CN106103062B - 用于对可充气物体进行密封和充气的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对可充气物体进行密封和充气的、尤其是用于对机动车辆轮胎进行密封和充气的装置。该装置包括一个作为压缩气体源的压缩机单元，该压缩机单元被设计为由一个滑块曲柄机构驱动的一个往复式活塞压缩机(10)。该装置还包括一个用于被填充到该可充气物体中的自动密封剂的贮存器以及一个使该贮存器与该压缩机单元互相连接的阀和分配器单元，所述单元使得该装置的运行以“充气”和“运送密封剂”两种运行模式交替地进行，该往复式活塞压缩机(10)具有可变死点空气容积(9)，该可变死点空气容积的容量可以根据具体的运行模式而变化。

Description

用于对可充气物体进行密封和充气的装置

技术领域

本发明涉及一种用于对可充气物体进行密封和充气的、尤其是用于对机动车辆轮胎进行密封和充气的装置，其中，该装置具有作为压缩气体源的压缩机单元，该压缩机单元被形成为一个由滑块曲柄机构驱动的往复式活塞压缩机并且具有在缸中以振荡方式移动的活塞，其中，该活塞和该缸界定了一个压缩室，并且该缸在输出侧由一个具有出口阀的缸盖封闭，其中，该装置还具有一个用于自动密封剂的贮存器以及一个用于密封剂和压缩气体的阀和分配器单元，该自动密封剂能够被填充到该可充气物体中，该阀和分配器单元使该贮存器与该压缩机单元相连接，该阀和分配器单元使该贮存器与该压缩机单元连接并且具有能够连接到该可充气物体的一个管线，其中，该阀和分配器单元使得该装置根据“充气”和“进给密封剂”两种运行模式的选择来运行。

背景技术

对于被安排在机动车辆中的并由该机动车辆承载来代替备用轮胎的穿孔修补套件而言，特别需要这样的用于对可充气物体进行密封和充气的装置。

在这样的用于临时修补轮胎穿孔的穿孔修补套件的情况下，其中，压缩机单元(即用于填充受损轮胎的空气压缩机)通常是通过用于密封剂和压缩气体的阀和分配器单元来连接到有待修补的轮胎上，该阀和分配器单元还具有用于连接密封剂贮存器的连接器。对于密封该受损轮胎而言，该空气压缩机于是将密封剂通过该阀和分配器单元供给到该轮胎中并且在此之后由该空气压缩机对轮胎进行充气直至某一最小压力。

于是在用重新填充的轮胎重新开始行程时，发生了受损轮胎的实际密封。该轮胎上的正压和向外作用的离心力具有的作用是迫使密封剂进入轮胎受损的部位(例如穿孔)。在此出现的高剪切力和温度上升具有的作用是开始轮胎密封剂的化学过程，这种化学过程最终引起密封剂的固化和受损部位的临时密封。

在如上所述的先前进行的将密封剂送入轮胎的过程中，轮胎密封剂被迫穿过打开的轮胎阀。在此存在的开口截面大致对应于典型轮胎损伤的截面，并且因此需要某些措施来防止轮胎密封剂在轮胎阀中已经固化和密封。除了轮胎密封剂的化学适应，特别是还必须选择在密封剂进给过程中的物理边界条件以防止轮胎密封剂在轮胎阀中固化。

在密封剂的进给过程中的高容积流量在轮胎阀中引起了高剪切力。为了防止所产生的轮胎密封剂的固化并因此避免在填充过程中轮胎阀被密封剂堵塞，可以限制该容积流量，并且由此限制所用的空气压缩机的容量。作为副作用，压缩机输出的空气温度也由此降低。从而轮胎密封剂受热减少同样降低了其固化趋势。然而，这种方法具有的缺点是，较小的泵送功率可用于轮胎后来的充气来对抗存在的泄漏，并且由此只可能对轮胎的相对较小的损伤进行临时密封。

所述的容积流量降低的替代方案例如是在密封剂的填充过程中移除轮胎阀。在泵送密封剂的过程中完全移除轮胎阀可靠地防止了这种收缩堵塞。然而，这具有的缺点是，这样的密封过程对使用者来说变得更复杂和费力。

例如由DE 44 29 097A1示出了一种更一般性的压力限制方案。公开的是一种带有现有技术中的常规类型的出口阀的压缩机单元或活塞式压缩机，其同时只是用于压缩机的内部空间的“压力释放阀”。这种出口阀包括一个弹簧加载盘，该弹簧加载盘覆盖了缸内的压缩空间的出口孔、并在压缩空间中具有相应的压力时抬升以对抗弹簧。然而，这没有解决所提到的轮胎阀在填充过程中被密封剂堵塞的危险。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于对可充气物体进行密封和充气的装置，其中，防止了密封剂填充过程中例如在阀内、在轮胎阀中或在向可充气物体供应的管线中出现的不希望的轮胎密封剂的固化。

这一目的是通过主权利要求的特征来实现的。从属权利要求中披露了进一步的有利构型。

在这种情况下，该往复式活塞压缩机配备有可变死点空气容积(Totluftvolumen)，该可变死点空气容积的容量可以根据各运行模式“充气”和“进给密封剂”而变化和/或激活。

根据本发明的构造使其能够在轮胎密封剂的进给过程中降低容积流量和空气温度，无需降低用于向轮胎充入空气的泵送功率。这个控制任务是由一个简单的机械结构来实现的，并且由此与典型的空气压缩机相比其生产成本仅略有增加。在本发明的帮助下，可以增加密封剂压缩机的容量而不限制进给的密封剂的可运输性。由必要的控制引起的单位成本的增加与典型的密封剂压缩机相比是非常低的。

一个有利的发展是，死点空气容积的容量可以根据由该压缩室中和该压缩机的出口管线中的两种运行模式分别产生的不同压力而变化。该压力因此适于作为初始变量，因为由于要被送入的密封剂的高粘性而使该压缩室/缸盖中的压力与“充气”运行模式相比在“进给密封剂”的运行模式(即密封剂被进给的运行模式)中显著增加。因此该压缩室或该空气出口中的压力增加。

在这些方式中，死点空气容积的控制可能发生的方式例如是电子式的，例如借助于压力传感器、电子控制元件或通过机电致动器。还可以由中央监测单元根据由该中央监测单元所确定的该空气压缩机的瞬时运行状态来执行对该死点空气容积的控制。

进一步有利的构造是，该死点空气容积是由一个压力室提供的，该压力室被连接到该压缩室，并且该压力室的容量可以通过由该压缩室中的两种运行模式分别产生的不同压力而变化。这允许独立于该压缩室的形式和构型来设定该死点空气容积。

另外一个有利的构造是，另外一个压力室的容量可以针对弹簧力而变化或激活，优选地该弹簧力是可调整的。这样产生了一种结构非常简单的解决方案。同样施加到另外一个有利的构造的是，该另外一个压力室采取第二缸的形式，一个受引导的可移位式可移动的活塞被安排在该第二缸中，弹簧作用在该活塞滑阀上。

进一步有利的构型是，该死点空气容积或压力室的容量能够增加至该压缩室或压缩容积的至少5％。通过为该压缩容积的10％的可变死点空气容积，可以减小上至40％的体积流量，并且可以减小上至70％的空气温度，当然这还有助于该缸盖的通常所希望的热释放。死点空气容积激活的压缩机的电功率消耗也下降上至30％。

进一步有利的构型是，该压缩气体以衰减方式从该压缩室流动到该压力室中(即到该死点空气容积中)、具体地流动穿过一个气动限流器。这还允许衰减来自形成该压缩室的缸的压力峰值。

进一步有利的构型是，这种衰减是由该活塞滑阀在该第二缸中摩擦移位、具体是由该活塞滑阀形成有多个密封圈来产生的，这些密封圈被安排在该第二缸的内壁与该活塞滑阀的外周之间并且在该移位过程中产生摩擦衰减。以这种方式，可以容易地避免该死点空气容积的激活接近该活塞的行程频率。这是有利的，因为在整个活塞行程过程中“经激活的”死点空气容积的所希望效果在其容量大致恒定时最佳。

进一步有利的构型是，执行这种衰减以使得该活塞滑阀的最大移动频率低于该活塞的行程频率。这种设计防止了整个系统的不受控制的振荡。

附图说明

基于示例性实施例对本发明进行更详细地说明。在附图中,

图1示出了根据本发明的用于对可充气物体进行密封和充气的装置的细节的表示，

图2示出了运行模式/运行状态“充气”和“进给密封剂”的比较的图解。

具体实施方式

图1示出了用于对可充气物体进行密封和充气的、尤其是用于对机动车辆轮胎进行密封和充气的装置的细节的图示。该装置是以两个切换状态A和B示出的，一方面是图1的左手侧的未激活死点空气容积(A)并且另一方面是图1的右手侧的激活死点空气容积(B)。

该装置具有作为压缩气体源的压缩机单元，该压缩机单元被形成为由滑块曲柄机构驱动的往复活塞压缩机10并且具有在缸1中以振荡方式移动的活塞2，其中活塞2和缸1界定了压缩室，并且缸1在输出侧由具有出口阀7的缸盖11封闭。

该装置还具有压力表12和用于自动密封剂的贮存器(在此未更具体地表示出)以及用于密封剂和压缩气体的阀和分配器单元，该自动密封剂能够被填充到该可充气物体中，该阀和分配器单元使该贮存器与该压缩机单元相连接并且具有能够连接到该可充气物体的管线，其中，该阀和分配器单元使得该装置根据“充气”和“进给密封剂”两种运行模式的选择来运行。该阀和分配器单元通常被连接到空气出口3并且同样在图1中未更具体地表示出。

往复式活塞压缩机10配备有可变死点空气容积，该可变死点空气容积的容量根据各运行模式而变化，具体地取决于由这两种运行模式“充气”和“进给密封剂”在该压缩室中分别产生的不同的压力。在所示的实施例中，该可变死点空气容积是由附加室、具体由压力室9提供的，该压力室被连接至该压缩室并且该压力室的容量可以通过由该压缩室中的两种运行模式分别产生的不同压力而变化或激活。

压力室9的容量可以针对可调整的弹簧力而变化，其中，压力室9采用第二缸13的形式，受引导的可移位式可移动的活塞滑阀4被安排在该第二缸中，弹簧5作用在该活塞滑阀上。弹簧5的调整或偏置是通过调整装置6来执行的。

在此所示的实施例中，死点空气容积或压力室9的容量可增加到至少是该压缩室或压缩容积的大小或容积的10％。

因此，本发明的主题的实施例是通过可变的可激活的死点空气容积来控制该空气压缩机的容积流量。

图2示出了运行模式/运行状态“充气”和“进给密封剂”的比较的图解，相对于压缩机的压力分别标绘了压缩机电机的泵送时间、容积流量和电功率。

在“充气”运行模式中，即在将空气充入轮胎的运行状态中(图2A)，该压缩室在该缸盖处的压力低于在250kPa的情况下的压力/切换压力P0。在这种情况下，可变死点空气容积9尚未激活，并且在上止点(OT)处在活塞2与缸1之间只有取决于类型的最小死点空气容积8。基于已知的原理，周期性活塞移动具有将空气流通过出口阀7输送穿过空气出口3的作用。在这种运行状态中，无损该压缩机的效率。

在“进给密封剂”的运行状态中(图2B)，由于要被送入的密封剂的高粘性，该缸盖中的压力与先前状态相比是显著增加的。因此，该空气出口中的压力增加超过切换压力P0并打开可移位式可移动地安排的活塞滑阀4来对抗相应的预先选择的弹簧5的弹簧压力。活塞滑阀4的移动具有的作用是打开并提供连接至该缸的附加室，具体地是压力室9，其容量可以通过由这两种运行模式分别在压缩室中产生的不同压力而变化。

在这种情况下，活塞滑阀4和/或到达该滑阀的供应管线被设计成使得来自该缸的压力峰值被衰减并且不会导致该滑阀的打开。此外，活塞滑阀4的这种衰减被选择成使得该滑阀的最大移动频率远低于该活塞的行程频率。这种设计防止了该系统的不受控制的振荡。

在此将多个摩擦密封圈14安排在第二缸13的内壁与活塞滑阀4的外周之间。

于是朝向该缸开放的室，即压力室9，用作用于限制容积流量的死点空气容积。通过例如该压缩容积的10％的可变死点空气容积，在本实例中，可以降低最高达40％的容积流量，并且可以降低最高达70％的空气温度(图2B)。死点空气容积激活的压缩机的电功率消耗也下降上至30％。

由于死点空气容积9的大小以及活塞滑阀4上的弹簧5的压力，容积流量和切换压力P0的降低是可以预先选择的。

如果在进给密封剂之后该空气出口中的压力再次下降而低于切换压力P0、并且因而该压缩室中的压力也下降，关闭活塞滑阀4，并且该压缩机再次回到其正常运行状态。

参考符号清单

(说明书的一部分)

1 缸/压缩缸

2 活塞

3 空气出口

4 活塞滑阀

5 弹簧

6 调整装置

7 出口阀

8 最小死点空气容积

9 可变死点空气容积/压力室

10 往复式活塞压缩机

11 缸盖

12 压力计

13 第二缸

14 摩擦密封圈

Claims (12)

1.一种用于对可充气物体进行密封和充气的装置，其中该装置具有一个作为压缩气体源的压缩机单元，该压缩机单元被形成为由一个滑块曲柄机构驱动的往复式活塞压缩机(10)并且具有在一个缸(1)中以振荡方式移动的一个活塞(2)，其中该活塞(2)和该缸(1)界定了一个压缩室，并且该缸(1)在输出侧由一个具有出口阀(7)的缸盖(11)封闭，其中该装置还具有一个压力计(12)和一个用于自动密封剂的贮存器以及一个用于密封剂和压缩气体的阀和分配器单元，该自动密封剂能够被填充到该可充气物体中，该阀和分配器单元使该贮存器与该压缩机单元相连接并且具有能够连接到该可充气物体的一个管线，其中，该阀和分配器单元使得该装置根据两种运行模式“充气”和“进给密封剂”的选择来运行，其特征在于，该往复式活塞压缩机(10)配备有一个可变的死点空气容积，该死点空气容积的容量可以根据各运行模式而变化。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置用于对机动车辆轮胎进行密封和充气。

3.如权利要求1所述的装置，其中，该死点空气容积的容量可以根据由该压缩室中的两种运行模式分别产生的不同压力而变化。

4.如权利要求1所述的装置，其中，该死点空气容积是由一个压力室提供的，该压力室被连接到该压缩室，并且该压力室的容量可以通过由该压缩室中的两种运行模式分别产生的不同压力而变化。

5.如权利要求4所述的装置，其中，压力室的容量能够针对弹簧力而变化。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述弹簧力是可调整的。

7.如权利要求4所述的装置，其中，该压力室采用第二缸(13)的形式，受引导的可移位式可移动的活塞滑阀(4)被安排在该第二缸中，弹簧(5)作用在该活塞滑阀上。

8.如权利要求4所述的装置，其中，该死点空气容积或压力室的容量能够增加至该压缩室的至少5％。

9.如权利要求7所述的装置，其中，该压缩气体以衰减方式从该压缩室流动到该压力室中，流动穿过一个气动限流器。

10.如权利要求9所述的装置，其中，这种衰减是由该活塞滑阀(4)在该第二缸(13)中摩擦移位产生的。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述衰减是由该活塞滑阀(4)形成有多个密封圈(14)，所述密封圈被安排在该第二缸(13)的内壁与该活塞滑阀(4)的外周之间并且在移位过程中产生摩擦衰减而产生的。

12.如权利要求9所述的装置，其中，执行这种衰减以使得该活塞滑阀(4)的最大移动频率低于该活塞(2)的行程频率。