專利名稱：小型簡易空氣充填裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及到一種具有可靠性、高性能且在低溫狀態(tài)下也可使用產(chǎn)生高壓空氣的小型簡易空氣充填裝置，特別在輪胎爆胎時，同密封劑一并使用，可對爆胎進行空氣的填充并達到汽車可以應急行駛的目的，為一種可應急修理的組合用的小型簡易空氣充填裝置。
背景技術：
目前已有輪胎應急修理用途的空氣壓縮機產(chǎn)品，但市場上仍然具有可提供搭載在汽車上，一種小型、輕便、有良好的耐久性，可以在爆胎時進行應急修理的可靠的小型簡易應急修理組合的需求。
現(xiàn)在的小型空壓機，如圖11所示有馬達m、被馬達驅動的減速齒輪和齒輪鑲嵌的曲軸盤k、該曲軸盤k連接的連桿n、連桿n前端的活塞q，連桿n和活塞q為一體式，還有密封活塞q和汽缸室u的橡膠圈s。
再依設計人所享有如US6,280,163號專利，因上述美國專利案中的小型空壓機所使用的橡膠圈s，是在上述活塞q的外周面q1處的凹陷槽y內斷面形狀為圓型的O型環(huán)。另小型空壓機在上述機構馬達等的作動下，活塞下降時，吸氣圈v打開，上升時開閉，所以活塞能夠壓縮汽缸內的空氣并通過吐氣口z將其排出。
由于活塞的往復運動，在上下死點如圖12所示，外周面q1的最大傾斜角度為q2，q1同汽缸之間的間隙g1較q2同汽缸形成橢圓的長徑間隙g2小。
因此，對連桿、活塞一體式的小型空壓機，希望有一種在活塞呈最大傾斜角，也能充分起到密封作用的橡膠圈。前述說明中，如圖11所使用的斷面為圓形或矩型的橡膠圈，不能充分對應連桿、活塞一體式所產(chǎn)生的同汽缸之間的間隙變化，如加大橡膠圈，又會導致空氣填充能力的下降。更希望小型空壓機的橡膠圈能在相對低溫(如-30度的冬季)也可通過作動升溫來達到密封的效果。

發(fā)明內容
本實用新型要解決的技術問題是提供一種具有可靠性、高性能且在低溫狀態(tài)下也可使用產(chǎn)生高壓空氣的小型簡易空氣充填裝置，特別在輪胎爆胎時，同密封劑一并使用，可對爆胎進行空氣的填充并達到汽車可以應急行駛的目的，為一種可應急修理的組合用的小型簡易空氣充填裝置。
本實用新型要解決的另一技術問題是，以斷面為V型的橡膠圈，通過橡膠圈本身的縮放來彌補O型環(huán)無法解決的一體式活塞的傾角變化而引起的活塞同汽缸之間縫隙變化的問題，來提供可靠性高的小型空壓機為課題。
在汽車爆胎時，應急修理使用的修理組合，是由小型簡易空氣充填裝置和包含裝有輪胎填充劑的密封缸的密封升壓裝置所組成的組合。上述組合，在將上述密封缸中的輪胎填充劑打入爆胎的同時補充輪胎內壓。
上述小型簡易空氣充填裝置同密封升壓裝置之間，由帶有氣嘴的氣管連接，另密封升壓裝置同爆胎之間，由帶有氣嘴的氣管連接。另上述小型簡易空氣充填裝置所產(chǎn)生的高壓氣流，在到達上述密封升壓裝置中上述密封缸下端，有密封蓋的密封室(流出側有開閉閥)時，沖破密封蓋，以至開閉閥被打開的同時可將輪胎填充劑與氣流一并輸送到爆胎內。在輪胎填充劑全部充入爆胎后，小型簡易空氣充填裝置繼續(xù)作動，補充輪胎內壓至標準內壓。以上動作結束后，經(jīng)過10分鐘左右的行駛，輪胎填充劑充分填充爆胎的漏洞后，再次確認并補充輪胎內壓至標準值后完成應急修理。另氣管前配置有防止逆流閥防止逆流。
本實用新型提供的小型簡易空氣充填裝置，具有由馬達驅動回轉軸，該回轉軸是通過連桿連接活塞，在可往復運動的汽缸筒內往復運動為特征的小型空壓機。
上述小型空壓機為配有過壓時空氣逃逸的安全閥的空氣機，并作為輪胎充氣的手段將壓縮缸中的高壓空氣充填到輪胎中。
上述連桿和活塞為一體式機構，上述機構有向汽缸內吸氣并在壓縮空氣時密封的吸氣閥。
上述活塞在活塞和汽缸內壁之間配有橡膠圈，并上述橡膠圈在圓周內外徑點有向連桿方向延伸的肋條。
本實用新型通過點煙插頭連接汽車電瓶，并在空壓機和輪胎之間配有密封升壓裝置，使該發(fā)明能更容易、切實的對爆胎進行應急修理。
本實用新型，在活塞同汽缸內壁之間配備橡膠圈，因橡膠圈為V型，克服了現(xiàn)有技術存在的缺陷，可以解決O型環(huán)無法解決的一體式活塞的傾角變化而引起的活塞同汽缸之間縫隙變化的問題，又由于是通過受力時橡膠圈外肋條的變形填補縫隙，更降低了活塞的受力，并通過降低摩擦提高產(chǎn)品的耐久性。又因上述橡膠圈的外肋條的伸縮在低溫下較橡膠的變形容易發(fā)生，達到了低溫下保壓的目的。另該裝置使產(chǎn)品更小型化，輕量化，使產(chǎn)品能夠長年保證作動，提供汽車可以行駛的輪胎內壓。
本實用新型的小型簡易空氣充填裝置能令爆胎時的汽車能夠行駛到汽車修理工廠，讓駕駛者方便操作使用，故本實用新型裝置頗具有實用性及進步性。


圖1為本實用新型的小型簡易空氣充填裝置的立體示意圖；圖2為本實用新型的小型簡易空氣充填裝置的部份分解圖；圖3為本實用新型的小型簡易空氣充填裝置填充爆胎的實施示意圖；圖4為本實用新型中利用填充劑填充輪胎的示意圖；圖5A、5B、5C為活塞體作動示意圖；圖6A、6B為本實用新型中V型環(huán)的構造示意圖；圖7為本實用新型中V型環(huán)與活塞體相結合的構造示意圖；圖8A、8B為本實用新型中活塞體動作變化圖；圖9A、9B為本實用新型中安全閥的構造示意圖；
圖10A、10B、10C為本實用新型中點煙插頭的構造示意圖；圖11、12為公知活塞體的動作示意圖。
附圖標號說明1、小型簡易空氣充填裝置10、小型空壓機11、回轉軸12、曲軸盤 13、連桿 14、活塞14a、外周面 15、汽缸筒 15a、內壁 15e、氣閥16、汽缸 17、安全閥 18、空氣輸送裝置 19、點煙插頭2、密封缸 20、外殼 20A、20B、外殼 21、傳動齒輪22、減速齒輪 221、開關23、主架 23A、半圓24、一體式空氣吐出組合 26、曲軸針 3、密封升壓裝置30、橡膠圈31、進氣閥 31A、通氣孔31B、閥體33、溝槽 35、略矩型基部 36、內肋條 37、外肋條4A、氣管 4B、氣管 42、空間 43、外壁43a、組裝口 43b、組裝口 43c、組裝口44、氣壓表5a、氣嘴 5b、氣嘴 50a、閥座 50b、螺紋51、閥芯 52、螺絲 53、彈簧 55、本體56、正極端子 57、負極端子 6A、電線 S、修理組合T、爆胎 C、密封蓋f、密封室 i、開閉閥j、逆流閥 M、馬達 k、曲軸盤 n、連桿q、活塞 u、汽缸室s、橡膠圈 q1、外周面y、凹陷槽 v、吸氣圈z、吐氣口q2、q1、最大傾斜角度 g1、間隙 g2、間隙具體實施方式
有關本實用新型的具體裝置及其使用功效配合附圖詳細說明如后。
如圖3、4所示，在汽車爆胎時，應急修理使用的修理組合S，是由小型簡易空氣充填裝置1和包含裝有輪胎填充劑的密封缸2的密封升壓裝置3所組成的組合。上述組合S，在將上述密封缸2中的輪胎填充劑打入爆胎T的同時補充輪胎內壓。
上述小型簡易空氣充填裝置1同密封升壓裝置3之間，由帶有氣嘴5a的氣管4A連接，另密封升壓裝置3同爆胎T之間，由帶有氣嘴5b的氣管4B連接。另上述小型簡易空氣充填裝置1所產(chǎn)生的高壓氣流，在到達上述密封升壓裝置3中上述密封缸2下端，有密封蓋C的密封室f(流出側有開閉閥i)時，沖破密封蓋C，以至開閉閥i被打開的同時可將輪胎填充劑與氣流一并輸送到爆胎T內。在輪胎填充劑全部充入爆胎T后，小型簡易空氣充填裝置1繼續(xù)作動，補充輪胎內壓至標準內壓。以上動作結束后，經(jīng)過10分鐘左右的行駛，輪胎填充劑充分填充爆胎T的漏洞后，再次確認并補充輪胎內壓至標準值后完成應急修理。另氣管4A前配置有逆流閥j防止逆流。
上述小型簡易空氣充填裝置1，如圖1、2在馬達M驅動回轉軸11，通過曲軸盤12帶動連桿13，再由連桿13驅使活塞14，有可以使活塞14往復運動的汽缸筒15的汽缸16所組成的小型空壓機10。上述小型空壓機10并有高壓空氣可以逃逸的安全閥17，以及將高壓空氣填充到輪胎的裝置18。另有連接汽車電瓶的點煙插頭19，并使用汽車的12V直流電為電源的DC馬達M。
本實用新型的小型簡易空氣充填裝置1，如圖1，將上述馬達M、回轉軸11、小型空壓機10、空氣輸送裝置18組裝在可分離的外殼20A、20B所組成的外殼20中，該外殼20內還有連接上述點煙插頭19的電線6A，連接上述輸送裝置18前端密封升壓裝置3的配有氣嘴5a的氣管4A。另上述電源線6A連接上述外殼20上的開關221。
上述小型簡易空氣充填裝置，作為空氣充填的手段，主架23內組有一體式空氣吐出組合24。由主架23半圓23A部的內壁支撐回轉軸11，并由主架壁反面伸出的軸固定，如圖2所示，同馬達M前端傳動齒輪21咬合的減速齒輪22。又由回轉軸上突出部，如圖2所示，固定曲軸盤12。另馬達M也由螺絲固定在上述主架上，則有傳動齒輪和減速齒輪形成減速裝置，將馬達的轉速降低到1/3～1/8傳遞到回轉軸11。
上述曲軸盤12同連桿13通過曲軸針26連接并作為連桿的轉動軸心，連桿另一端裝有活塞，本實用新型的連桿和活塞為一體輕量式機構。上述活塞14的外周面14a，裝有橡膠圈30，該活塞如圖5A所示，有貫通活塞的通氣孔31A，該通氣孔31A上面(反連桿方向為上)組裝有，由有彈性的橡膠、合成樹脂、金屬等彈性體，或由繞線彈簧組成的可回彈密封的薄板等的閥體31B所組成的進氣閥31。
又活塞14，可參考圖2，該活塞14可位于汽缸16的內腔15a內，通過回轉軸12帶動連桿13，作八字型正反傾斜往復運動，在汽缸筒15的內壁同活塞之間組裝的橡膠圈30密封的前提下，以圖5B的下死點到活塞最大傾斜圖5C，到上死點(未做圖示)的過程，通過進氣閥31的開關，使汽缸筒15內的空氣被壓縮成為高壓空氣。
上述橡膠圈30，在上述活塞14往復作動中，即使活塞14同汽缸筒15內壁之間的間隙有變化，也可以有效的起到密封作用。該橡膠圈組裝在活塞14的外周面14a上設置的溝槽33中，該溝槽33如圖7所示，由同活塞14中心軸平行的底面33A和連桿方向與反連桿方向的兩側面，同連桿側33B的和反連桿側的33C組成擴口槽。
上述溝槽33中33B和33C兩側面同底面垂直線分別成角α1和α2，擴口角度設定在5～20℃，另上述α1和α2可以相同，也可將α1做得稍小以減小摩擦力。本結構將α1和α2均設為10度。
上述溝槽33的上述底面33A的寬度W33a，普通為0.9～3.6mm，適度尺寸為1.5～2.5mm，本實施例采用1.8mm，上述溝槽33的深度H33，普通為1.0～4.0mm，適度尺寸為1.6～2.3mm，本實施例采用了2.0mm。上述溝槽的擴口結構，既便于橡膠圈30的組裝，又可防止作動時的橡膠圈的逃逸，以有效維持密封效果。
上述橡膠圈30，如圖6所示為圓環(huán)狀，其斷面如圖6B所示，以基面35a的略矩型基部35和以該基部35的內外半徑端點延伸出的，略八字分開的兩肋條形成V狀槽，36為內肋條，37為外肋條。又內、外肋條的根部同厚，上述V型槽的反向側各表面(內肋條36的內面，外肋條37的外面)，內肋條先端為外膨脹圓弧狀曲線，外肋條以80～140度的交叉點37c到先端有高度為全高H37的5～15％的H37c的斜面，所形成。
在自由狀態(tài)下，內肋條36的內面、外肋條37的外面同基部35的基面35a的垂線分別是呈角度β1和β2。該角度范圍，普通為10～40度，適度角度為15～30度，本實施例為22度。
又上述基部35的基面35a的寬度W35a如果同溝槽33的上述連桿方向的側面33B的長度相同，則如圖7所示，基面35a同該側面33B可安定接觸。又上述狀態(tài)下，因上述內肋條36同溝槽33的底面33A接觸的狀態(tài)更加穩(wěn)定，上述角度β1設在上述角度α1以上，(α1+15度)以下，并通過基面35a同側面33B的安定接觸和內肋條36同溝槽33的底面33A的接觸保證在組裝后外肋條37不會傾向槽內。另如圖7所示，為保證組裝后內肋條36能夾在溝槽33的兩側面之間，將高度H36設定比溝槽33的寬度大2～10％。
又溝槽33上組裝橡膠圈30后，上述反連桿側面33C以上述α2的角度向反連桿方向傾斜，同時上述外肋條37以垂直基面35a呈β2角度向半徑外方向傾斜，該結果保證即使高H37同內肋高H36相同，也同側面33C有N(圖7)的高度差，來保證外肋條37受壓向內傾斜時，也不會同側面33C有接觸的危險。又上述外肋條37的外表面的交叉點37c同活塞外周面14a在半徑方向有L的突出距高，即在活塞14未插入汽缸筒15的自由狀態(tài)下，外肋條37的外徑R是上述活塞外周面14a外徑d14a和兩個L之和(R＝d14a+2L)。
另外肋條37的上述交點37c的兩交叉面37c1、37c2形成的角度γ，自由狀態(tài)下為90～130度的范圍，作動時其等分線垂直汽缸筒15內壁15a的狀態(tài)最具有潤滑性，在做動時同汽缸內壁15a的接觸、摩擦力均等化為意圖。
有關上述距離L的設計，首先考慮活塞14的外周面14a的外徑d14a，在活塞14呈最大傾斜角時，外周面14a也不會同汽缸內壁15a沖突，并考慮活塞14的厚度和緣部的面處理，來設定外周面14a的外徑d14a(圖8A)。
另為保證活塞14在呈最大傾斜角時，在通過橡膠圈30的交點37c的平面b，同汽缸內壁15a呈橢圓型，其長軸的長徑d2(短徑為汽缸筒15的內徑d1)上也可起到密封作用，設定R較d2大，R/d2為1.01～1.15。因此，最大傾斜角時，圖8A所示，也可減小壓縮空氣的泄露。但比例超過1.15時，將導致過度接觸，以至作動性、耐磨耗性降低；1.02以下時，空氣易泄露。所以設定在恰當?shù)姆秶?.03～1.08內。
以橡膠圈V型結構，在汽缸內壓縮空氣時，外肋條37受向半徑外方向壓力，來充分保證同汽缸內壁的接觸，起到密封作用。更減小了因橡膠圈變形導致空氣泄露，并由于圓滑的作動，降低磨損提高耐久性。并保證活塞在最大傾斜角度時的密封。
上述橡膠圈30，其可為HNBR、NBR、BR、SBR、CR、EPDM等橡膠材質制成，特別是HNBR因有良好的彈性和耐寒性，以其在-30度C的環(huán)境下也可確保密封效果，故其被采用作為橡膠圈的成型材質為最佳。
另外，為了減少汽缸內壁15a同橡膠圈30的摩擦，可以使用PAO、礦油、氟系滑油、硅滑油等滑油做潤滑劑，上述PAO因其在從-30度C到高溫廣域內的良好的耐久性，為最合適使用在爆胎應急修理組合S中小型簡易空氣充填裝置1的滑油。
上述一體式空氣吐出組合24，如上述，將小型空壓機10和空氣輸送裝置18組裝入主架23中?？諝廨斔脱b置18由上述主架23上汽缸內的吐氣閥15e，該入口前的空間42和外壁43組成。
外壁43上，為了輸送汽缸筒15所產(chǎn)生的高壓空氣，如圖3、4所示，為連接密封、升壓裝置3的氣管4A的接頭設置組裝口43a，為了上述安全閥17設置組裝口43b，為上述外殼上氣壓表44連接用氣管4B的接頭設置組裝口43c。
上述安全閥17，如圖9A所示，有先端呈錐型指向組裝口43b腔的閥座50a，后端有螺紋50b，有同閥座50a接觸的帶有橡膠圈的閥芯51，通過上述螺紋50b可調節(jié)的螺絲52，在螺絲和閥芯之間提供壓力的彈簧53。并可通過螺絲的調整設定橡膠圈所受壓力，當調整腔的內壓所形成的壓力大于設定時，橡膠圈(閥芯)被閥座50a推開(圖9B)內壓逃逸。即內壓超過安全閥17所設定的開放壓(本實施例設定為350kpa)后，安全閥開放，小型空壓機10，空氣輸送裝置18，密封升壓裝置3、其它的氣管及輪胎內的高壓部分可以得到釋放，以避免高壓產(chǎn)生的破壞，并可設定輪胎的內壓。
上述彈簧53使用不銹鋼、琴線鋼、彈簧鋼、工具鋼等材質。其中因熱處理后的不銹鋼所制作的彈簧在反復使用后劣化程度小，使長期保持安全閥的設定壓變得可能，本實用新型亦可另將安全閥通過氣管同本體分離，如分隔10cm的情況下，可以避免高溫對O型環(huán)和彈簧的劣化。
上述點煙插頭19，通過汽車內插座連接汽車電瓶，該點煙插頭19，如圖10A所示，包括本體55和前端的正極端子56和側面的負極彈片。上述負極彈片如圖10B所示，有后端的連接片57a，四個相對平行的腳片57b，中央呈山形折曲圓弧，同本體55中心線平行的在本體兩側突出部分57c。
如上所述，兩突出的山形在本體的兩側，在點煙插頭插入插座時，負極端子57的前端57c可順暢的滑入，并壓接在插座內壁上。以至點煙插頭在插入、拔出，或為調整電線角度而做回轉時均能順暢使用，并保證不會從插座中脫落。另上述負極端子采用磷青銅、銅、不銹鋼等材質，特別是磷青銅材質制作的負極端子57，電流傳導性好，彈性好，耐磨耗性和耐腐蝕性強，并可充分保證以上作動性，為最恰當?shù)牟馁|。
使用圖4～6所示橡膠圈(V型環(huán))和以往的O型環(huán)做比較實驗。實施例1的材質為HNBR(以UROMETER A型(橡膠硬度測量儀)測量，硬度為74)，實施例2采用V型環(huán)，硅橡膠材質。在25度C和-30度C的兩種溫度環(huán)境下，以12V電源，測試輪胎225/60R16被充填到250kpa時所用時間。測試結果如表1所示，實施例1、2(V型環(huán))同比較例(O型環(huán))比較，特別是在低溫，明顯縮短了空氣填充時間。
其中實施例1、2所使用的V型橡膠圈溝槽33的底面33A的寬度W33a為1.8mm，開口部寬度W33d為2.5mm，材質的成型的收縮率0.05，活塞的最大傾斜角度20度。
實施例1實施例2比較例1形狀V型V型O型材質NBR硅橡膠 NBR升壓性能25度C 5分56秒6分5秒 5分57秒升壓性能-30度C 6分43秒8分21秒8分42秒綜觀本實用新型，在活塞同汽缸內壁之間配備橡膠圈，如上述，因橡膠圈為V型，可以解決O型環(huán)無法解決的一體式活塞的傾角變化而引起的活塞同汽缸之間縫隙變化的問題，又由于是通過受力時橡膠圈外肋條的變形填補縫隙，更降低了活塞的受力，并通過降低摩擦提高產(chǎn)品的耐久性。又因上述橡膠圈的外肋條的伸縮在低溫下較橡膠的變形容易發(fā)生，達到了低溫下保壓的目的。另該裝置使產(chǎn)品更小型化，輕量化，使產(chǎn)品能夠長年保證作動，提供汽車可以行駛的輪胎內壓。
本實用新型采用HNBR或NBR材質的橡膠圈，并設定硬度在以UROMETR A型(橡膠硬度測量儀)測量，硬度為65～75范圍內，來確保在常溫或低溫下均能保持其柔韌性并確實作動。又同O型環(huán)比較起來，其有較好的彈性變形。以其良好的耐候性和耐久性確保多年后偶爾使用時也能達到使用目的。
本實用新型橡膠圈，組裝在上述活塞外周的凹槽內，在活塞未插入汽缸前(未使用狀態(tài))，上述橡膠圈外肋條的外徑R，大于活塞在汽缸內呈最大傾斜角時，上述橡膠圈外肋條同汽缸內壁接觸的橢圓長徑d2，比例R/d2為1.02～1.15，以達到活塞在整個運動過程中順暢無阻礙。
通過點煙插頭連接汽車電瓶，并在小型簡易空氣充填裝置和輪胎之間配有密封升壓裝置，使該發(fā)明能更容易、切實的對爆胎進行應急修理。
本實用新型的小型簡易空氣充填裝置能令爆胎時的汽車能夠行駛到汽車修理工廠，讓駕駛者方便操作使用，故本實用新型裝置頗具有實用性及進步性。
權利要求1.一種小型簡易空氣充填裝置，其特征在于，包括有一外殼，該外殼為可分離的外殼；一小型空壓機，其組裝于前述外殼內，該外殼內設有馬達，馬達驅動一回轉軸，與回轉軸相連動的曲軸盤帶動連桿，該連桿帶動活塞在汽缸內往復運動，前述活塞外周面的槽內設有可和汽缸內壁間構成密封設置的一V型環(huán)，前述汽缸并設有安全閥裝置，該安全閥裝置具有一先端呈錐型面向組裝口的閥座，后端有螺紋，有同閥座接觸的帶有橡膠圈的閥芯，上述螺紋連接可調節(jié)的螺絲，在螺絲和閥芯之間設有提供壓力的彈簧；一點煙器插頭，其一端藉由控制開關而與馬達相連接，另端插置于汽車內插座處；一配有氣嘴的氣管，其一端接受空壓機所產(chǎn)生的空氣，另端氣嘴可接置于輪胎上的氣嘴；一氣管，其一端連接至空壓機壓力輸出端，另端則接至被設于外殼的氣壓表。
專利摘要一種小型簡易空氣充填裝置具有組裝在可分離的外殼中的馬達、回轉軸、小型空壓機、空氣輸送裝置。本實用新型具有可靠性、高性能且在低溫狀態(tài)下也可使用產(chǎn)生高壓空氣，特別在輪胎爆胎時，同密封劑一并使用，可對爆胎進行空氣的填充并達到汽車可以應急行駛的目的。本實用新型在小型空壓機的活塞同汽缸內壁之間配備橡膠圈，因橡膠圈為V型，克服了現(xiàn)有技術存在的缺陷，通過橡膠圈本身的縮放來彌補公知的O型環(huán)無法解決的一體式活塞的傾角變化而引起的活塞同汽缸之間縫隙變化的問題。本實用新型體積小，重量輕，能夠長年保證作動，提供汽車可以行駛的輪胎內壓。
文檔編號B60S5/04GK2701713SQ20042004797
公開日2005年5月25日 申請日期2004年4月8日 優(yōu)先權日2004年4月8日
發(fā)明者周文三 申請人:周文三