(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
膨張可能な対象物を封止して膨張させるための、又は、自動車タイヤを封止して膨張させるための装置であって、圧縮ガス源として圧縮機ユニットを有し、前記圧縮機ユニットが、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式圧縮機（１０）として形成され、かつシリンダ（１）内で往復運動するピストン（２）を有し、前記ピストン（２）および前記シリンダ（１）が圧縮室を画成し、および前記シリンダ（１）が、排出弁（７）を有するシリンダヘッド（１１）によって出口側において閉鎖され、装置がまた、圧力計（１２）と、前記膨張可能な対象物に充填可能な自動封止剤のためのリザーバと、封止剤および圧縮ガスのための弁および分配装置ユニットとを有し、前記弁および分配装置ユニットが、前記リザーバと前記圧縮機ユニットとを接続し、かつ前記膨張可能な対象物に接続可能な管路を有し、前記弁および分配装置ユニットが、２つの運転モード「膨張」および「封止剤注入」の選択に従って、前記装置が運転されることを可能にする、装置において、
前記往復ピストン式圧縮機（１０）に停滞空気体積のための可変手段（９）が設けられ、その容量を前記それぞれの運転モードに応じて前記可変手段により変化させ得ることを特徴とする、装置。
【請求項２】
前記停滞空気体積の前記容量を、前記圧縮室で前記２つの運転モードによってそれぞれ発生する異なる圧力に応じて前記可変手段により変化させることができる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記停滞空気体積が、前記圧縮室に接続される圧力室（９）によって提供され、前記停滞空気体積の前記容量を、前記圧縮室で前記２つの運転モードによってそれぞれ発生する前記異なる圧力に応じて前記可変手段により変化させることができる、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記圧力室（９）の容量を、ばねとして形成された前記可変手段により、ばね力に対して変化させることができ、前記ばね力が好ましくは調節可能である、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記圧力室（９）が、第２のシリンダ（１３）の形態を取り、ばね（５）が作用する、変位可能に案内される可動式ピストンスライド弁（４）があるところに配置される、請求項３または４に記載の装置。
【請求項６】
前記停滞空気体積または圧力室（９）の前記容量を、前記圧縮室の少なくとも５％まで前記可変手段により増加させることができる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記圧縮ガスが前記圧縮室から前記圧力室（９）に減衰状態で、又は、空気リストリクタを通って流れる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記第２のシリンダ（１３）内で摩擦移動する前記ピストンスライド弁（４）によって、又は、前記第２のシリンダ（１３）の内壁と前記ピストンスライド弁（４）の外周との間に配置され、かつ変位中、摩擦減衰を発生させるシールリング（１４）で形成される前記ピストンスライド弁（４）によって減衰が発生する、請求項５に記載の装置。
【請求項９】
前記ピストンスライド弁（４）の最大移動周波数が前記ピストン（２）のストローク周波数未満であるように前記減衰が実行される、請求項８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膨張可能な対象物を封止して膨張させるための、特に、自動車タイヤを封止して膨張させるための装置に関し、ここで、装置は、圧縮ガス源として圧縮機ユニットを有し、この圧縮機ユニットは、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式圧縮機として形成され、かつシリンダ内で往復運動するピストンを有し、ピストンおよびシリンダは圧縮室を画成し、およびシリンダは、排出弁を有するシリンダヘッドによって出口側において閉鎖され、装置はまた、膨張可能な対象物に充填可能な自動封止剤のためのリザーバと、封止剤および圧縮ガスのための弁および分配装置ユニットとを有し、弁および分配装置ユニットは、リザーバと圧縮機ユニットとを接続し、かつ膨張可能な対象物に接続可能な管路を有し、弁および分配装置ユニットは、２つの運転モード「膨張」および「封止剤注入」の選択に従って、装置が運転されることを可能にする。
【背景技術】
【０００２】
膨張可能な対象物を封止して膨張させるためのそのような装置は、特にパンク修理キットのために必要であり、それは自動車に準備されて、スペアタイヤの代わりに運ばれる。
【０００３】
タイヤパンク時の応急修理のためのそのようなパンク修理キットの場合、圧縮機ユニット、すなわち損傷したタイヤを充填するための空気圧縮機が、通常、封止剤および圧縮ガスのための弁および分配装置ユニット経由で、修理されるタイヤに接続され、弁および分配装置ユニットは、充填剤容器の接続のためのコネクタも有する。次いで、損傷したタイヤを封止するために、封止剤が空気圧縮機によって弁および分配装置ユニット経由でタイヤに注入され、その後、タイヤは、特定の最低圧力まで空気圧縮機によって膨張される。
【０００４】
次いで、再充填されたタイヤで移動が再開されると、損傷したタイヤの実際の封止が行われる。タイヤの正圧および外向きに作用する遠心力は、タイヤの損傷した箇所（たとえばパンク穴）にタイヤ封止剤を押しつける効果を有する。ここで発生する高い剪断力および増加する温度は、タイヤ封止剤の化学的プロセスを開始する効果を有し、それは最終的に、封止剤の固化および損傷した箇所の応急的な封止となる。
【０００５】
上記のタイヤに封止剤を注入する事前に行われるプロセスの間、タイヤ封止剤は、開かれたタイヤバルブを通して押しつけられる。ここで存在する開口断面は、典型的なタイヤ損傷の断面にほぼ対応し、したがって、タイヤ封止剤がタイヤバルブで早くも凝固して封止することを防止する特定の処置が必要である。タイヤ封止剤の化学的適合の他に、特に、封止剤を注入する間の物理的な境界条件も、タイヤバルブでのタイヤ封止剤の固化を防止するように選択されなければならない。
【０００６】
封止剤を注入する間の高い体積流量は、タイヤバルブでの高い剪断力につながる。タイヤ封止剤の結果として生じる凝固を防止するために、したがって、充填中の封止剤によるタイヤバルブの閉塞を避けるために、体積流量、および結果的に使用される空気圧縮機の能力が制限されることがある。副次的影響として、圧縮機出力の空気温度も結果として下げられる。タイヤ封止剤の結果的に低減される加熱は、同様に、その固体化する傾向を低減させる。しかし、このアプローチは、存在する漏れに対して、ポンプ能力をその後のタイヤの膨張にあまり利用できないという欠点を有し、結果的に、比較的軽微なタイヤの損傷を一時的に封止することのみ可能となる。
【０００７】
記載された体積流量の減少への代案は、たとえば、封止剤の充填中、タイヤバルブを除去することである。封止剤のポンピング中のタイヤバルブの完全な除去は、この狭窄の遮断を完全に防止する。しかし、これは、封止プロセス自体がかなり複雑になり、使用者にとって面倒になるという欠点を有する。
【０００８】
より一般的な性質の圧力を制限する解決方法は、たとえば特許文献１によって示される。そこでは、先行技術における従来型の排出弁を有する圧縮機ユニットまたはピストン式圧縮機が開示され、この排出弁は同時に、圧縮機の内部空間のための唯一の「圧力逃がし弁」である。このような排出弁は、ばねで付勢されたディスクからなり、このディスクはシリンダ内の圧縮室の出口穴を覆い、圧縮室に対応する圧力が生じたとき、ばねに抗して持ち上げられる。しかし、これは、充填中、封止剤で塞がれるタイヤバルブに関するリスクには対処していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】独国特許出願公開第４４２９０９７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、本発明の目的は、たとえば弁、タイヤバルブ、または膨張可能な対象物への供給管路における、封止剤充填中のタイヤ封止剤の望ましくない固化が防止される、膨張可能な対象物を封止して膨張させるための装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的は、主クレームの特徴によって実現される。さらなる有利な構成は、サブクレームで開示される。
【００１２】
ここで、往復ピストン式圧縮機には、可変停滞空気体積が設けられ、その容量は、それぞれの運転モード「膨張」および「封止剤注入」に応じて変化および／または活性化させることができる。
【００１３】
本発明による構成は、タイヤ封止剤の注入中、タイヤを空気で充填するためのポンプ能力を低減させることなく、体積流量および空気温度を低減させることを可能にする。この制御タスクは、簡単な機械的構成によって達成され、結果的に、製造コストは、典型的な空気圧縮機と比較してわずかにのみ増加する。本発明を用いて、注入される封止剤の輸送能力を制限することなく、封止剤圧縮機の能力を増加させることができる。必要な制御の結果としてのユニットあたりのコストの増加は、典型的な封止剤圧縮機と比較して、非常に小さい。
【００１４】
有利な発展形態は、停滞空気体積の容量を、圧縮室および圧縮機の出口管路において２つの運転モードでそれぞれ発生する異なる圧力に応じて、変化させ得ることである。したがって、注入される封止剤の高い粘度のために、圧縮室内／シリンダヘッド内の圧力が、「封止剤注入」運転モード、すなわち封止剤が注入される運転モードにおいて、「膨張」運転モードと比較して著しく増加するため、圧力は初期の変数として好適である。したがって、圧縮室内または排気口内の圧力は増加する。
【００１５】
次いで、停滞空気体積の制御を行うことができる方法には、圧力センサ、電子機器制御要素を用いるもの、その他に電気機械式アクチュエータによるなどの電子的なものがある。停滞空気体積の制御はまた、中央監視ユニットによって決定される空気圧縮機の瞬間的な運転状態に応じて、中央監視ユニットによって実行されてもよい。
【００１６】
さらなる有利な構成は、停滞空気体積が、圧縮室に接続される圧力室によって提供されることであり、その容量を圧縮室で２つの運転モードによってそれぞれ発生する異なる圧力によって変化させることができる。これにより、停滞空気体積を、圧縮室の形態および構成から独立させて設定することが可能になる。
【００１７】
さらなる有利な構成は、圧力室の容量をさらにばね力に対して変化または活性化させ得ることであり、ばね力は好ましくは調節可能である。これは、構造的に非常に簡単な解決方法をもたらす。同じことは、さらなる圧力室が第２のシリンダの形態を取るさらなる有利な構成に適用され、それは、ばねが作用する、変位可能に案内される可動式ピストンスライド弁があるところに配置される。
【００１８】
さらなる有利な構成は、停滞空気体積または圧力室の容量を、圧縮室または圧縮体積の少なくとも５％まで増加させることができることである。圧縮体積の１０％の可変停滞空気体積によって、体積流量を最大４０％減少させることができ、空気温度を最大７０％減少させることができ、それらは当然、多くの場合所望されるシリンダヘッドの熱的な逃がしに寄与する。活性化される停滞空気体積を有する圧縮機の消費電力も最大３０％減少する。
【００１９】
さらなる有利な構成は、圧縮ガスが、圧縮室から圧力室すなわち停滞空気体積に減衰状態で、特に、空気リストリクタを通って流れることである。これにより、圧縮室を形成するシリンダからの圧力ピークを減衰させることも可能になる。
【００２０】
さらなる有利な構成は、第２のシリンダ内で摩擦移動するピストンスライド弁によって、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、かつ変位中、摩擦減衰を発生させるシールリングで形成されるピストンスライド弁によって、減衰が発生することである。このようにして、停滞空気体積の活性化によりピストンのストローク周波数に近づくことを容易に避けることができる。「活性化された」停滞空気体積の所望の効果は、その容量がピストンの全行程中、ほぼ一定であるときに最大であるため、これは有利である。
【００２１】
さらなる有利な構成は、ピストンスライド弁の最大移動周波数がピストンのストローク周波数未満であるように減衰が実行されることである。この設計により、システムの制御できない振動が全体として防止される。
【００２２】
本発明は、例示的な実施形態に基づいて、より詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】膨張可能な対象物を封止して膨張させるための本発明による装置の詳細図を示す。
【図２】運転モード／運転状態の「膨張」および「封止剤注入」を比較するための図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１は、膨張可能な対象物を封止して膨張させるための、特に、自動車タイヤを封止して膨張させるための装置の詳細図を示す。装置は、２つの切替状態ＡおよびＢで示され、一方は、図１の左側の停滞空気体積が活性化されていないもの（Ａ）であり、他方は、図１の右側の停滞空気体積が活性化されているもの（Ｂ）である。
【００２５】
装置は、圧縮ガス源として圧縮機ユニットを有し、この圧縮機ユニットは、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式圧縮機１０として形成され、かつシリンダ１内で往復運動するピストン２を有し、ピストン２およびシリンダ１は圧縮室を画成し、およびシリンダ１は、排出弁７を有するシリンダヘッド１１によって出口側において閉鎖される。
【００２６】
装置はまた、圧力計１２と、膨張可能な対象物に充填可能な自動封止剤のためのリザーバ（ここではさらに詳細には示されない）と、封止剤および圧縮ガスのための弁および分配装置ユニットとを有し、弁および分配装置ユニットは、リザーバと圧縮機ユニットとを接続し、かつ膨張可能な対象物に接続可能な管路を有し、弁および分配装置ユニットは、２つの運転モード「膨張」および「封止剤注入」の選択に従って、装置が運転されることを可能にする。弁および分配装置ユニットは通常、排気口３に接続され、同様に図１にさらに詳細には示されない。
【００２７】
往復ピストン式圧縮機１０には、可変停滞空気体積が設けられ、その容量は、それぞれの運転モードに応じて、具体的には、圧縮室で２つの運転モード「膨張」および「封止剤注入」によってそれぞれ発生する異なる圧力に応じて、変化させることができる。示される実施形態において、可変停滞空気体積は、追加の室によって、具体的には、圧縮室に接続される圧力室９によって提供され、その容量は、圧縮室で２つの運転モードによってそれぞれ発生する異なる圧力によって変化または活性化させることができる。
【００２８】
圧力室９の容量は、調節可能なばね力に対して変化させることができ、ここで、圧力室９は、第２のシリンダ１３の形態を取り、それは、ばね５が作用する、変位可能に案内される可動式ピストンスライド弁４があるところに配置される。ばね５の調節またはバイアスは、調節装置６によって実行される。
【００２９】
ここで示される実施形態において、停滞空気体積または圧力室９の容量は、圧縮室または圧縮体積の少なくとも１０％のサイズ／体積まで増加させることができる。
【００３０】
したがって、本発明の主題の本実施形態は、可変で活性化可能な停滞空気体積によって、空気圧縮機の体積流量を制御する。
【００３１】
図２は、圧縮機圧に対してそれぞれプロットされる圧縮機モータの運転モード／運転状態「膨張」および「封止剤注入」、ポンピング時間、体積流量、ならびに電力の比較のための図を示す。
【００３２】
「膨張」運転モードにおいて、すなわち、タイヤに空気が充填される運転状態（図２Ａ）において、シリンダヘッドの圧縮室の圧力は、この場合２５０ｋＰａである圧力／切替圧力Ｐ０未満である。この場合、可変停滞空気体積９は依然として活性化されておらず、上死点（ＯＴ）において、型式に依存する最小の停滞空気体積８のみがピストン２とシリンダ１との間に存在する。周期的なピストン移動は、気流が既知の原理に基づいて排出弁７を経由して排気口３を通して運ばれる効果を有する。この運転状態において、圧縮機の効率は損なわれない。
【００３３】
「封止剤注入」運転状態（図２Ｂ）において、注入される封止剤の高い粘度のために、シリンダヘッドの圧力は、前の状態と比較して著しく増加している。したがって、排気口の圧力は、切替圧力Ｐ０を超えて増加し、同様にあらかじめ設定されたばね５のばね圧に対抗して、変位可能に可動に配置されるピストンスライド弁４を開く。ピストンスライド弁４の移動は、シリンダに接続される追加の室、具体的には圧力室９を開き、提供する効果を有し、その容量は、圧縮室で２つの運転モードによってそれぞれ発生する異なる圧力によって変化させることができる。
【００３４】
この場合、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路は、シリンダからの圧力ピークが減衰されて、スライド弁の開放を引き起こさないように設計される。さらにまた、ピストンスライド弁４の減衰は、スライド弁の最大移動周波数がピストンのストローク周波数未満になるように選択される。この設計により、システムの制御できない振動が防止される。
【００３５】
ここで、摩擦シールリング１４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る。
【００３６】
次いで、シリンダに向かって開いている室、すなわち圧力室９は、体積流量を制限するための停滞空気体積として機能する。本実施例において、たとえば圧縮体積の１０％の可変停滞空気体積によって、体積流量を最大４０％減少させることができ、空気温度を最大７０％減少させることができる（図２Ｂ）。活性化される停滞空気体積を有する圧縮機の消費電力も最大３０％減少する。
【００３７】
この停滞空気体積９のサイズおよびピストンスライド弁４上のばね５の圧力によって、体積流量の減少および切替圧力Ｐ０をあらかじめ設定することができる。
【００３８】
封止剤を注入した後に、排気口の圧力、および結果的に圧縮室の圧力が再び切替圧力Ｐ０未満に下がる場合、ピストンスライド弁４は閉じられ、圧縮機は再び、その通常の運転状態に戻る。
【符号の説明】
【００３９】
１  シリンダ／圧縮シリンダ
２  ピストン
３  排気口
４  ピストンスライド弁
５  ばね
６  調節装置
７  排出弁
８  最小停滞空気体積
９  可変停滞空気体積／圧力室
１０  往復ピストン式圧縮機
１１  シリンダヘッド
１２  圧力計
１３  第２のシリンダ
１４  摩擦シールリング
【図１Ａ】
0006259112.tif 000002
【図１Ｂ】
0006259112.tif 000003
【図２】
0006259112.tif 000004