DE102014113837A1

DE102014113837A1 - Vorrichtung zum Ausbringen eines Mediums

Info

Publication number: DE102014113837A1
Application number: DE102014113837.6A
Authority: DE
Inventors: Martin Spindler
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 2013-09-24
Filing date: 2014-09-24
Publication date: 2015-03-26
Also published as: JP6595457B2; WO2015047643A1; JP2016531228A; US20160195078A1; JP2017532486A; JP2020124920A; CN105556123A; CN105556123B; JP6882571B2; CN106715903A; CN106715903B

Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Ausbringen eines Mediums, insbesondere von Reifendichtmittel, welches mittels eines Kompressors (P) aus einem Behälter in einen Reifen auszubringen ist, wobei der Kompressor über eine Leitung (9) mit dem Reifen verbindbar ist und in diese Leitung (9) eine Verbindung (10) zu dem Behälter einmündet, soll die Leitung (9) vor dem Reifen eine Verengung (27) aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausbringen eines Mediums, insbesondere von Reifendichtmittel, welches mittels eines Kompressors aus einem Behälter in einen Reifen auszubringen ist, wobei der Kompressor über eine Leitung mit dem Reifen verbindbar ist und in diese Leitung eine Verbindung zu dem Behälter einmündet.
Stand der Technik
Aus der De 10 2004 042 911 A1 ist eine Vorrichtung zum Fördern eines Gases aus einem Druckraum, insbesondere zum Ausbringen eines Dichtmittels aus diesem Behälter in einen Reifen eines Fahrzeugs und zum Aufpumpen des Reifens bekannt. An dem dort offenbarten Dichtmittelbehälter ist ein Kompressor anschliessbar. Dieser Kompressor kann auch als Membrankompressor ausgebildet sein, der im Dichtbehälter vorhandene Luft komprimiert, um Dichtmittel aus dem Dichtmittelbehälter zu pressen.
Des weiteren ist aus der WO 2010/066448 eine Vorrichtung zum Fördern eines Gases aus einem Druckraum, insbesondere zum Ausbringen eines Dichtmittels aus diesem Behälter in einen Reifen eines Fahrzeugs und/oder zum Aufpumpen des Reifens bekannt, wobei in dem Druckraum ein Kolben oszillierend bewegbar angeordnet ist. Dabei ist dem Kolben auch ein Getriebeelement zugeordnet, das eine rotierende Bewegung der Antriebswelle eines Antriebs in eine oszillierende Bewegung wandelt.
Aufgabe
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, derart bekannte Vorrichtungen zum Fördern eines Gases aus einem Druckraum und zum Transportieren eines Mediums zu vereinfachen und zu verbessern.
Lösung der Aufgabe
Zur Lösung der Aufgabe führt zum einen, dass die Leitung vor dem Reifen eine Verengung aufweist.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist diese Verengung ähnlich einer Venturidüse ausgestaltet. Das bedeutet, dass in der Leitung eine Druckerhöhung bzw. Beschleunigung des Gasstroms stattfindet. Damit entsteht in der Ansaugleitung für das zu fördernde Medium, insbesondere für das Reifendichtmittel, ein erhöhter Saugstrom, welcher gewährleistet, dass das Reifendichtmittel schneller und vollständiger aus dem entsprechenden Behältnis ausgesaugt und weitertransportiert, insbesondere in einen Reifen eingebracht wird. Im Rahmen der Erfindung liegt natürlich jede Verengung, die zu einer Beschleunigung des Gasstroms in der Leitung führt. Die venturidüsenartige Ausgestaltung ist nur ein Ausführungsbeispiel.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung mündet die Verbindung zu dem Behältnis für das zu transportierende Medium nicht nur einfach in die Leitung ein, sondern die entsprechende Zuleitung für das Medium erstreckt sich axial entlang der Gasstromleitung. Dies geschieht rüsselartig. Auch hierdurch wird nochmals das Einbringen des Mediums in den Gasstrom verbessert.
Zu einer weiteren Verbesserung der o.g. Vorrichtung führt, dass Leitung und Verbindung in einem Ventilstück miteinander verbunden sind, welches bajonettartig mit dem Kompressionsraum verbindbar ist. In der Vergangenheit stellte gerade dieser „Zylinderkopf“ ein wesentliches Problem dar, da er aus vielen Einzelteilen besteht und viele Dichtungen aufweist. Gemäss der vorliegenden Erfindung soll er dagegen einstückig ausgebildet sein, wobei seine Herstellung aus Kunststoff bevorzugt wird. Er ist ferner so ausgestaltet, dass er bajonettartig mit dem Kompressionsraum verbindbar ist. D.h., er wird auf den Kompressionsraum aufgesetzt, kurz gedreht und geht eine lösbare Verbindung mit dem Kompressionsraum bzw. mit dem Zylinder, in dem sich der Kompressionsraum befindet, ein.
Für diese einfache Erfindung ist dem Kompressionsraum ein oberer Kragen angeformt, der eine Rasterung aufweist, die eine bajonettartige Verbindung zu dem Ventilstück zulässt. Hierzu besitzt dieser Kragen auf seinem Umfang eine Rasterung mit verschiedenen Ausformungen. Eine Ausformung gewährleistet, dass das Ventilstück mit entsprechenden Anformungen, die ebenfalls wiederum eine bajonettartige Verbindung zulassen, auf dem Kragen aufgesetzt werden kann. Die Anformungen an dem Ventilstück besitzen Haken, mit denen der Kragen beim Drehen des Ventilstücks untergriffen wird. Die Drehbewegung wird dann durch einen Anschlag an dem Kragen begrenzt.
Bevorzugt ist nach der vorliegenden Erfindung zwischen Ventilstück und Kompressionsraum nur noch eine Dichtung vorgesehen. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist diese Dichtung diskusscheibenartige ausgestaltet und wird beim Aufsetzen des Ventilstücks von dem Ventilstück oder einer entsprechenden Anformung auf eine Auslassöffnung für Druckgas aus dem Kompressionsraum gepresst. Die diskusscheibenartige Dichtung ist flexibel, so dass Druckgas insbesondere die Ränder der Dichtung nach oben drücken kann und so in die Förderleitung gelangt. Wird dagegen Luft angesaugt, schliesst die Dichtung die Öffnung zum Kompressionsraum hermetisch ab.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Dichtung dagegen federballartig ausgestaltet und besitzt eine Kugel, mit der die Öffnung zum Kompressionsraum verschlossen wird. Unter dem Druck des Druckgases aus dem Kompressionsraum wird der Federball angehoben, wobei er sich flexibel gegen entsprechende Stege abstützt.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich aber auch vor allem auf den Kompressor und die Verbesserung von dessen Arbeitsweise. Der Kompressor besitzt dabei einen Motor, der exzentrisch über ein Abtriebsrad mit einer Kolbenstange verbunden ist, die einen Kolben in dem Kompressionsraum bewegt. Dabei ist erfindungsgemässe vorgesehen, dass dem Abtriebsrad ein Übersetzungsrad vorgeschaltet ist. Übersetzungsrad und Abtriebsrad sind so aufeinander abgestimmt, dass eine unterschiedliche Kraftübertragung erfolgen kann, je nach dem, welche Zahnungen in Eingriff sind. Hierzu ist einmal vorgesehen, dass das Abtriebsrad aus zwei Radhälften besteht, die aufeinanderliegen. Jede Radhälfte hat eine Zahnung, die sich jedoch nicht über den gesamten Umfang erstreckt, sondern nur über ein vorbestimmtes Bogenmass. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt dieses Bogenmass jeweils 180°.
Das Übersetzungsrad besteht dagegen aus zwei aufeinanderliegenden Zahnrädern, die abwechselnd mit der einen bzw. der anderen Radhälfte des Abtriebsrads zusammenwirken. Dabei weist ein Zahnrad einen grösseren Durchmesser als das andere Zahnrad auf. Das Zahnrad mit dem kleineren Durchmesser kann dabei eine grössere Kraft auf das Abtriebsrad aufbringen, als das Zahnrad mit dem grösseren Durchmesser. Deshalb greift das Zahnrad mit dem kleineren Durchmesser in die entsprechende Zahnung des Abtriebsrads ein, wenn Luft in den Kompressionsraum komprimiert werden soll.
Soll dagegen lediglich Luft angesaugt werden, greift das Zahnrad mit dem grösseren Durchmesser in die Zahnung der ihm zugeordneten Abtriebsradhälfte ein.
Figurenbeschreibung
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in
1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemässen Kompressors;
2 eine Draufsicht auf den Kompressor gemäss 1;
3 eine teilweise dargestellte Ansicht des Kompressors gemäss 2 in Richtung X gesehen;
4 eine perspektivische Ansicht des Zusammenwirkens eines Übersetzungsrades mit einem Abtriebsrad;
5 eine Explosionsdarstellung einer erfindungsgemässen Anordnung von Kompressionsraum und Ventilstück;
6 eine perspektivische Ansicht des Kompressionsraums gemäss 5 mit aufgesetztem Ventilstück;
7 einen teilweise dargestellten Längsschnitt durch die Anordnung eines Ausführungsbeispiels von Kompressionsraum mit aufgesetztem Ventilstück ähnlich 6;
8 eine perspektivische Ansicht des Längsschnitts gemäss 7 in einer weiteren Ausführungsform;
9 bis 12 Längsschnitte eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Kompressionsraums mit aufgesetztem Ventilstück und pleuelartig angetriebener Kolbenstange in verschiedenen Gebrauchslagen.
Gemäss 1 weist ein erfindungsgemässer Kompressor P einen Motor 1 auf, der von einem Ventilator 2 gekühlt wird. Auf einer nicht näher dargestellten Motorwelle sitzt ein Übersetzungsrad 3 auf, welches mit einem Abtriebsrad 4 zusammenwirkt.
Das Abtriebsrad 4 ist exzentrisch mit einer Kolbenstange 5 verbunden, die einen Kolben 6 (3) in einem Kompressionsraum 7 bewegt. Diesem Kompressionsraum 7 ist ein Ventilstück 8 aufgesetzt, welches eine Leitung 9 zu beispielsweise einem Reifen und eine Verbindung 10 zu beispielsweise einem Behälter für Reifendichtmittel aufweist.
Die Funktionsweise dieses Kompressors ist folgende:
Das Übersetzungsrad 3 wird über den Motor 1 in Drehbewegung versetzt und überträgt seine Drehbewegung auf das Abtriebsrad 4. Dieses wiederum bewegt die Kolbenstange 5 in dem Kompressionsraum 7, wie dies insbesondere in den 9 bis 12 dargestellt ist. Hierdurch wird Luft aus dem Kompressionsraum 7 in das Ventilstück 8 und in die Leitung 9 gedrückt. Über die Verbindung 10 wird dann ein Medium, insbesondere Reifendichtmittel, aus einem nicht näher dargestellten Behälter entweder angesaugt oder zusätzlich in die Leitung 9 gedrückt und so beispielsweise in einen abzudichtenden Reifen eingebracht.
Ein Teil der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung der Kraftübertragung der Kraft des Motors 1 auf die Kolbenstange 5 bzw. den Kolben 6. Bekannt ist, dass beim Komprimieren der Luft in dem Kompressionsraum 7 mehr Kraft benötigt wird, als beim Ansaugen neuer Luft in den Kompressionsraum. Um diesem Kräfteverhältnis Rechnung zu tragen, sind bevorzugt sowohl das Übersetzungsrad 3 als auch das Abtriebsrad 4 zweigeteilt ausgebildet. Das Übersetzungsrad 3 besteht aus zwei Zahnrädern 11 und 12, die aufeinander liegen und eine kongruierende Öffnung 13 zur Aufnahme einer Motorwelle aufweisen. Ferner weist auch das Zahnrad 11 einen grösseren Durchmesser auf, als das Zahnrad 12.
Das Abtriebsrad 4 besteht aus zwei Hälften 4.1 und 4.2. Jede Hälfte ist mit einer Zahnung 14.1 bzw. 14.2 belegt. Dabei erstreckt sich jede Zahnung 14.1 und 14.2 über nur einen Halbkreis der jeweiligen Abtriebsradhälfte 4.1 bzw. 4.2, während die übrige Hälfte frei von Zahnung ist. Auch hier ist wiederum vorgesehen, dass die Abtriebsradhälfte 4.2 mit der Zahnung 14.2 einen grösseren Durchmesser aufweist, als die Abtriebsradhälfte 4.1 mit der Zahnung 14.1. Mit der Abtriebsradhälfte 4.2 mit dem grösseren Durchmesser wirkt das Zahnrad 12 mit dem geringeren Durchmesser zusammen, während das Zahnrad 11 mit dem grösseren Durchmesser mit der Abtriebsradhälfte 4.1 mit dem geringeren Durchmesser zusammenwirkt. Sobald das Zahnrad 12 mit dem geringeren Durchmesser in Eingriff mit der Zahnung 14.2 der Abtriebsradhälfte 4.2 gelangt, kann somit durch das Übersetzungsverhältnis eine höhere Kraft aufgebracht werden, so dass dieser Eingriffszustand dann bevorzugt wird, wenn auf den Kolben 6 eine höhere Kraft beim Komprimieren wirken soll. Beim Rücklauf des Kolbens 6 zum Ansaugen von neuer Luft in den Kompressionsraum 7 befindet sich dann das Zahnrad 11 mit dem grösseren Durchmesser in Eingriff mit der Zahnung 14.1 des Abtriebsrades 4.1 mit dem geringeren Durchmesser.
Ein weiterer Erfindungsgedanke bezieht sich auf die Anordnung von Ventilstück und Kompressionsraum. In den 5 und 6 ist ein Ventilstück 8.1 gezeigt, welches einen Kompressionsraum 7.1 bajonettartig aufgesetzt ist. Hierzu besitzt der Kompressionsraum 7.1 einen Kragen 15, der mit einer Rasterung versehen ist. Diese Rasterung umläuft eine Verbindungsöffnung 16 zwischen Ventilstück 8.1 und Kompressionsraum 7.1. Dabei folgt auf eine tiefe Einformung 17 ein Vorsprung 18, an den ein Anschlag 19 anschliesst.
Das Ventilstück 8.1 wiederum weist zumindest einen Flügel 20 auf, von dem eine hakenförmige Anformung 21 nach unten abragt. Zum Zusammenbau wird das Ventilstück 8.1 auf den Kragen 15 aufgesetzt, wobei die Anformung 21 über die tiefe Einformung 17 fährt. Nunmehr wird das Ventilstück 8.1 gegenüber dem Ringkragen 15 gedreht, so dass die hakenförmige Anformung 21 den Vorsprung 18 überführt und mit einem Haken 22 untergreift. Die Drehung kann dann bis zu dem Anschlag 19 erfolgen. Damit ist dann die in 6 gezeigte Zusammenbaulage erreicht.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, die vor allem auch in 7 gezeigt ist, wird zwischen dem Kompressionsraum 7.1 und dem Ventilstück 8.1 im Bereich der Verbindungsöffnung 16 eine Dichtung angeordnet, die in diesem Ausführungsbeispiel diskusscheibenartig ausgebildet ist. Entsprechende Luftöffnungen 24 sind dann als Langlöcher ausgestaltet. Beim Ausbringen von komprimierter Luft aus dem Kompressionsraum 7.1 werden vor allem die Ränder der diskusscheibenartigen Dichtung 23 angehoben.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Dichtung zwischen Kompressionsraum 7.2 und Ventilstück 8.2 gemäss den 9 bis 12 ist die Dichtung federballartig ausgestaltet. Diese Federballdichtung 25 gelangt in einer Kammer 26 des Ventilstücks 8.2 von einer Öffnungslage in eine Schliesslage, je nach dem, ob Luft aus dem Kompressionsraum 7.2 eingebracht oder in den Kompressionsraum 7.2 eingezogen werden soll.

Zu einer weiteren Verbesserung trägt der Erfindungsgedanke bei, der in den 7 und 8 gezeigt ist. Dort ist die Leitung 9 nach der Verbindung 10 zum Behälter für Reifendichtmittel mit einer venturiartigen Verengung 27 versehen. Diese venturiartige Verengung 27 hat den Zweck, dass eine Beschleunigung des Luftstroms stattfindet, durch die der Unterdruck in der Leitung 9 erhöht wird, so dass ein verstärktes Ansaugen von Reifendichtmittel aus dem Behälter stattfindet. Um dies noch zu verbessern ist vorgesehen, dass sich die Verbindung 10 in gewissem Umfang rüsselartig axial entlang der Leitung 9 erstreckt. Bezugszeichenliste

1	Motor
2	Ventilator
3	Übersetzungsrad
4	Abtriebsrad
5	Kolbenstange
6	Kolben
7	Kompressionsraum
8	Ventilstück
9	Leitung
10	Verbindung
11	Zahnrad
12	Zahnrad
13	Öffnung
14	Zahnung
15	Kragen
16	Verbindungsöffnung
17	tiefe Einformung
18	Vorsprung
19	Anschlag
20	Flügel
21	Anformung
22	Haken
23	Dichtung
24	Luftöffnung
25	Federballdichtung
26	Kammer
27	Verengung
P	Kompressor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102004042911 A1 [0002]
WO 2010/066448 [0003]

Claims

Vorrichtung zum Ausbringen eines Mediums, insbesondere von Reifendichtmittel, welches mittels eines Kompressors (P) aus einem Behälter in einen Reifen auszubringen ist, wobei der Kompressor über eine Leitung (9) mit dem Reifen verbindbar ist und in diese Leitung (9) eine Verbindung (10) zu dem Behälter einmündet, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (9) vor dem Reifen eine Verengung (27) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verengung (27) venturiartig ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (10) zu dem Behälter vor der Verengung (27) in die Leitung (9) einmündet und sich dort in Richtung auf die Verengung (27) hin rüsselartig axial entlang erstreckt.
Vorrichtung zum Ausbringen eines Mediums, insbesondere von Reifendichtmittel, welches mittels eines Kompressors (P) aus einem Behälter in einen Reifen auszubringen ist, wobei ein Kompressionsraum (7) des Kompressors (P) über eine Leitung (9) mit dem Reifen verbindbar ist und in diese Leitung (9) eine Verbindung (10) zu dem Behälter einmündet, dadurch gekennzeichnet, dass Leitung (9) und Verbindung (10) in einem Ventilstück (8) miteinander verbunden sind, welches bajonettartig mit dem Kompressionsraum (7) verbindbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kompressionsraum (7) ein oberer Kragen (15) angeformt ist, der eine Rasterung aufweist und der von hakenartigen Anformungen (21) des Ventilstücks (8) untergriffen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindungsöffnung (24) zwischen Ventilstück (8) und Kompressionsraum (27) durch eine Dichtung (23, 25) belegt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung eine flexible, diskusartige Scheibe (23) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (25) federballartig ausgestaltet ist.
Kompressor zum Ausbringen eines Mediums, insbesondere von Reifendichtmittel, welches aus einem Behälter in einen Reifen auszubringen ist, wobei ein Motor (1) des Kompressors (P) exzentrisch über ein Abtriebsrad (4) mit einer Kolbenstange (5) verbunden ist, die einen Kolben (6) in einem Kompressionsraum (7) bewegt, dadurch gekennzeichnet, dass dem Abtriebsrad (4) ein Übersetzungsrad (3) vorgeschaltet ist.
Kompressor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebsrad (4) aus zwei Radhälften (4.1, 4.2) mit jeweils einer Zahnung (14.1, 14.2) besteht, wobei sich die Zahnung (14.1) der einen Radhälfte (4.1) über ein Bogenmass und die Zahnung (14.2) der anderen Radhälfte (4.2) über ein anderes Bogenmass erstreckt.
Kompressor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Bogenmass jeweils 180° beträgt.
Kompressor nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Übersetzungsrad (3) aus zwei aufeinander liegenden Zahnrädern (11, 12) besteht, die abwechselnd mit der einen bzw. der anderen Radhälfte (4.1, 4.2) des Abtriebsrads (4) zusammenwirken.
Kompressor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zahnrad (11) einen grösseren Durchmesser aufweist als das andere Zahnrad (12).