(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気注入式物体に対して封止および空気注入を行う装置、又は、自動車両タイヤに対して封止および空気注入を行う装置であって、圧縮ガス源としてコンプレッサユニットを有し、前記コンプレッサユニットは、スライダクランク機構によって駆動される往復ピストンコンプレッサ（１０）として、金属と比較して耐温度性が低く熱伝導性も低い材料から部分的にまたは完全に形成され、シリンダ（１）内を揺動する態様で移動するピストン（２）を有し、前記ピストン（２）および前記シリンダ（１）は、圧縮チャンバを画定し、前記シリンダ（１）は、排出弁（７）を有するシリンダヘッド（１１）によって出力側で閉じられる、装置において、
前記往復ピストンコンプレッサ（１０）には、可変空気溜まり（９）が設けられ、前記可変空気溜まり（９）の容積は、前記材料の過負荷を防止するために、前記シリンダヘッド（１１）が切換え温度になると拡大することができることを特徴とする装置。
【請求項２】
圧力ゲージ（１２）と、前記空気注入式物体に充填することができる自動封止剤用の貯蔵器と、前記貯蔵器と前記コンプレッサユニットとを接続し、前記空気注入式物体に接続することができる導管を有する封止剤および圧縮ガス用の弁および分配器ユニットとを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記空気溜まりは、前記圧縮チャンバに接続された圧力チャンバ（９）によって形成され、前記圧力チャンバ（９）の容積は、前記シリンダヘッド（１１）の温度に応じて変えることができる、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記さらなる圧力チャンバ（９）は、温度に応じて移動自在の案内式ピストンスライド弁（４）が配置された第２のシリンダ（１３）の形態をとる、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記ピストンスライド弁（４）は、形状記憶合金のアクチュエータ（５）によって駆動することができる、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記ピストンスライド弁（４）は、熱バイメタル要素を用いて駆動されるアクチュエータ（５）により移動することができる、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記ピストンスライド弁（４）は、電気または電気機械アクチュエータ（５）によって駆動することができ、前記電気または電気機械アクチュエータ（５）は、温度センサとして機能できる観測ユニットで制御される、請求項４に記載の装置。
【請求項８】
圧縮ガスは、減衰されて前記圧縮チャンバから前記圧力チャンバ（９）へと流れる、請求項３〜７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記減衰は、ピストンスライド弁（４）が、摩擦がかかった状態で第２のシリンダ（１３）内を移動することにより引き起こされるか、又は、第２のシリンダ（１３）の内壁とピストンスライド弁（４）の外周との間に配置され、移動中に摩擦減衰を引き起こす封止リング（１４）を前記ピストンスライド弁（４）に形成することにより、前記ピストンスライド弁（４）が、摩擦がかかった状態で前記第２のシリンダ（１３）内を移動することにより引き起こされる、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記減衰は、ピストンスライド弁（４）が最大移動する頻度が、前記ピストン（２）のストローク頻度未満であるように行われる、請求項８または９に記載の装置。
【請求項１１】
前記空気溜まり（９）の容積は、前記圧縮チャンバの少なくとも５％まで拡大することができる、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気注入式物体に対して封止および空気注入を行う装置、特に、自動車両タイヤに対して封止および空気注入を行う装置に関し、この装置は、圧縮ガス源としてコンプレッサユニットを有し、コンプレッサユニットは、スライダクランク機構によって駆動され、シリンダ内で揺動する態様で移動するピストンを有する往復ピストンコンプレッサとして形成され、ピストンおよびシリンダは、圧縮チャンバを画定し、シリンダは、排出弁を有するシリンダヘッドによって出力側を閉じられる。
【背景技術】
【０００２】
空気注入式物体に対して封止および空気注入を行うためのそのような装置は、特に、パンク修理キットで必要とされ、このパンク修理キットは自動車両に配置され、スペアタイヤの位置で自動車両によって担持される。
【０００３】
タイヤのパンクを暫定的に修理するためのそのようなパンク修理キットの場合、通常、封止剤および圧縮ガス用の弁および分配器ユニットを経由して、破損したタイヤに封止剤および圧縮ガスを充填するためのコンプレッサユニット、すなわち空気コンプレッサが、修理されるタイヤに接続され、弁および分配器ユニットも、封止剤容器を接続するための接続器を有する。破損したタイヤを封止するために、次いで、封止剤が、空気コンプレッサによって、弁および分配器ユニットを経由してタイヤに供給され、その後、タイヤは、空気コンプレッサによって、特定の最小圧力まで空気を注入される。
【０００４】
コンプレッサユニット、すなわち、空気コンプレッサは、通常、プラスチックまたは同様の低コスト材料で部分的に、または完全に製造される。この種の製品の最も重要な技術的難題の１つは、使用する材料の耐温度性が制約され、金属と比較して低く、熱伝導性が低いことである。
【０００５】
特別な保護対策を実施しない場合、圧縮／圧縮プロセスによって引き起こされる空気コンプレッサの加熱作用により、システムの構成要素が熱的な過負荷を受けることがある。これは、特に、長期にわたって中断なく使用した場合に当てはまる。熱的過負荷は、例えば、空気および粘性封止剤がタイヤ弁を介してタイヤに供給されるときに、例えば、コンプレッサが、長期にわたり最大圧力に抗してポンプ動作を行った場合など、コンプレッサが、機械的または電気的負荷限界の近くで動作する場合に生じる可能性が最も高い。
【０００６】
すべての動作状態において、そのような過負荷を防止するために、先行技術では、例えば、往復ピストンコンプレッサとして形成された空気コンプレッサのシリンダヘッドなどの、特に、危険にさらされるシステム構成要素は、金属で製造される。しかし、この方法では、製造コストが大幅に上がる。
【０００７】
別の可能性は、コンプレッサの出力を常に制限することである。しかし、その適用に関して、この方法では、空気コンプレッサは過大になり、したがって、同様に、製造コストが大幅に上がる。
【０００８】
危険にさらされるシステム構成要素の温度を、例えば、ファンによってなど、能動冷却を用いて制限することも同様に可能である。しかし、熱伝導性が低いために、この方法は、プラスチック構成要素の場合、限定された範囲でのみ使用することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、本発明の目的は、空気注入式物体に対して封止および空気注入を行う装置を提供することであり、この装置では、動作時に、空気コンプレッサの容量を一時的に制限し、それにより、重要なシステム構成要素の過熱を防止するが、同時に、熱負荷が低い動作状態において、高いコンプレッサ出力が利用可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的は、主請求項の特徴によって達成される。さらに有益な構成が従属請求項で開示される。
【００１１】
この場合に、往復ピストンコンプレッサには、可変の空気溜まりが設けられ、空気溜まりの容積は、シリンダヘッドの温度に応じて変えることができる。
【００１２】
したがって、本発明による構成は、可変的に修正可能な、または有効化可能な空気溜まりによって、コンプレッサユニットまたは往復ピストンコンプレッサとして形成された空気コンプレッサの容量、さらに温度を制限および制御することを可能にする。
【００１３】
本発明による構成を用いて、過負荷を防止する熱自動式出力制御部を含む高効率コンプレッサをプラスチックで作製することができる。このために必要な装置または制御部によるユニット当たりのコストの増加は、金属でできた典型的な封止剤コンプレッサと比較してきわめて少ない。本発明は、任意のタイプのピストン機械に適用することができる。
【００１４】
有益な発展形態として、装置はまた、空気注入式物体に充填することができる自動封止剤用の貯蔵器と、貯蔵器とコンプレッサユニットとを接続し、空気注入式物体に接続することができる導管を有する封止剤および圧縮ガス用の弁および分配器ユニットとを有する。これは、本発明による構成が、コンパクトな破損キットに使用されるのを可能にし、この破損キットでは、必要とされるすべての装置はキット内に配置され、使用者によるわずかな操作で動作することができる。
【００１５】
さらなる有益な構成として、空気溜まりは、圧縮チャンバに接続された圧力チャンバによって形成され、圧力チャンバの容積は、シリンダヘッドの温度に応じて変えることができる。これは、空気溜まりが、圧縮チャンバの形態および構成とは無関係に調整されるのを可能にする。これは、特に、さらなる圧力チャンバが、第２のシリンダの形態をとる、さらに有益な構成に関する場合であり、温度に応じて移動自在の案内式ピストンスライド弁が第２のシリンダに配置される。
【００１６】
こうして設けられた空気溜まりの制御を行うことができる方法には、例えば、温度センサ、電子制御要素を用いた、あるいは電気機械アクチュエータによる電子式のものが含まれる。空気溜まりの制御は、空気コンプレッサの瞬間的な動作状態に応じて、中央観測ユニットによって行うことができる。
【００１７】
さらに有益な構成として、ピストンスライド弁は、形状記憶合金のアクチュエータによって駆動することができる。これは、さらなる制御手段なしに、かつこの制御作業用のエネルギ供給なしに、容易に実現でき、常に確実に機能できる構成をもたらす。同じ形状記憶合金は、熱バイメタル要素を用いて駆動されるアクチュエータによって、ピストンスライド弁を移動させることができるさらに有益な構成に適用される。この場合に、この空気溜まりの大きさ、および形状記憶合金の設計により、コンプレッサ出力の低減および切換え温度Ｔ０を前もって選択するか、または構造設計の中に前もって設定することができる。シリンダヘッドの温度が切換え温度Ｔ０未満に落ちた場合、例えば、ピストンスライド弁は閉じ、コンプレッサは、再度通常の動作状態に戻る。
【００１８】
さらに有益な構成として、ピストンスライド弁は、電気または電気機械アクチュエータによって駆動することができ、電気または電気機械アクチュエータは、温度センサとして機能できる観測ユニットで制御される。特に、こうして設定された空気溜まりの修正、制御、または有効化は、この場合に、例えば、既存のシステムに電子的に組み込むことができる。空気溜まりの制御は、中央観測ユニットが測定した空気コンプレッサの瞬間的な動作状態に応じて、中央または分散型観測ユニットによって行うこともできる。
【００１９】
さらに有益な構成として、空気溜まりすなわち圧力チャンバの容積は、圧縮チャンバまたは圧縮空間の少なくとも５％まで拡大することができる。可変空気溜まりが圧縮空間の１０％である場合、体積流量を最大で４０％だけ減らすことができ、空気温度を最大で７０％だけ下げることができ、当然ながら、これも、シリンダヘッドの望ましい熱軽減に寄与する。空気溜まりが有効化されたコンプレッサの電力消費も、最大で３０％だけ削減される。
【００２０】
さらに有益な構成として、圧縮チャンバから圧力チャンバに入った、すなわち、空気溜まりに入った圧縮ガス流は、減衰した態様で、特に、空気制限器を流れる。これはまた、圧縮チャンバを形成するシリンダからの圧力ピークが減衰するのを可能にする。
【００２１】
さらに有益な構成として、減衰は、特に、第２のシリンダの内壁とピストンスライド弁の外周との間に配置され、移動中に摩擦減衰を引き起こす封止リングをピストンスライド弁に形成して、ピストンスライド弁が、摩擦がかかった状態で第２のシリンダ内を移動することにより引き起こされる。このようにして、空気溜まりの有効化が、ピストンのストローク頻度に近づくのを容易に回避することができる。これは、全ピストンストローク中に、空気溜まりの容積がほぼ一定である場合に、「有効化された」空気溜まりの所望する効果が最大限になることから有益である。
【００２２】
さらに有益な構成として、減衰は、ピストンスライド弁が最大移動する頻度が、ピストンのストローク頻度未満であるように行われる。この設計は、システム全体の無制御揺動を防止する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】空気注入式物体に対して封止および空気注入を行う装置、特に、自動車両タイヤに対して封止および空気注入を行う装置の詳細図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明が、例示的な実施形態に基づいてさらに詳細に説明される。図１は、空気注入式物体に対して封止および空気注入を行う装置、特に、自動車両タイヤに対して封止および空気注入を行う装置の詳細図を示している。装置は、２つの切換え状態Ａ、Ｂで示され、一方は、図１の左側の有効化されていない空気溜まり（Ａ）、他方は、図１の右側の有効化された空気溜まり（Ｂ）である。
【００２５】
装置は、スライダクランク機構によって駆動される往復ピストンコンプレッサ１０として形成され、シリンダ１内を揺動する態様で移動するピストン２を有するコンプレッサユニットを圧縮ガス源として有し、ピストン２およびシリンダ１は、圧縮チャンバを画定し、シリンダ１は、排出弁７を有するシリンダヘッド１１によって出力側で閉じられている。
【００２６】
装置はまた、圧力ゲージ１２と、空気注入式物体に充填することができる自動封止剤用の貯蔵器（ここではこれ以上具体的に示されない）と、貯蔵器とコンプレッサユニットとを接続し、空気注入式物体に接続することができる導管を有する封止剤および圧縮ガス用の弁および分配器ユニットとを有し、弁および分配器ユニットは、装置が、２つの動作モード「空気注入」および「封止剤供給」からの選択に従って動作するのを可能にする。弁および分配器ユニットは、通常、空気排出口３に接続され、同じく、図１にこれ以上具体的に示されていない。
【００２７】
往復ピストンコンプレッサ１０には、可変の空気溜まりが設けられ、空気溜まりの容積は、シリンダヘッドの温度に応じて変えることができる。示した実施形態では、可変空気溜まりは、圧力チャンバ９で特定的なさらなるチャンバによって形成され、圧力チャンバ９は、圧縮チャンバに接続され、圧力チャンバの容積は変える、または有効化することができる。圧縮チャンバには、ピストン２とシリンダ１との間のタイプ依存性の小空気溜まり８だけがある。周期的なピストン動作には、空気流れが、公知の原理に基づいて、排出弁７を経由し、空気排出口３を通って移動するという効果がある。
【００２８】
この動作モードにおいて、コンプレッサの効率は損なわれない。通常の状態では、シリンダヘッドの温度は、切換え温度Ｔ０未満である。
【００２９】
圧力チャンバ９は、アクチュエータ５による作用を受ける、変位自在に移動可能な案内式ピストンスライド弁４が配置された第２のシリンダ１３の形態をとっている。アクチュエータ５の調整または偏倚は、調整装置６を用いて行われる。コンプレッサの負荷が異常に高くなったために、この場合に、シリンダヘッドの温度が、切換え温度Ｔ０を超えて高くなると、図１の右側（Ｂ）に示すように、ここでは形状記憶合金（ＳＭＡ）でできたアクチュエータ５の長さが短縮され、ピストンスライド弁４を移動させる。
【００３０】
ここで示す実施形態では、空気溜まりすなわち圧力チャンバ９の容積は、圧縮チャンバまたは圧縮空間の１０％の大きさ／容積まで拡大することができる。
【００３１】
したがって、本発明の対象のこの実施形態は、ピストンスライド弁４の動作が、シリンダに接続されたさらなるチャンバ、すなわち、さらなる圧力チャンバ９を開くという効果を有する点で、可変の有効化可能な空気溜まりによって、空気コンプレッサの体積流量、ひいては、温度に影響を及ぼす、または体積流量、ひいては温度を制御する。
【００３２】
この場合に、ピストンスライド弁４および／またはスライド弁への供給管は、シリンダからの圧力ピークが減衰し、スライド弁の開放を引き起こさないように設計される。さらに、ピストンスライド弁４の減衰は、スライド弁の最大動作頻度が、ピストンのストローク頻度を十分に下まわるように選択される。この設計は、システムの無制御揺動を防止する。
【００３３】
摩擦式封止リング１４は、ここでは、第２のシリンダ１３の内壁とピストンスライド弁４の外周との間に配置されている。
【００３４】
この場合に、圧縮シリンダ１に対して開放されているチャンバ、すなわち、圧力チャンバ９は、コンプレッサの出力を制御する空気溜まりとして機能する。例えば、可変空気溜まりが圧縮空間の１０％である場合、この例では、排出口温度を最大で７０％だけ下げることができる。空気溜まりが有効化されたコンプレッサの電力消費も、最大で３０％だけ削減される。
【００３５】
シリンダヘッドの温度が切換え温度Ｔ０未満に落ちた場合、ピストンスライド弁４は閉じ、コンプレッサは、再度通常の動作状態に戻る。
【符号の説明】
【００３６】
１  シリンダ／コンプレッサシリンダ
２  ピストン
３  空気排出口
４  ピストンスライド弁
５  形状記憶合金（ＳＭＡ）でできたアクチュエータ
６  調整装置
７  排出弁
８  最小空気溜まり
９  可変空気溜まり／圧力チャンバ
１０  往復ピストンコンプレッサ
１１  シリンダヘッド
１２  圧力ゲージ
１３  第２のシリンダ
１４  摩擦式封止リング
【図１Ａ】
0006322720.tif 000002
【図１Ｂ】
0006322720.tif 000003