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Pfropfenventil für aufblasbare oder mit Flüssigkeit füllbare
Hohlkörper
Aufblasbare Hohlkörper, wie z. B. Gummi-Matratzen,-Polster,-Boote,-Spielzeuge usw. werden nach Einbringen der Druckluft meistens mit einem Verschlusspfropfen abgeschlossen, welcher im allgemeinen aus Hartgummi, Kunststoff, Holz, Metall od. dgl. besteht.
Die Handhabung derartiger Verschlusspfropfen verursacht verschiedene Nachteile, so z. B. verringert sich der Druck der Luft beim Einführen des Verschlusspfropfens. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Luft durch das meistens aus Gummi hergestellte Einsatzrohr des Hohlkörpers entweder in unzulänglicher Weise mit dem Mund oder mitHilfe einer besonderen mit einem Rückschlagventil versehenen Pumpe eingeführt werden muss. Die bekannten Verschlusspfropfen müssen beim Füllen und Entleeren vom Einsatzrohr vollständig entfernt werden, wobei sie häufig verlorengehen. Schliesslich verliert in verhältnismässig kurzer Zeit das z.
B. aus Gummi hergestellte Einsatzrohr für den Pfropfen zufolge der häufigen Einführung und derSpannwirkung des Verschlusspfropfens seine Elastizität und muss ersetzt werden, was aber nur unter Zerlegen des Hohlkörpers und nur von Facharbeitern durchgeführt werden kann.
Es wurde bereits angestrebt, Verschlüsse zu entwickeln, bei welchen der Stöpsel nichtverlorengehen kann. So wurde z. B. ein Ventil für aufblasbare Hohlkörper vorgeschlagen, welches von seiner Betriebsstelle nicht entfernt werden muss. Es handelt sich hier um ein Gummiventil in Form einer hohlen Halbkugel, welches mit dem Hohlkörper unlösbar vereinigt ist und membranartig wirkt. Diese Lösung hat sich jedoch nicht bewährt, weil die Betriebssicherheit nicht ausreichend war und der Austausch des Ventils nur durch Zerlegen des Hohlkörpers möglich war.
Es ist ferner ein Ventilverschluss bekanntgeworden, der den Nachteil hat, dass der Ventilkörper seine axiale Bewegung in einem Ansatzrohr ausführt, welches ausserdem dazu dient, die an die axiale Bohrung angeschlossene Öffnung luftdicht abzusperren. Es ist jedoch aus derErfahrungmitFahrradschlauchventilen bereits bekanntgeworden, dass ein vollständig luftdichter Verschluss lediglich mit einem solchen Gummischlauch erzielt werden kann, dessen lichte Weite bedeutend enger ist, als der Durchmesser des Ventilkörpers. Eine derartige Ausführung erschwert jedoch die axiale Bewegung des Ventilkörpers. Wenn aber die Bohrung des Ansatzrohres genügend weit ist, um eine axiale kolbenartige Bewegung des Ventilkörpers zuzulassen, so würde dies einen luftdichten Verschluss unmöglich machen.
Keines der beschriebenen Verschlussventile konnte sich also in der Praxis durchsetzen.
Das erfindungsgemässe Pfropfenventil entspricht einer von den bekannten Vorschlägen gänzlich abweichenden und von allen erwähnten Nachteilen freien Lösung des Problems. Seine Besonderheit ist darin zu sehen, dass es aus einer in ein Einsatzrohr des Hohlkörpers eingesetzten, insbesondere aus Gummi hergestellten Hülse besteht, in der ein mit einem Sackloch und einer Querbohrung versehener Ventilpfropfen axial verschiebbar angeordnet ist, der an seinem inneren Ende und/oder an seinem äusseren Ende eine konische Erweiterung besitzt. Vorzugsweise überdeckt die Hülse die Querbohrung des Sackloches in der herausgezogenen Stellung des in seinem Mittelteil zylindrischen Ventilpfropfens ; in der hineingedrückten Stellung des Pfropfens gibt sie die Querbohrung jedoch so frei, dass letztere mit dem Inneren des Hohlkörpers verbunden ist.
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Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen veranschaulicht, u. zw. zeigt Fig. l eine Ansicht bzw. einen teilweisen Querschnitt des Ventils; die Fig. 2 und 3 veranschaulichen das erfindungsgemässe Pfropfenventil 1m Längsschnitt, u. zw. in einen Hohlkörper eingebaut, in Öffnungs- bzw. in Verschlussstellung. Die Fig. 4 und 5 zeigen zwei weitere Ausführungsformen des Ventils im Schnitt.
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ches. An diesen Ansatz schliesst ein sich nach hinten konisch verjüngender Pfropfenteil 2 an, welcher auf seiner Oberfläche im Durchmesser stufenweise abnehmende Kreisnuten 3 trägt. Dieser Pfropfenteil 2 ist das äussere Ende eines sonst zylindrischen Ventilschaftes 4.
Am andern Ende ist ein sich konisch erweiternder Stöpselteil 5 vorgesehen, welcher auf seiner Oberfläche stufenweise im Durchmesser zunehmende Nuten 6 trägt. Am Ende des Stöpselteiles 5 befindet sich eine stark verjüngte Kuppe 7, mit deren Hilfe das Pfropfenventil in ein Rohr leicht eingeführt werden kann.
Das erfindungsgemässe Pfropfenventil hat eine axiale Sackbohrung 8, welche im Stöpselteil 5 endet und mindestens eine Querbohrung oder auch Schlitze 9 am Übergang des Ventilschaftes 4 in den Stöpselteil 5. Der Ventilschaft 4 ist von einer elastischen, z. B. aus Gummi bestehenden Hülse 10 umschlossen, welche einerseits zum Verschliessen anderseits auch dazu dient, eine Anpassung an die oft verschiedenen Abmessungen der lichten Weite des Einsatzrohres 12 zu ermöglichen, in welches die Hülse samt Ventilpfropfen eingesetzt ist. Der Durchmesser der Hülse 10 ist zweckmässig grösser als die Bohrung des Einsatzrohres 12. Dieser Unterschied ermöglicht die Einführung der mit Klebstoff versehenen Hülse 10 noch vor dem Trocknen des Klebstoffes, wobei die Hülse nach kurzer Zeit im Rohr 12 praktisch unlösbar sitzt.
Die Bohrung der Hülse 10 ist jedoch nicht enger als der Durchmesser des Ventilschaftes 4. In dieser Weise wird ermöglicht, dass der Ventilschaft 4 in der Hülse 10 von einem Rand der Kreisnuten8 desPfropfenteiles 2 bis zu einer der Kreisnuten 6 desPfropfenteiles 5 axial leicht verschiebbar ist. Hiedurch können dieQuerbohrungen bzw. Öffnungen 9 entweder von der Rohrhülse 10 - abhängig von der Lage des Ventilschaftes 4 - umschlossen (Fig. 3) oder völlig freigegeben sein (Fig. 2), so dass sie mit dem Inneren des Hohlkörpers verbunden sind. Die Hülse 10 dient demnach als Öffnungs-bzw. Abschlussorgan, der Stöpselteil 5 als Ab- scMusspfropfen.
Diese Lösung zielt darauf ab, dass selbst im Falle einer auftretenden Erweiterung oder Alterung der Hülse 10 die Ränder der im Durchmesser stufenartig abnehmenden, auf der konischen Oberfläche des Teiles 5 ausgebildeten Nuten 6, einen Verschluss bewirken. Von den überall im Handel erhältlichen Gummischläuchen kann man einen für die Hülse 10 in der Abmessung geeigneten auswählen. Es ist auch möglich, die Hülse 10 und das Einsatzrohr 12 aus einem Stück 12a (Fig. 5) herzustellen.
Die Wirkungsweise des erfindungsgemässen in den Fig. 1-3 dargestellten Pfropfenventils ist die folgende :
Zunächst wird der Pumpenschlauch 13 auf den Ansatz 1 des Pfropfenteiles 2 aufgeschoben. Zugleich mit diesem Aufschieben verschiebt sich der Ventilschaft 4 axial in der Bohrung der Hülse 10 so weit nach innen, bis der Pfropfenteil 2 an einem Rand der auf seiner konischen Oberfläche stufenweise angeordneten Kreisnuten 3 festgeklemmt wird. Dadurch entsteht ein Anschlag bzw. ein Verschluss gegenüber dem Aussenluftraum. Die einzuführende Luft kann demzufolge in den Hohlkörper eindringen, da sich zugleich mit dem Aufschieben auch der Ventilschaft 4 bzw. sein Kopfteil 5 in der Hülse 10 verschoben hat und in das Einsatzrohr 12 weiter eingedrungen ist. Hiebei haben die Querbohrungen 9 das Innere der Hülse 10 verlassen und ihre Öffnungen sind somit frei geworden.
Dabei gewährleistet das Pfropfenventil nach aussen hin weiter den Verschluss des Hohlkörpers und befindet sich in einer zur Aufnahme der Luft geeigneten Offenstellung (Fig. 2). Wenn nun die Pumpe betätigt wird, kann die Luft durch das Sackloch 8, die Ventilbohrungen 9 und durch das Einsatzrohr 12 in das Innere des Hohlkörpers 11 eindringen. Bei dieser Offenstellung bleibt derPfropfenteil 2 an einem Bördelrand der Kreisnut 3 haften, wobei der Ventilschaft 4 gleichzeitig festgehalten wird, was besonders bei mit Flüssigkeit gefüllten Behältern, z. B. bei Wassersäcken,
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durch die ausströmende Flüssigkeit verhindert.
Nach beendeter Luftzufuhr wird der Pumpenschlauch 13 vom Ansatz l abgezogen. Vermittels der beim Anziehen am Schlauch ausgeübten Kraft wird auch der Ventilschaft 4 ein Stück herausgezogen, so dass die Kreisnuten des Kopfteiles 5 in die Hülse 10 eindringen. Vorher gelangten die Querbohrungen 9 des Ventilschaftes 4 in die Hülse 10, welche die Querbohrungen 9 abschliesst. Der sich konisch erweiternde Pfropfenteil 5 verschliesst die Hülse 10 und bleibt in der Hülse festgeklemmt. Mit der beim Ziehen ausgeübten Kraft wurde zugleich der Stöpselteil 2 aus der Hülse 10 gezogen und so wurde auch die nunmehr überflüssig gewordene Verschluss- bzw. Festklemmstellung aufgehoben (Fig. 3).
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Fig. 4 veranschaulicht eine weitere Ausbildung des erfindungsgemässen Pfropfenventils, welche ge- eignet ist, das Ansteigen des Luftdruckes über ein gewünschtes Ausmass während der Luftzufuhr anzuzeigen bzw. ein Überfüllen des Hohlkörpers mit Luft zu verhindern. Bei dieser Ausführungsform befindet sich eine Bohrung 14 zwischen dem Ansatz 1 für den Pumpenschlauch 13 und der konischen Oberfläche des
Pfropfenteiles vor dem zylindrischen Schaft 4. Diese Bohrung 14 zweigt an einem glatten Teil 2a vom
Sackloch 8 ab und ist durch ein elastisches Band, z. B. ein Gummiband 15, abgeschlossen.
Das Band 15 wirkt zusammen mit der Öffnung 14 als Sicherheitsventil und sein Material bzw. seine Abmessungen sind so gewählt, dass das Ventil während des Füllens beim Übersteigen eines bestimmten Luftdruckes ein aku- stisches Signal gibt und gleichzeitig die überschüssige Luft austreten lässt. Die Verbindung zwischen dem
Sicherheitsventil 15 und dem Innenraum des Hohlkörpers 11 besteht jedoch nur während des Einpressens der
Luft. Sobald die gewünschte Luftmenge eingefüllt bzw. der gewünschte Druck erreicht ist, ist die Öffnung
14 des Ventils 15 durch Abziehen des Pumpenschlauches 13 und durch Eintreten des Stöpselteiles 5in die
Hülse 10, d. h. nach Herstellung eines dichten Verschlusses, vom Inneren des Hohlkörpers getrennt.
Es ist auch möglich, an Stelle des Gummibandes 15 ein anderes zur Abgabe von Tonsignalen geeig- netes Gerät, z. B. eine Pfeife, in der Bohrung 14 anzuordnen. Für diesen Zweck wäre auch ein Röhrchen geeignet, dessen eines Ende z. B. durch ein elastisches Gummikügelchen oder durch eine dünne elastische
Scheibe abgeschlossen ist, welche mittels eines Gummiringes festgehalten ist. Das Sicherheitsventil 15 kann dabei nicht nur als akustischer, sondern auch als visueller Signalgeber ausgebildet sein.
Das Ventil gemäss Fig. 4 wirkt im übrigen in der bereits beschriebenen Weise. In seiner während der
Luftzufuhr eingenommenen offenen Lage liegt die Stirnseite des glatten zylindrischen Teiles 2a an der
Stirnseite der Hülse 10 an, wodurch ein Ausströmen von Luft längs des Ventilschaftes unterbunden ist.
Das Pfropfenventil kann auch so ausgeführt werden, dass es zum Verschliessen und Öffnen in umge- kehrter Richtung geeignet ist. In diesem Fall wird das erfindungsgemässe Ventil zum Verschliessen eines Hohlkörpers durch Einschieben des Pfropfenteiles, hingegen zum Öffnen durch Herausziehen desselben betätigt. Die Gefahr des Verlorengehens des Pfropfenteiles besteht auch hier nicht.
Die inFig. 5 veranschaulichte Ausführungsform ist mit einem einen Überdruck verhindernden Sicherheitsventil kombiniert.
Auch dieses Ventil weist in zweiRichtungen wirkende konischeAbschlussflächen auf, welche bei einer axialen Verschiebung des Ventilschaftes 4a in die in dem Einfüllrohr 12 des Hohlkörpers ausgebildeten Öffnungen pfropfenartig eingeklemmt bzw. aus diesen herausgezogen werden können.
Das Innere, des Rohres 12 weist einen erweiterten Raum 16 auf. Der Ventilschaft hat hier eine etwa gegen seine Mitte sich verjüngende doppelkonische Form 4a und 4b. Der Abschluss ist durch die Kreisnuten 6 des konischen Pfropfenteiles 5 gewährleistet, indem diese durch die Sperrwandöffnung 16a des Rohres 12 festgeklemmt sind.
In der eingeschobenen Lage wird auch der konische Teil 4a des Ventilschaftes im aus einem Stück hergestellten Rohrteil 12a selbstschliessend festgeklemmt.
Beim Öffnen wird der Ventilschaft etwas herausgezogen und sein Teil 4b in den Rohrteil 12a eingeführt, worauf der Pfropfenrand 17 an der Stirnwand 16b dicht. aufliegt. In der Offenlage dringt nun die Luft durch die Sackbohrung 8 und die Öffnung 9 in den Hohlraum 16, wobei der Luftdruck durch die Öffnung des in der Wand der Kammer 16 angeordneten Sicherheitsventils 18 auch auf die elastische Ventilkappe 19 des Ventils einwirkt. Jener Teil des Rohres 12a, welcher ausser zum Öffnen und Verschliessen auch dazu dient, die in verschiedenen Abmessungen hergestellten Bohrungen des Einsatzrohres auszugleichen, kann gegebenenfalls separat hergestellt werden.
Die Sicherheitsventile gemäss Fig. 4 und 5 weichen voneinander in ihrer Ausführungsform ab, beruhen jedoch auf demselben Prinzip. Bei beiden dringt die Luft beim Einpumpen durch die Sackbohrung-8 sowie durch die Querbohrung 9 in den Hohlkörper. Sobald der Luftdruck im Hohlkörper die zugelassene Höhe erreicht (welche z. B. bei Gummi-Matratzen 0,2 atü ist) werden das elastische Ventil 15 oder die Kappe 19 angehoben, wodurch die Abfuhr der überschüssigen Luftmenge derart erfolgt, dass dies hörbar und/oder sichtbar ist. Falls die Öffnung der Sicherheitsbohrung durch eine mit Hilfe eines Gummiringes festgehaltene elastische Scheibe bzw. ein hohles Kügelchen abgedeckt ist, wird die ausströmende Luft das hohle Kügelchen oder die Scheibe zur Warnung aufblasen oder aufwölben.
Bei Zunehmen des Luftdruckes gibt auch der Befestigungsring nach, worauf die überschüssige Luft ausströmen kann und gegebenenfalls die Scheibe oder das hohle Kügelchen'zerplatzen. Wenn in der Sicherheitsbohrung 14 eine einen Ton erzeugende Vorrichtung angeordnet ist, deren Luftzufuhröffnung ständig offen ist, z. B. eine Pfeife, kann zur Regelung des Luftdruckes auf der Innenfläche der Sicherheitsbohrung eine membranartige Zunge vorgesehen sein, welche bei Einwirkung der in Richtung des Luftraumes strömenden Luft die Öffnung absperrt,
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bei Einwirkung der in entgegengesetzter Richtung strömenden Luft hingegen die Öffnung freilässt.
Das erfindungsgemässePfropfenventil hat eine nahezu unbegrenzte Lebensdauer. Wenn der Hohlkörper 11 unbrauchbar wird, kann das Pfropfenventil durch Einsetzen in das Einsatzrohr 12 eines andemHohlkör- pers weiter verwendet werden. Die konische Oberfläche des zum Abschluss dienenden Stöpselteiles 5 kann anstatt mit Nuten auch in einer andem, ein Selbstverschliessen gewährleistenden Weise ausgeführt werden.
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diesen Zweck kann an Stelle des Ansatzes 1 eine trichterartige Mündung vorgesehen sein.
Falls der Ventilpfropfen nur so weit in der Hülse 10 nach innen verschoben wird, dass etwa eine Nut des Pfropfenteiles 5 im Inneren der Hülse verbleibt, wirkt das erfindungsgemässe Ventil als Rückschlagventil.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Pfropfenventil zum Füllen, Leeren bzw. Öffnen und Verschliessen von aufblasbaren, gegebenenfalls mit Flüssigkeit füllbaren Hohlkörpern, insbesondere von Gummisäcken, Matratzen, Behältern u. dgl., dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil aus einer in ein Einsatzrohr (12) des Hohlkörpers (11) eingesetzten, insbesondere aus Gummi hergestellten Hülse (10) besteht, in der ein mit einem Sackloch (8) und einer Querbohrung (9) versehenerVentilpfropfen (2, 4, 5) axial verschiebbar angeordnet ist, der an seinem inneren Ende und/oder an seinem äusseren Ende eine konische Erweiterung besitzt.