EP3055569B1 - Pannenset mit kompressor mit druckbegrenzung - Google Patents

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EP3055569B1 EP14716854.6A EP14716854A EP3055569B1 EP 3055569 B1 EP3055569 B1 EP 3055569B1 EP 14716854 A EP14716854 A EP 14716854A EP 3055569 B1 EP3055569 B1 EP 3055569B1
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Definitions

  • the invention relates to a repair kit for repairing motor vehicle tires with a portable compressed air source and a compressor unit, which has a driven by an electric motor reciprocating compressor, wherein the reciprocating compressor includes a reciprocating in a cylinder oscillating moving piston so that cylinder and piston define a compression space, wherein the cylinder is the output side closed by a cylinder head with exhaust valve.
  • Such compressor units are z. B. with or as part of devices for sealing and inflating inflatable objects, in particular for sealing and inflation of motor vehicle tires needed (breakdown sets).
  • These portable and lightweight devices include the compressor unit as a pressurized gas source, further comprising a sealant container for a self-sealant fillable in the inflatable article, a sealant and pressurized gas valve and distribution unit, and an inlet line connectable to the pressurized gas source and an inflatable object provided connectable outlet.
  • the maximum pressure in the system is determined either by the maximum achievable pressure of the compressor, the maximum pressure then significantly depends on design so-called “dead volume” of the cylinder, or is determined by a pressure relief valve.
  • DE 20 2007 016 242 U1 discloses a device for sealing and inflating inflatable objects, which by means of a rotary valve allows a switchover between pure pressure build-up and sealant delivery.
  • a special pressure limitation within outlet pipes is not provided here.
  • a dead volume is present at each reciprocating compressor, since the piston head at top dead center must have a certain and non-zero distance to the inner surface of the cylinder head.
  • a "pressure limit" by a correspondingly large designed Tot Kunststoffvolumen i. by a large distance between the piston crown and the inner surface of the cylinder head, the risk of leakage of sealant does not exist, since no air or air / sealant mixture is discharged into the environment.
  • a correspondingly designed dead air volume in the compressor reduces its efficiency and thus requires an unnecessarily large or expensive compressor to achieve a given specification.
  • pressure switches are known as such in the fields adjacent to the breakdown sets, for example, by the disclosure of DE 10 2004 057 824 A1 , However, the pressure switches shown here are not readily transferable to the most easily and by integrating components in the highest degree compact trainee breakdown sets 5.
  • the compressor unit has a pressure in the compression space in communication with the electrical pressure switch, wherein the electric motor via the pressure switch on and off, wherein the pressure switch is arranged in the cylinder head of the reciprocating compressor.
  • a further advantageous embodiment is that the pressure switch is in communication with the pressure in the outlet of the reciprocating compressor. This can simplify the construction of the reciprocating compressor, since only a small bore to the outlet is required.
  • a further advantageous embodiment is that the pressure switch is cast in the cylinder head. This also simplifies the design of the reciprocating compressor in terms of integration of components. The same applies to a further advantageous embodiment, which consists in that the pressure switch is arranged in the pressure gauge of the compressor unit.
  • a further advantageous embodiment consists in that the electric motor can be switched on and off via an actuator which is operated electrically by the pressure switch, preferably via a relay. This allows, for example, in conjunction with a power switch, a manual or relaisquaintes restarting the compressor via this button or a switch as soon as the pressure switch has switched back
  • the pressure switch has a pressure sensor and a switching electronics, through which Switching time or the switching pressure is adjustable or preselected. This can be the height of the switching pressure be predetermined and adapted to special designs or series.
  • the single FIGURE shows a compressor unit 1 of a breakdown set, wherein the compressor unit comprises a driven by an electric motor 2 reciprocating compressor 3, wherein the reciprocating compressor comprises a reciprocating 4 in a cylinder 5 oscillating piston 6, so that cylinder 5 and piston 6 a compression space limit.
  • the cylinder 5 is the output side is closed by a cylinder head 7 with exhaust valve 8.
  • the compressor unit has an electromechanical pressure switch 9 in communication with the pressure in the compression space, which switches off the electric motor 2 via electrical lines 10 upon reaching a certain pressure level in the compression space, namely at a predetermined maximum value P 0 , and after the pressure has dropped below this pressure level turns the electric motor back on.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Pannenset zur Reparatur von Kraftfahrzeugreifen mit einer tragbaren Druckluftquelle und einer Kompressoreinheit, welche einen durch einen Elektromotor angetriebenen Hubkolbenverdichter aufweist, wobei der Hubkolbenverdichter einen über ein Schubkurbelgetriebe in einem Zylinder oszillierend bewegten Kolben beinhaltet, so dass Zylinder und Kolben einen Kompressionsraum begrenzen, wobei der Zylinder ausgangsseitig durch einen Zylinderkopf mit Auslassventil verschlossen ist.
  • Solche Kompressoreinheiten werden z. B. mit oder als Teil von Vorrichtungen zum Abdichten und Aufpumpen aufblasbarer Gegenstände, insbesondere zum Abdichten und Aufpumpen von Kraftfahrzeugreifen benötigt (Pannensets).
  • Diese tragbaren und leichten Vorrichtungen beinhalten die Kompressoreinheit als Druckgasquelle, weisen weiterhin einen Dichtmittelbehälter für ein in den aufblasbaren Gegenstand einfüllbares selbsttätiges Dichtmittel auf, eine Ventil- und Verteilereinheit für Dichtmittel und Druckgas und sind mit einer an die Druckgasquelle anschließbaren Einlassleitung und einer an den aufblasbaren Gegenstand anschließbaren Auslassleitung versehen.
  • Bei solchen Vorrichtungen ist der maximale Druck im System entweder durch den maximal erreichbaren Druck des Kompressors festgelegt, wobei der Maximaldruck dann bauartbedingt maßgeblich vom so genannten "Totvolumen" des Zylinders abhängt, oder wird durch ein Druckbegrenzungsventil bestimmt.
  • Da mit den genannten Luftkompressoren während der Behebung einer Reifenpanne auch ein Dichtmittel in den Reifen gepresst wird, kann bei der Druckbegrenzung durch ein Überdruckventil in manchen Betriebszuständen durch Öffnen dieses Ventils Dichtmittel unter hohem Druck unerwünscht austreten und/oder in den Zylinder des Kompressors gelangen. Dieser Fall tritt z.B. ein, wenn das Reifenventil während der Befüllung mit Dichtmittel verstopft und sich im Luftkompressor so ein unzulässig hoher Druck aufbaut. Die bisher benutzten Begrenzungsventile öffnen dabei auf der Hochdruckseite und lassen einen Volumenstrom auf der Hochdruckseite aus dem System austreten. Wenn Dichtmittel auch nur in geringen Umfang in den Kompressor und die anschließenden Leitungen gelangt, können durch diesen Rückfluss entweder die Manometerfunktion oder auch das Auslassventil des Kompressors in seiner Funktion beeinträchtigt werden.
  • Eine solche Lösung zeigt die die DE 44 29 097 A1 . Dort ist eine Kompressoreinheit bzw. einen Kolbenverdichter mit einem im Stand der Technik üblichen Auslassventil offenbart, welches gleichzeitig das einzige "Überdruckventil" für den Innenraum des Kompressors ist. Ein solches Auslassventil besteht aus einer federbelasteten Scheibe, welche eine Auslassbohrung des Verdichtungsraums im Zylinder abdeckt und bei entsprechendem Druck im Verdichtungsraum gegen die Feder abhebt. Abgesehen davon, dass ein solches Auslassventil für sehr hohe Öffnungsfrequenzen, d.h. für sehr schnell bewegte Kolbenkompressoren mit kurzem Hub, nur bedingt geeignet ist, ist es hier erforderlich, einen bestimmten Rohrlängenabstand zum Dichtmittelbehälter bzw. zur zugehörigen Verteilereinheit einzuhalten, um einen Rückfluss von Dichtmittel in den Kompressionsraum/Druckraum zu verhindern. Dies erhöht insgesamt die Baugröße von Vorrichtungen zum Abdichten und Aufpumpen aufblasbarer Gegenstände.
  • Auch die DE 20 2007 016 242 U1 offenbart eine Vorrichtung zum Abdichten und Aufpumpen aufblasbarer Gegenstände, welche mittels eines Drehventils eine Umschaltmöglichkeit zwischen reinem Druckaufbau und Dichtmittelförderung erlaubt. Eine besondere Druckbegrenzung innerhalb Auslassleitungen ist hier nicht vorgesehen.
  • Wird in die Zuleitung zum geschädigten Reifen zur Verhinderung eines Dichtmittelrückfluss ein zusätzliches Rückschlagventil eingebaut, so verhindert dieses Rückschlagventil nachteiligerweise eine genaue Druckmessung in dem zu reparierenden Reifen.
  • Ein Totvolumen ist bei jedem Hubkolbenverdichter vorhanden, da ja der Kolbenboden im oberen Totpunkt einen gewissen und von Null verschiedenen Abstand zur Innenoberfläche des Zylinderkopfes haben muss. Bei einer "Druckbegrenzung" durch ein entsprechend groß ausgelegtes Totluftvolumen, d.h. durch einen großen Abstand zwischen Kolbenboden und Innenoberfläche des Zylinderkopfes besteht die Gefahr eines Dichtmittelaustritts nicht, da keine Luft bzw. Luft/Dichtmittelgemisch in die Umgebung abgelassen wird. Ein entsprechend ausgelegtes Totluftvolumens im Kompressor vermindert jedoch dessen Effizienz und erfordert so einen unnötig großen bzw. teuren Kompressor zum Erreichen einer vorgegebenen Spezifikation.
  • Handelsübliche Pannensets zur Reifenabdichtung, die über einen Kleinkompressor verfügen, mit dessen Hilfe Reifen aufgepumpt werden können, nutzen zur Begrenzung des Maximaldruckes in der Regel also entweder das Auslassventil im Kompressionsraum oder aber ein Ventil in den in Strömungsrichtung dem Kompressionsraum nach gelagerten Leitungen, z. B. in der nachfolgenden Verteilereinheit, welches somit zwischen Auslassventil und Reifenventil bzw. zwischen Kompressor und Manometer angeordnet ist.
  • Eine weitere Möglichkeit zur Druckbegrenzung im Kompressionsraum bzw. in der Auslassleitung eröffnet die in der DE 10 2011 050 806 A1 offenbarte Lösung, bei der 25 abhängig vom Druck in der Auslassleitung der Strömungsquerschnitt in der Zuleitung zum Kompressionsraum des Hubkolbenverdichters verändert wird. Dazu ist vor dem Einlassventil in den Kompressionsraum eine Art Servo-Ventil vorgesehen. Allerdings stellt diese Reduzierung der Zuluft keine präzise Druckschaltung dar, sondern eher eine Verringerung des Wirkungsgrads und führt zu höherer Erwärmung des Kompressors.
  • Auf der anderen Seite sind in den den Pannensets benachbarten Fachgebieten Druckschalter als solche bekannt, beispielsweise durch die Offenbarung der DE 10 2004 057 824 A1 . Die hier gezeigten Druckschalter sind jedoch nicht ohne Weiteres auf die möglichst leicht und durch Integration von Bauteilen in höchsten Maße kompakt auszubildenden Pannensets 5 übertragbar.
  • Für die Erfindung bestand daher die Aufgabe, ein Pannenset mit einer Kompressoreinheit mit einem Hubkolbenverdichter bereitzustellen, bei der die Begrenzung des Maximaldrucks im Kompressionsraum bei gleichzeitiger Vermeidung von Dichtmittelrückfluß gewährleistet ist ohne die Effizienz des Verdichters zu beschränken, bei der ein plötzlich auf der Hochdruckseite aus dem System austretenden Volumenstrom vermieden wird und bei der bei einfacher Bauweise insgesamt die Gebrauchsdauer und Zuverlässigkeit des Kompressors erhöht wird.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs. Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in den Unteransprüchen offenbart.
  • Dabei weist die Kompressoreinheit einen mit dem Druck im Kompressionsraum in Verbindung stehenden elektrischen Druckschalter auf, wobei der Elektromotor über den Druckschalter ein- und ausschaltbar ist, wobei der Druckschalter im Zylinderkopf des Hubkolbenverdichters angeordnet ist. So erfolgt eine zuverlässige elektrische/elektronische Maximaldruckbegrenzung für einen Luftkompressor, bei der zu keinem Zeitpunkt ein Luftstrom in die Umgebung des Kompressors abgeführt wird und trotzdem die Effizienz des Kompressors innerhalb seines Arbeitsbereiches nicht verringert wird. Es ist damit möglich, das Totvolumen des Zylinders zu verringern und trotzdem bei zu hohen Drücken sicher eine weitere Druckerhöhung auszuschließen.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass das der der Druckschalter über eine Membran mit dem Kompressionsraum in Verbindung steht. Damit wird ein besonders direktes Ansprechen des Druckschalters erreicht.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass der Druckschalter mit dem Druck in der Auslassleitung des Hubkolbenverdichters in Verbindung steht. Dies kann die Bauweise des Hubkolbenverdichters vereinfachen, da lediglich einen kleine Bohrung zur Auslassleitung erforderlich wird.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass der Druckschalter im Zylinderkopf eingegossen ist. Auch dies vereinfacht die Bauweise des Hubkolbenverdichters im Sinne einer Integration von Bauteilen. Gleiches gilt für eine weitere vorteilhafte Ausbildung, die darin besteht, dass der Druckschalter im Manometer der Kompressoreinheit angeordnet ist.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass der Elektromotor über ein durch den Druckschalter elektrisch betätigtes Stellglied ein- und ausschaltbar ist, vorzugsweise über ein Relais. Dies ermöglicht z.B. in Verbindung mit einem Einschalttaster ein manuelles oder ebenfalls relaisgesteuertes Wieder-Einschalten des Kompressors über diesen Taster oder einen Schalter, sobald der Druckschalter zurückgeschaltet hat Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass der Druckschalter einen Drucksensor und einer Schaltelektronik aufweist, durch die der Schaltzeitpunkt bzw. der Schaltdruck einstellbar bzw. vorwählbar ist. Damit kann die Höhe des Schaltdrucks vorbestimmt und auch auf spezielle Ausführungen oder Baureihen angepasst werden.
  • Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden.
  • Die einzige Figur zeigt eine Kompressoreinheit 1 eines Pannensets, wobei die Kompressoreinheit einen durch einen Elektromotor 2 angetriebenen Hubkolbenverdichter 3 aufweist, wobei der Hubkolbenverdichter einen über ein Schubkurbelgetriebe 4 in einem Zylinder 5 oszillierend bewegten Kolben 6 beinhaltet, so dass Zylinder 5 und Kolben 6 einen Kompressionsraum begrenzen. Der Zylinder 5 ist ausgangsseitig durch einen Zylinderkopf 7 mit Auslassventil 8 verschlossen ist. Die Kompressoreinheit weist einen mit dem Druck im Kompressionsraum in Verbindung stehenden elektromechanischen Druckschalter 9 auf, der über elektrische Leitungen 10 den Elektromotor 2 bei Erreichen eine bestimmten Druckhöhe im Kompressionsraum, nämlich bei einem vorgegebenen Maximalwert P0, ausschaltet und nach Absinken des Drucks unter diese Druckhöhe den Elektromotor wieder einschaltet.
  • Bei ausgeschaltetem Antriebsmotor kann der Druck im Kompressor nicht weiter steigen und es entweicht keine Luft aus dem System in die Umgebung, da das Auslassventil geschlossen ist. Sinkt der Druck wieder unter den Maximalwert P0, wird der Motor 2 wieder eingeschaltet.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Kompressoreinheit
    2
    Elektromotor
    3
    Hubkolbenverdichter
    4
    Schubkurbelgetriebe
    5
    Zylinder
    6
    Kolben
    7
    Zylinderkopf
    8
    Auslassventil
    9
    Druckschalter
    10
    Elektrische Leitung
    11
    Auslassleitung (Druck)
    12
    Manometer

Claims (6)

  1. Pannenset zur Reparatur von Kraftfahrzeugreifen mit einer tragbaren Druckluftquelle und einer Kompressoreinheit (1), welche einen durch einen Elektromotor (2) angetriebenen Hubkolbenverdichter (3) aufweist, wobei der Hubkolbenverdichter einen über ein Schubkurbelgetriebe (4) in einem Zylinder (5) oszillierend bewegten Kolben (6) beinhaltet, so dass Zylinder und Kolben einen Kompressionsraum begrenzen, wobei der Zylinder (5) ausgangsseitig durch einen Zylinderkopf (7) mit Auslassventil (8) verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompressoreinheit (1) einen mit dem Druck im Kompressionsraum in Verbindung stehenden elektrischen Druckschalter (9) aufweist und der Elektromotor (2) über den Druckschalter (9) ein- und ausschaltbar ist, wobei der Druckschalter (9) im Zylinderkopf (7) des Hubkolbenverdichters (3) angeordnet ist.
  2. Pannenset nach Anspruch 1, bei der der Druckschalter (9) über eine Membran mit dem Kompressionsraum in Verbindung steht.
  3. Pannenset nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Druckschalter (9) mit dem Druck in der Auslassleitung (11) des Hubkolbenverdichters in Verbindung steht.
  4. Pannenset nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Druckschalter (9) im Zylinderkopf eingegossen ist.
  5. Pannenset nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der der Elektromotor (2) über ein durch den Druckschalter elektrisch betätigtes Stellglied ein- und ausschaltbar ist, vorzugsweise über ein Relais.
  6. Pannenset nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der der Druckschalter einen Drucksensor und einer Schaltelektronik aufweist, durch die der Schaltzeitpunkt bzw. die Schaltdruckhöhe einstellbar ist.
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