 10 на свободном конце своего присоединительного отрезка К имеет проходящий по окружности наружный паз 21. Паз 21 служит в качестве соединительного или фиксирующего паза для соединительного элемента, присоединяемого к вентилю шины 1, например, соединительной муфты манометра или шланга системы регулирования давления в шине. С пазом 21 входит в зацепление зажимной элемент такой соединительной муфты, вследствие чего она может соединяться с вентилем шины 1 с геометрическим замыканием. Аналогичным способом вентиль шины 1 может закрываться колпачком, закрепленным в пазу 21.
Золотник вентиля 12 на своем обращенном наружу торце имеет гнездо 22, которое у показанного примера исполнения выполнено в виде углубления в форме лотка. Гнездо 22 предназначено для размещения исполнительного элемента соединительной муфты, подсоединяемой к вентилю шины 1, с помощью которого золотник 12 перемещается из показанного на фиг.1 закрытого положения в направлении соединительного отрезка 8, преодолевая сопротивление пружины 16, для открывания вентиля шины 1.
Между наружной боковой поверхностью 23 золотника вентиля 12 и внутренней боковой поверхностью 24 корпуса вентиля 10 имеется кольцевой зазор 25. В то время, как обычные вентили шины, которые ввертываются в трубку основания вентиля, имеют пропускное сечение шириной в свету примерно 0,5 мм, пропускной диаметр у показанного на фигуре вентиля шины 1 составляет примерно от 3,5 до 4 мм. Такое пропускное сечение достигается, во-первых, благодаря относительно большому кольцевому зазору 25 и путем расположения его, по сравнению с известными вентилями, на относительно большом расстоянии от продольной оси вентиля 1, вследствие чего ширина кольцевого зазора 25 больше, и таким образом площадь пропускного сечения соответственно больше.
Коническая форма пружины 16 обеспечивает также ведение золотника вентиля 12, когда он перемещается в направлении соединительного отрезка 8 для открывания вентиля шины 1. В полностью открытом положении золотник вентиля 12 находится тогда, когда упорная поверхность 20 располагается по оси под следующим уступом 26 корпуса вентиля 10. Тогда фланец 27 золотника вентиля 12, образующий упорную поверхность 20 и буртик 17 для опоры пружины, находится на некотором расстоянии до уступа 26, так что и вокруг фланца 27 образуется просвет с достаточно большой площадью пропускного сечения. Если золотник 12 должен только слегка приподниматься от седла клапана 15 для выпуска воздуха из шины или накачивания шины, фланец 27 может иметь отверстия, так что в результате он образован отдельными сегментами фланца, разделенными один от другого отверстиями.
Диаметр корпуса вентиля 10 на отрезке канала вентиля 11 от границы с упорной поверхностью 19 до наклонного уступа 26, то есть в том отрезке канала вентиля 11, в котором фланец 27 может перемещаться в осевом направлении, соответствует внутреннему диаметру корпуса вентиля 10 в области его внутренней резьбы 9.
Тем самым золотник вентиля 12, наибольший диаметр которого определяется фланцем 27, может быть без затруднений установлен через отверстие, образуемое внутренней резьбой 9 корпуса вентиля 10. Затем пружина 16 также устанавливается через это отверстие в корпус вентиля 10, пока она своим конечным витком, имеющим наибольший диаметр, не установится на буртик 18. Согласование размеров диаметра фланца 27 золотника вентиля 10 с диаметром внутренней резьбы 9, причем она должна иметь чуть больший размер, чем диаметр фланца 27, чтобы обеспечить определенный зазор для установки золотника вентиля 12, в показанном примере исполнения обеспечивает то, что для изготовления корпуса вентиля 10 требуется только незначительный расход материала. Вследствие этого размеры корпуса вентиля 10 могут оставаться компактными. Следовательно, его наружный диаметр в итоге может быть таким, чтобы толщина материала обеспечивала только соблюдение требований к механическим свойствам и требований по прочности.
Уплотнительное кольцо круглого сечения 6.2 у навинченного на трубку 3 корпуса вентиля 10 предназначено для уплотнения относительно корпуса вентиля 10. Изобретение описывалось с помощью примера исполнения, который в качестве соединительного элемента для подсоединения к основанию вентиля располагает соединительной резьбой. В качестве соединительного элемента могут также служить другие средства, в особенности тогда, когда основание вентиля адаптировано к ним. Например, вентиль шины может присоединяться к основанию вентиля посредством байонетного соединения. Точно так же могут быть реализованы другие соединительные элементы для подсоединения вентиля шины к наружной резьбе цилиндрического основания вентиля, например, посредством зажима.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1. Вентиль шины
2. Основание вентиля
3. Трубка
4. Соединительный фланец
5. Уплотнитель с буртиком
6. Монтажная гайка
6.1 Паз
6.2 Уплотнительное кольцо круглого сечения
7. Наружная резьба
8. Соединительный отрезок
9. Внутренняя резьба
10. Корпус вентиля
11. Канал вентиля
12. Золотник вентиля
13. Паз
14. Уплотнительное кольцо
15. Седло клапана
16. Пружина
17. Буртик
18. Буртик
19. Упорная поверхность
20. Упорная поверхность
21. Паз
22. Гнездо
23. Боковая поверхность
24. Боковая поверхность
25. Кольцевой зазор
26. Уступ
27. Фланец
В Подкладная шайба
К Присоединительный отрезок.