CN106163777B - 用于对可充气物体进行密封和充气的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于对可充气物体进行密封和充气的、特别是用于对机动车辆轮胎进行密封和充气的装置。所述装置包括一个作为加压气体源的压缩机单元,该压缩机单元被设计为由一个推力曲柄机构驱动的一个往复活塞压缩机(10)。所述往复活塞压缩机配备有一个可变死点空气容积(9),该可变死点空气容积的容量能够根据该缸盖(11)的温度而变化。

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、特别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一个往复活塞压缩机并且具有在一个缸中以振荡方式移动的一个活塞,并且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。
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容器的连接器。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。
压缩机单元(即空气压缩机)通常是部分地或完全地由塑料或类似的低成本材料生产的。这种类型的生产中最重要的技术挑战之一是,所使用的材料具有有限的且与金属相比更低的耐热性、并且具有低的热导率。
在不实施特别的保护措施的情况下,由压缩/压缩处理所导致的空气压缩机的加热可能导致多个系统部件的热过载。特别在持续很久的不间断使用时就是这种情况。在此当压缩机靠近其机械或电气负载极限运行时,例如当该压缩机在持续很长时间针对最大压力泵送时,例如当空气和粘性密封剂正在通过轮胎阀供给到轮胎中时,最有可能发生热过载。
为了在所有运行状态下防止这样的过载,在现有技术中,特别是处于危险中的系统组件(例如像在形成为往复活塞压缩机的空气压缩机中的缸盖)是由金属生产的。然而,这种方法导致生产成本显著增加。
另一种可能性是永久限制压缩机的功率。然而,就其应用而言,这种方法导致过大的空气压缩机,并且因此同样显著增加了生产成本。
类似地,还可能通过主动冷却(例如通过风扇)来限制处于危险中的系统部件的温度。然而,在塑料部件的情况下,考虑到低的热导率,只能有限程度地使用这种方法。
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,其中空气压缩机的排量在运行过程中被暂时加以限制,以便由此防止重要系统部件过热,虽然同时在低的热负载运行状态下高压缩机功率是可供使用的。
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。
这种情况下,该往复活塞压缩机配备有一个可变死点空气容积(Totluftvolumen),该可变死点空气容积的容量能够根据该缸盖的温度而变化。
因此,根据本发明的构型使得能够通过可变更或可激活的死点空气容积来限制和控制形成为往复活塞压缩机的压缩机单元或空气压缩机的容量和温度。
借助于根据本发明的构型,高效率压缩机可以由塑料制成,从而含有热自动功率控制以防止过载。由这些装置引起的每单位成本的增加或为此所必需的控制与典型的由金属制成的密封剂压缩机相比是非常低的。本发明可以应用于任何类型的活塞机器。
有利的发展是,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并且具有能够连接到该可充气物体的一个管线。这允许将根据本发明的构型用于紧凑故障套件(Pannenset),其中所有必需的装置被安排在一个套件中并且可以由使用者通过很少的操纵来操作。
进一步有利的发展是,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根据该缸盖的温度而变化。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。特别地,结合以下进一步有利的构型就是这种情况,即:该另一个压力室采用第二缸的形式,一个受引导的、可与温度相关地移位的活塞滑阀被安排在该第二缸中。
对因此提供的死点空气容积的控制可能发生的方式包括电子式的,例如通过温度传感器和电子控制元件、或者通过机电致动器。还可以由中央监测单元根据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。
进一步有利的构型是,该活塞滑阀能够由一个形状记忆合金的致动器来致动。这提供了能够容易实现的构型并且永久可靠地工作,而无需进一步的控制措施并且无需用于该控制任务的能量供应。这同样适用于以下进一步有利的构型,即:该活塞滑阀能够由一个致动器移位,该致动器是借助于一个热双金属元件来致动的。通过该死点空气容积的尺寸和该形状记忆合金的设计,就可以在该结构设计内预先选定或预先设定压缩机功率的减小和切换温度T0。如果该缸盖的温度再次下降到低于切换温度T0,则例如活塞滑阀关闭并且该压缩机再次返回到其正常工作状态。
进一步有利的构型是,该活塞滑阀能够由一个电动或机电式致动器致动,该电动或机电式致动器是由一个监测单元加以控制的,该监测单元能够通过多个温度传感器来激活。除其他事项外,在此提供的死点空气容积的更改、控制或激活于是可以例如是通过电子的方式并入现有系统中的。还可以由中央或分散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。
具体实施方式
基于示例性实施例对本发明进行更详细地说明。图1示出了用于对可充气物体进行密封和充气的、特别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,该阀和分配器单元允许该装置根据选择以“充气”和“供给密封剂”两种运行模式运行。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能够根据该缸盖的温度而变化。在所示出的实施例中,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改变或激活。在该压缩室中,在活塞2与缸1之间只存在小的、与取决于类型的死点空气容积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。
在这种运行模式下,无损该压缩机的效率。在正常状态下,该缸盖的温度因而低于切换温度T0。
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,致动器5作用在该活塞滑阀上。致动器5的调整或偏置是通过调整装置6来执行的。如果作为该压缩机的不寻常的高负载的结果该缸盖温度后来升高超过切换压力温度T0,在此由形状记忆合金(SMA)生产的致动器5的长度减小并且使活塞滑阀4移动,如在图1(B)的右手侧所示出的。
在此所示出的实施例中,该死点空气容积或压力室9的容量可以增加至该压缩室或压缩容积的10%的大小/容积。
本发明的主题的本实施例因此通过可变的、可激活的死点空气容积影响或控制该空气压缩机的容积流量、并且因此逆动地影响或控制温度,因为活塞滑阀4的移动具有打开连接到该缸的附加室或附加压力室9的作用。
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。
于是朝向压缩缸1开放的室、即压力室9用作用于控制该压缩机的功率的死点空气容积。通过例如该压缩容积的10%的可变死点空气容积,在本示例中,可以降低最高达70%的出口温度。死点空气容积激活的压缩机的电功率消耗也下降上至30%。
如果该缸盖的温度再次下降到低于切换温度T0,则活塞滑阀4关闭并且该压缩机再次返回到其正常工作状态。
参考符号列表
(本说明书的一部分)
1 缸/压缩缸
2 活塞
3 空气出口
4 活塞滑阀
5 形状记忆合金(SMA)制成的致动器
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 往复活塞压缩机
11 缸盖
12 压力表
13 第二缸
14 摩擦密封圈

Claims (11)

1.一种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一个往复活塞压缩机(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,其特征在于,该往复活塞压缩机(10)配备有一个可变死点空气容积,该可变死点空气容积的容量能够根据该缸盖(11)的温度而变化,其中,该死点空气容积是由一个压力室(9)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根据该缸盖(11)的温度而变化,其中,该压力室(9)采用第二缸(13)的形式,一个受引导的活塞滑阀(4)被安排在该第二缸中,其中,该活塞滑阀(4)能够由一个致动器可与温度相关地移位的致动。
2.如权利要求1所述的装置,该装置具有一个压力表(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轮胎中,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轮胎的一个管线。
3.如权利要求1或2所述的装置,其中,该活塞滑阀(4)能够由一个形状记忆合金的致动器(5)致动。
4.如权利要求3所述的装置,其中,该活塞滑阀(4)能够由一个致动器(5)移位,该致动器是借助于一个热双金属元件来致动的。
5.如权利要求4所述的装置,其中,该活塞滑阀(4)能够由一个电动或机电式致动器(5)致动,该电动或机电式致动器是由一个监测单元加以控制的,该监测单元能够通过多个温度传感器来激活。
6.如权利要求1所述的装置,其中,该死点空气容积或压力室(9)的容量能够增加至该压缩室的至少5%。
7.如权利要求1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(9)中。
8.如权利要求1所述的装置,其中,该压缩气体以流动穿过一个气动限流器的方式从该压缩室流动到该压力室(9)中。
9.如权利要求7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)中摩擦移位来产生的。
10.如权利要求7所述的装置,其中,这种衰减是由该活塞滑阀(4)形成有多个密封圈(14)来产生的,这些密封圈被安排在该第二缸(13)的内壁与该活塞滑阀(4)的外周之间并且在该移位过程中产生摩擦衰减。
11.如权利要求7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。
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