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Die
Erfindung betrifft ein System zum Abdichten aufblasbarer Gegenstände, insbesondere Reifen,
mit
- – einer
Gasdruckquelle,
- – einem
aufblasbaren Gegenstand, der mittels der Gasdruckquelle aufgeblasen
wird, wenn er einen bestimmten Restdruck unterschreitet,
- – einen
Dichtmittelbehälter,
- – einer
mit dem Behälter
verbundenen Entnahmeeinheit, die folgende Bestandteile aufweist:
– eine an
die Gasdruckquelle anschließbare
Einlassleitung und eine an dem abzudichtenden Gegenstand anschließbare Auslassleitung
– eine Verschlusskappe,
die die in den Behälter hineinragenden
Enden der Leitungen gegenüber dem
Innenraum des Behälters
abdichtet, wobei die Verschlusskappe mittels einer durch Gasdruck erzeugten
Absprengkraft entfernbar, insbesondere absprengbar ist.
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Ein
derartiges System zum Abdichten aufblasbarer Gegenstände, insbesondere
Reifen, ist z. B. aus der
DE
100 15 166 A1 bekannt. Bei dem aus dieser Druckschrift
bekannten System ist der Dichtmittelbehälter auf die Entnahmeeinheit
aufgeschraubt und die Einlassleitung und die Auslassleitung werden
in der Entnahmeeinheit koaxial geführt. Wenn mit dem System ein
Reifen aufgefüllt
werden soll, ist es zunächst
vorgesehen, einen noch im Reifen vorhandenen Restdruck aus diesem
entweichen zu lassen. Dies wird beispielsweise dadurch ermöglicht,
dass eine erste Anschlussleitung zunächst ausschließlich mit
dem Ventil des Reifens verbunden wird, so dass über das Reifenventil und die
Anschlussleitung der Restdruck im Reifen entweichen kann. Danach
wird die erste Anschlussleitung mit der Auslassleitung der Entnahmeeinheit
verbunden. Eine zweite Anschlussleitung wird einerseits mit einer Gasdruckquelle
und andererseits mit der Einlassleitung der Entnahmeeinheit verbunden,
so dass der Reifen dann über
den Dichtmittelbehälter
mit Hilfe der Gasdruckquelle aufgepumpt und mit Reifendichtmittel
gefüllt
werden kann. Hierbei wird die Verschlusskappe, die die Einlassleitung
und die Auslassleitung gasdicht abschließt, abgesprengt.
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Durch
das Ablassen des Restdruckes aus dem Reifen wird sichergestellt,
dass die Verschlusskappe nicht durch den Restdruck im Reifen abgesprengt
wird, wenn die erste Anschlussleitung mit der Auslassleitung der
Entnahmeeinheit verbunden wird. Somit kann infolge einer vorzeitig
abgesprengten Abschlusskappe kein Dichtmittel über die Einlassleitung aus
der Entnahmeeinheit hinausfließen.
Es ist daher unmöglich,
dass der Benutzer des Systems durch Dichtmittel beschmutzt wird
oder Dichtmittel in die Gasdruckquelle fließt.
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Bei
einer Benutzung des Systems ist jedoch nicht ausgeschlossen, dass
der Benutzer es vergisst, den Restdruck aus dem Reifen abzulassen
und bereits vorher die erste Anschlussleitung einerseits mit dem
Reifenventil und andererseits mit der Auslassleitung der Entnahmeeinheit
verbindet. Es kann dann zu einem vorzeitigen Absprengen der Verschlusskappe
kommen. Für
diesen Fall ist in der Einlassleitung ein Rückschlagventil vorgesehen,
das das Ausfließen
von Reifendichtmittel aus der Entnahmeeinheit über die Einlassleitung wirksam
verhindert.
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Zusammenfassend
ist festzustellen, dass das aus der
DE 100 15 166 A1 bekannte System zum Abdichten
aufblasbarer Gegenstände,
insbesondere Reifen, sicher in der Handhabung ist. Es ist jedoch festzustellen,
dass das System und insbesondere die Entnahmeeinheit einen komplizierten
und damit teuren Aufbau aufweist.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zum Abdichten aufblasbarer
Gegenstände,
insbesondere Reifen, zu schaffen, bei dem die Entnahmeeinheit einen einfachen
Aufbau aufweist und bei dem dennoch weitestgehend sichergestellt ist,
dass kein Dichtmittel über
die Einlassleitung aus der Entnahmeeinheit entweichen kann.
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Gemäß den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 1 wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass
- – das
Produkt aus dem Restdruck und der druckwirksamen Fläche, auf
den dieser wirkt, kleiner ist als die Absprengkraft und
- – von
der Gasdruckquelle ein Absprengdruck derart bereitstellbar ist,
dass das Produkt aus dem Absprengdruck und der druckwirksamen Fläche, auf
den dieser wirkt, mindestens genauso groß ist wie die Absprengkraft.
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Der
mit der Erfindung erzielte Vorteil ist insbesondere darin zu sehen,
dass in der Entnahmeeinheit (und insbesondere in der Einlassleitung)
auf ein Rückschlagventil
verzichtet werden kann und die Entnahmeeinheit somit einen einfachen
Aufbau aufweist.
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Dies
ist darauf zurückzuführen, dass
von dem Restdruck in dem aufblasbaren Gegenstand, insbesondere in
dem Reifen, die notwendige Absprengkraft nicht aufgebracht werden
kann. Somit bleiben die Einlassleitung und die Auslassleitung durch
die Verschlusskappe auch dann luftdicht abgedichtet, wenn der aufblasbare
Gegenstand zunächst nur
mit der Auslassleitung verbunden wird. Ein unbeabsichtigtes Abfließen von
Dichtmittel über
die Einlassleitung aus der Entnahmeeinheit ist also nicht möglich (Näheres s.
Figurenbeschreibung).
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Ein
weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass aufgrund
des Wegfalls des Rückschlagventils
eine Messung des Systemdruckes (und damit eine Messung des Druckes
im Reifen, der an das System angeschlossen ist) mit einem Manometer möglich ist,
das in der Gasdruckquelle bzw. in der Anschlussleitung von der Gasdruckquelle
zu der Entnahmeeinheit angeordnet ist (dies ist bei dem aus der
DE 100 15 166 A1 bekannten
System nicht ohne weiteres möglich,
was sich wie folgt erklärt:
Bei dem aus der genannten Druckschrift bekannten System ist ein Rückschlagventil
(wie oben erläutert)
in der Einlassleitung der Entnahmeeinheit angeordnet. Dieses Rückschlagventil
wird, wenn die Gasdruckquelle keine Druckluft fördert, von der Druckluft in
dem Reifen „zugedrückt".
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Dies
führt dazu,
dass auf der der Gasdruckquelle zugewandten Seite des Rückschlagventils
ein anderer Druck herrscht als auf der anderen Seite des Rückschlagventils,
auf der sich der Reifen befindet. Der Luftdruck in dem Reifen ist
somit durch das Manometer nicht genau feststellbar. Dieses Problem
ließe
sich dadurch lösen,
dass man das Manometer zwischen der Entnahmeeinheit und dem an das
System angeschlossenen Reifen anordnet. Dies bringt jedoch den Nachteil
mit sich, dass bei einem Abdichten des Reifens das Manometer mit
Dichtmittel in Berührung
kommen und somit beschädigt
würde.
Eine genaue Druckmessung mit dem Manometer wäre dann nicht mehr durchführbar. Darüber hinaus
müsste
das Manometer nach einer Verwendung des Systems zum Aufblasen eines
Reifens aufgrund der Beschädigung
ausgetauscht werden, was aufgrund der hohen Kosten des Manometers
besonders nachteilig ist).
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 ist die druckwirksame
Fläche,
auf die der Restdruck wirkt, genauso groß, wie die druckwirksame Fläche, auf
die der Absprengdruck wirkt. Der Vorteil dieser Weiterbildung ist
darin zu sehen, dass eine Justierung des Systems auf einfache Art und
Weise möglich
ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die druckwirksame Fläche, auf
die der Restdruck wirkt, identisch ist mit der druckwirksamen Fläche, auf
die der Absprengdruck wirkt.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 3 ist das Produkt aus
dem Absprengdruck und der druckwirksamen Fläche, auf den dieser wirkt,
größer als
das Produkt aus dem Maximaldruck des aufblasbaren Gegenstandes,
den dieser in einem funktionstüchtigen
Zustand hat, und der druckwirksamen Fläche, auf den dieser wirkt.
Der Vorteil dieser Weiterbildung ist darin zu sehen, dass auf jeden
Fall sichergestellt ist, dass die Verschlusskappe nicht von dem „Restdruck" in dem aufblasbaren
Gegenstand abgesprengt werden kann, und zwar auch dann nicht, wenn
der „Restdruck" dem Maximaldruck entspricht.
Hierdurch wird also sichergestellt, dass die Verschlusskappe auch
dann nicht unbeabsichtigt abgesprengt wird, wenn der aufblasbare
Gegenstand funktionstüchtig
ist und dennoch aus Versehen an das System angeschlossen wird.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 4 ist der Absprengdruck
mindestens zwei- bis zehnmal so groß wie der Restdruck. Auch durch
diese Weiterbildung ist sichergestellt, dass die Verschlusskappe
nicht aus Versehen durch den Restdruck abgesprengt wird. Ein weiterer
Vorteil der Weiterbildung wird verständlich, wenn man bedenkt, dass
der Absprengdruck deutlich größer vorgegeben wird
als der Restdruck und dass der Absprengdruck bestimmt ist durch
die Reibkraft zwischen der Verschlusskappe und den Leitungen, auf
denen sie aufgesetzt ist. Die Absprengkraft wird während der
Produktion durch geeignete Maßnahmen,
die an der Verschlusskappe bzw. an den Leitungen vorgenommen werden,
eingestellt. Wird die Reibkraft bzw. die Absprengkraft von vornherein
sehr groß vorgegeben,
so können
diese Maßnahmen
mit einer entsprechend breiten Fertigungstoleranz vorgenommen werden und
es ist dennoch sichergestellt, dass die Absprengkraft eine genügende Größe aufweist.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 5 weist die Verschlusskappe
eine erste Dichtung auf, mit der zwischen dem Ende der Einlassleitung
und einem ersten Teil der Verschlusskappe ein erster luftdichter
Raum geschaffen wird, und eine zweite Dichtung auf, mit der zwischen
dem Ende der Auslassleitung und einem zweiten Teil der Verschlusskappe
ein zweiter luftdichter Raum geschaffen wird. Der Vorteil dieser
Weiterbildung ist darin zu sehen, dass der gesamte von der Gasdruckquelle bereitgestellte
Absprengdruck zum Absprengen der Verschlusskappe genutzt wird und
nicht über
die Auslassleitung in den aufblasbaren Gegenstand entweichen kann.
Ein weiterer Vorteil dieser Weiterbildung ist darin zu sehen, dass über den
ersten luftdichten Raum mit seiner entsprechend zugeordneten druckwirksamen
Fläche
der Absprengdruck für
die Verschlusskappe genau gesteuert werden kann.
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Ein
Ausführungsbeispiel
und weitere Vorteile der Erfindung werden im Zusammenhang mit den nachstehenden
Figuren erläutert,
darin zeigt:
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1 ein System in schematischer
Darstellung,
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2 einen Ausschnitt aus der 1.
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1 zeigt in schematischer
Darstellung ein System zum Abdichten aufblasbarer Gegenstände, insbesondere
ein System zum Abdichten von Kraftfahrzeugreifen, in schematischer
Darstellung. Das System weist eine Gasdruckquelle in Form eines Kompressors 2 und
einen aufblasbaren Gegenstand in Form eines Kraftfahrzeugreifens 4 auf,
der mit Hilfe des Kompressors 2 aufgeblasen werden kann,
wenn der Druck in dem Reifen 4 auf einen bestimmten Restdruck
abgefallen ist. Dieser Restdruck, bei dem ein Aufblasen des Reifens 4 notwendig
ist, ist spätestens
dann erreicht, wenn der Reifen 4 nicht mehr mit ausreichender
Sicherheit betrieben werden kann. Bei Personenkraftwagen liegt dieser
Restdruck in Abhängigkeit
vom Beladungszustand des Fahrzeuges zwischen 1,5 und 2 bar, bei
Lastkraftwagen entsprechend höher.
In modernen Kraftfahrzeugen wird der aktuelle Luftdruck in den Reifen
dem Fahrer häufig mit
einer Reifendruckkontrollvorrichtung angezeigt, so dass dieser sehr
genau überprüfen kann,
wann der kritische Restdruck vorliegt.
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Für den Fall,
dass der Reifen 4 des Kraftfahrzeuges beschädigt ist,
geschieht ein Aufblasen des Reifens mit Hilfe des Kompressors 2 über den
Dichtmittelbehälter 6,
der ein Reifendichtmittel zum Abdichten des beschädigten Reifens
enthält.
Der Dichtmittelbehälter 6 ist
auf eine Entnahmeeinheit 8 aufgeschraubt, die einerseits
eine Einlassleitung 10 und andererseits eine Auslassleitung 12 aufweist.
Die Einlassleitung 10 und die Auslassleitung 12 verlaufen in
der gezeigten Art und Weise innerhalb der Entnahmeeinheit 8 koaxial
und sind an dem Ende, das den Innenraum des Dichtmittelbehälters 6 zugewandt
ist, mittels einer Verschlusskappe 14 gegenüber dem
Innenraum des Dichtmittelsbehälters 6 abgedichtet. Die
Entnahmeeinheit 8 enthält
ferner einen Standfuß 16,
der ein Aufstellen der Entnahmeeinheit 8 erlaubt.
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Zum
Abdichten und Aufblasen des Reifens 4 wird eine erste Anschlussleitung 18 einerseits
mit dem Reifenventil 20 und andererseits mit dem freien Ende
der Auslassleitung 12 verbunden. Darüber hinaus wird eine zweite
Anschlussleitung 22 einerseits mit dem Kompressor 2 und
andererseits mit dem freien Ende der Einlassleitung 10 verbunden.
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Nach
dem Anschließen
des Kompressors 2 und des Reifens 4 an die Entnahmeeinheit 8 wird
mit Hilfe des Kompressors 2 ein Absprengdruck erzeugt, der
dazu führt,
dass die Verschlusskappe 14 von der Einlassleitung 10 und
der Auslassleitung 12 abgesprengt wird. Der Kompressor 2 ist
dann über
die Einlassleitung 10, den Innenraum des Dichtmittelbehälters 6 und
die Auslassleitung 12 mit dem Innenraum des Reifens 4 verbunden,
so dass dieser mit Dichtmittel befüllt und gleichzeitig aufgeblasen
werden kann.
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2 zeigt eine Vergrößerung eines
Bereiches der 1, der
dort eingekreist und mit II bezeichnet ist. Insbesondere zeigt die 2 das Ende der Einlassleitung 10 und
das Ende der Auslassleitung 12, das jeweils dem Innenraum
des Dichtmittelbehälters 6 (s. 1) zugewandt ist. Die Enden
der Einlassleitung 10 und der Auslassleitung 12 sind
mit Hilfe der Verschlusskappe 14 luftdicht abgedichtet. Hierbei
wird zwischen der Verschlusskappe 14 und den genannten
Enden ein Reibschluss gebildet, so dass die Verschlusskappe nicht
ohne Krafteinwirkung von den Enden abfallen kann. Die Verschlusskappe 14 weist
zur Abdichtung eine erste ringförmige Dichtung 24 auf,
mit dessen Hilfe zwischen dem Ende der Einlassleitung 10 und
einem ersten Teil 26 der Verschlusskappe 14 ein
erster luftdichter Raum 28 geschaffen wird. Ferner weist
die Verschlusskappe 14 eine zweite ringförmige Dichtung 30 auf,
mit dessen Hilfe zwischen dem Ende der Auslassleitung 12 und
einem zweiten Teil 32 der Verschlusskappe ein zweiter luftdichter
Raum 34 geschaffen wird. Der zweite luftdichte Raum 34 wird
einerseits von der ringförmigen
Dichtung 24 und andererseits von ringförmigen Dichtung 30 begrenzt.
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In
dem ersten luftdichten Raum 28 wird eine erste kreisförmige druckwirksame
Fläche 36 und dem
zweiten luftdichten Raum 34 wird eine zweite kreisringförmige druckwirksame
Fläche 38 gebildet. Ferner
liegt in dem ersten luftdichten Raum 28 der von dem Kompressor 2 (s. 1) bereitgestellte Gasdruck
an, wohingegen in dem zweiten luftdichten Raum 34 der Restdruck
in dem Reifen 4 (s. 1) anliegt.
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Das
Produkt aus dem Restdruck in dem Reifen 4 und der druckwirksamen
Fläche 38,
auf den dieser wirkt, wird so gewählt, dass es kleiner ist als die
Absprengkraft, die notwendig ist, um die Verschlusskappe 14 von
den Enden der Einlassleitung und Auslassleitung abzusprengen. Ferner
ist von dem Kompressor 2 ein Absprengdruck derart bereitstellbar,
dass das Produkt aus dem Absprengdruck und der druckwirksamen Fläche 36,
auf den dieser wirkt, mindestens genauso groß ist wie die Absprengkraft,
die zum Absprengen der Verschlusskappe notwendig ist.
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Beispiel:
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Der
Reifen 4 befindet sich an einem Personenkraftwagen und
wird normalerweise mit einem Druck betrieben, der zwischen 2,0 bar
und 3,0 bar liegt. Wenn der Druck in dem Reifen 4 unter
einen Restdruck von 1,5 bar abfüllt,
ist es aus Sicherheitsgründen
notwendig, den Reifen 4 aufzublasen. Weist der Reifen 4 in
einem solchen Fall gleichzeitig eine Undichtigkeit auf, so ist es
notwendig, aus dem Dichtmittelbehälter 6 Reifendichtmittel
in den Reifen zu überführen, um
die Undichtigkeit zu beseitigen. Dies erfolgt so, wie es im Zusammenhang
mit der 1 erläutert worden
ist. Die druckwirksame Fläche 38 möge bei dem
gewählten
Beispiel eine Größe von 4 cm2 aufweisen, so dass das Produkt aus dem
Restdruck und der druckwirksamen Fläche 6 bar × cm2 entspricht.
Dieses Produkt ist kleiner als die Absprengkraft, die zum Absprengen
der Verschlusskappe 14 notwendig ist, die bei dem vorliegenden
Beispiel 8 bar × cm2 betragen möge. Ferner wird davon ausgegangen,
dass die druckwirksame Fläche 36 in dem
ersten luftdichten Raum 28 eine Fläche von 2 cm2 aufweist.
Von dem Kompressor muss dann ein Absprengdruck derart bereitgestellt
werden, dass das Produkt aus dem Absprengdruck und der druckwirksamen
Fläche 36 (also
2 cm2) mindestens genauso groß ist wie
die Absprengkraft von 8 bar × cm2. In dem gewählten Beispiel muss von dem
Kompressor 2 also ein Absprengdruck bereitgestellt werden, der
mindestens 4 bar beträgt
(es muss ein Kompressor 2 gewählt werden, der ein entsprechendes
Leistungsvermögen
aufweist).
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Es
ist ebenfalls möglich,
die geometrischen Bedingungen so zu wählen, dass die druckwirksame Fläche 36 die
gleiche Größe aufweist
wie die druckwirksame Fläche 38.
Würde bei
dem oben gewählten Beispiel
die druckwirksame Fläche 36, 38 jeweils
4 cm2 aufweisen, so bräuchte der Kompressor 2 (s. 1) lediglich einen Absprengdruck
von 2 bar bereitzustellen, um die notwendige Absprengkraft von 8 bar × cm2 zu erzeugen und die Verschlusskappe 14 abzusprengen.
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Das
erfindungsgemäße System
kann mit besonders großer
Sicherheit betrieben werden, wenn das Produkt aus dem Absprengdruck
und der druckwirksamen Fläche 36,
auf den dieser wirkt, größer ist als
das Produkt aus dem Maximaldruck des Reifens 4, den dieser
in einem funktionstüchtigen
Zustand hat, und der druckwirksamen Fläche 38, auf den dieser
wirkt.
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Beispiel:
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Der
zulässige
Maximaldruck des Reifens 4 möge 4 bar betragen. Ferner möge die druckwirksame
Fläche 38,
auf die dieser wirkt, 2 cm2 betragen. Das
Produkt beträgt
dann 8 bar × cm2. Dieses Produkt ist erfindungsgemäß kleiner
als die Absprengkraft, die notwendig ist, um die Verschlusskappe 14 abzusprengen.
Die Absprengkraft möge
bei dem gewählten
Beispiel 10 bar × cm2 betragen. Ferner möge die Größe der druckwirksamen Fläche 36 ebenfalls
2 cm2 betragen. Das Produkt aus dem Absprengdruck, der
von dem Kompressor 2 (s. 1)
bereitgestellt werden muss und der druckwirksamen Fläche 36 (2 cm2) muss dann ebenfalls mindestens 10 bar × cm2 betragen. Dies bedeutet, dass von dem Kompressor 2 ein
Absprengdruck von mindestens 5 bar bereitsgestellt werden muss,
um die Verschlusskappe 14 von den Enden der Einlassleitung 10 und
der Auslassleitung 12 abzusprengen.
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- 2
- Kompressor
- 4
- Reifen
- 6
- Dichtmittelbehälter
- 8
- Entnahmeeinheit
- 10
- Einlassleitung
- 12
- Auslassleitung
- 14
- Verschlusskappe
- 16
- Standfuß
- 18
- erste
Anschlussleitung
- 20
- Reifenventil
- 22
- zweite
Anschlussleitung
- 24
- erste
Dichtung
- 26
- erster
Teil der Verschlusskappe 12
- 28
- erster
luftdichter Raum
- 30
- zweite
Dichtung
- 32
- zweiter
Teil der Verschlusskappe 14
- 34
- zweiter
luftdichter Raum
- 36,
38
- druckwirksame
Fläche