專利名稱：自行車密封式全自動(dòng)充氣器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于交通運(yùn)輸車隨車輪胎全自動(dòng)充氣裝置，特別是自行車隨車輪胎全自動(dòng)充氣裝置。
自行車輪胎補(bǔ)充氣體歷來(lái)是騎車者感到麻煩的事，特別是在廣大農(nóng)村、曠野、山區(qū)行駛時(shí)，自行車充氣更是困難。發(fā)明人于1988年申請(qǐng)的專利(實(shí)用新型，專利號(hào)88211763.7)雖然簡(jiǎn)捷地解決了自行車輪胎在行車過(guò)程中充氣的問(wèn)題，但是仍感不足1.再次充氣，必須手動(dòng)有關(guān)機(jī)構(gòu)，使用者仍感有不便；2.氣筒部分的重量在車輪轉(zhuǎn)動(dòng)中影響輪圈的動(dòng)平衡；3.由于結(jié)構(gòu)為敞開(kāi)式，全天候使用，在雨天泥濘路面騎行時(shí)易造成泥漿混入，影響使用壽命。
本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述不足之處，為自行車提供一種密封式全自動(dòng)充氣器。
本實(shí)用新型采用密封式全自動(dòng)工作方式，通過(guò)固定安裝在自行車車軸一端的端面凸輪和安裝在車軸花鼓筒上的軸向活塞泵的特殊機(jī)械傳動(dòng)關(guān)系將自行車車輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)輪胎充氣，通過(guò)壓力傳感機(jī)構(gòu)自動(dòng)探知輪胎內(nèi)氣壓，對(duì)軸向活塞泵的充氣工作實(shí)行自動(dòng)控制，從而實(shí)現(xiàn)了輪胎的全自動(dòng)充氣，使自行車在行車過(guò)程中輪胎內(nèi)的氣壓保持最佳工作狀態(tài)。由于密封工作，使用不受條件限制，可以全天候工作，從而實(shí)現(xiàn)了發(fā)明的目的。
具體說(shuō)來(lái)，本實(shí)用新型由三部分組成1.具有正弦線形滾道的端面凸輪固定在自行車車軸一端，位于花鼓筒外側(cè)和車架之間；2.軸向活塞泵，平行安裝在花鼓筒上，該軸向活塞泵包括氣筒部件、活塞部件、停止泵浦調(diào)壓機(jī)構(gòu)，啟動(dòng)泵浦調(diào)壓機(jī)構(gòu)，置于外套之中。
所說(shuō)的氣筒部件，由具有充氣室、儲(chǔ)氣室、氣道、輸氣嘴的氣筒，端蓋，單向閥和橡皮碗構(gòu)成，充氣室和儲(chǔ)氣室由單向閥隔離，氣道一端與儲(chǔ)氣室相通，另一端被圓筒螺母壓緊固定在氣筒上的橡皮碗密封，氣道上還有輸氣嘴將氣引出軸向活塞泵體外。
所說(shuō)的活塞部件由行程支架、滾輪，安裝有活塞密封圈的活塞、回程彈簧構(gòu)成，滾輪的軸固定在行程支架上，行程支架和活塞連成一體，回程彈簧位于行程支架和氣筒形成的空間，滾輪和端面凸輪上的正弦線形滾道相配合，滾輪被軸向活塞泵隨車輪一道旋轉(zhuǎn)而帶動(dòng)下，在正弦線形滾道運(yùn)動(dòng)時(shí)，在回程彈簧的共同作用下，形成活塞部件的往復(fù)充氣運(yùn)動(dòng)。
所說(shuō)的停止泵浦調(diào)壓機(jī)構(gòu)由置于圓筒螺母內(nèi)的定位鋼球、固定在外套上的調(diào)壓筒，置于該調(diào)壓筒內(nèi)的定位銷、控壓彈簧、與調(diào)壓筒上端內(nèi)螺紋配合安裝的調(diào)壓螺絲，外套上的定位孔組成，定位鋼球能在橡皮碗受氣壓力下和控壓彈簧通過(guò)定位銷推動(dòng)下作上下運(yùn)動(dòng)。
所說(shuō)的啟動(dòng)泵浦調(diào)壓機(jī)構(gòu)由置于外套和氣筒形成之空間的壓簧和固定在外套后壁的調(diào)壓螺釘組成。
3.密封連接軸向活塞泵的輸氣嘴和自行車輪圈上的氣門芯的氣管。
隔離充氣室和儲(chǔ)氣室采用任何單向閥均可，但須注意其密封性能，最簡(jiǎn)單小巧的是自行車用的氣門芯。
將軸向活塞泵固定在自行車車軸的花鼓筒上的方式也有多種方式，也可以采用與外套注塑一體的固定架和固定夾用螺釘固定。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的在自行車中安裝的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是軸向活塞泵E－E剖視圖。
圖3是軸向活塞泵D－D剖視圖。
圖4是端面凸輪的視圖和端面凸輪上正弦線形滾道槽展開(kāi)圖。
圖中11為自行車輪胎，10為氣門芯，12為氣門芯固定螺帽，17為車軸，16為穿自行車鋼絲的花鼓筒，4為車架。由圖可見(jiàn)，自行車密封式全自動(dòng)充氣器由下列三部分組成，端面凸輪3，軸向活塞泵5和氣管6。
端面凸輪3固定地自行車車軸17一端位于花鼓筒16和車架4之間，該凸輪上有正弦線形滾道302。軸向活塞泵5通過(guò)與該泵的外套518注塑成一體的固定架15和固定夾2用螺釘1被平行地安裝地花鼓筒16上。氣管6用氣動(dòng)連接頭14與軸向活塞泵5上的輸氣嘴514密封連接，氣管6的另一端通過(guò)氣動(dòng)接頭13密封連接充氣嘴7，再通過(guò)一個(gè)螺帽8和密封圈9與氣門芯10形成可卸的密封連接。
軸向活塞泵5由氣筒部件、活塞部件、停止泵浦調(diào)壓機(jī)構(gòu)，啟動(dòng)泵浦調(diào)壓機(jī)構(gòu)和外套518組成。
氣筒部件由具有充氣室A、儲(chǔ)氣室B、氣道C、輸氣嘴514的氣筒504，端蓋508，氣門芯524的單向閥和橡皮碗515組成，充氣室A和儲(chǔ)氣室B由氣門芯524隔離，氣道C一端與儲(chǔ)氣室B相通，另一端被圓筒螺母516壓緊固定在氣筒504的橡皮碗515密封，氣道C有輸氣嘴514引出軸向活塞泵體外。端蓋508固定在氣筒504上。
活塞部件由行程支架509、滾輪510、套筒512、安裝有活塞密封圈506的活塞513和回程彈簧505構(gòu)成，滾輪510的軸固定在行程支架509上，工作時(shí)滾輪510與端面凸輪3上的正弦線形滾道配合運(yùn)動(dòng)。行程支架509、套筒512和活塞513通過(guò)螺釘511連成一體，回程彈簧505位于套筒512周圍及行程支架509和氣筒504所形成的空間。
停止泵浦調(diào)壓機(jī)構(gòu)由置于圓筒螺母516內(nèi)的定位鋼球517，固定在外套518上的調(diào)壓筒522，置于該調(diào)壓筒內(nèi)的定位銷519、控壓彈簧520，配合安裝在調(diào)壓筒上端的調(diào)壓螺絲521組成。定位鋼球517能在橡皮碗515受氣壓變形和控壓彈簧520通過(guò)定位銷519的推動(dòng)下作上下運(yùn)動(dòng)。
啟動(dòng)泵浦調(diào)壓機(jī)構(gòu)由置于外套518和氣筒504之空間的壓簧503和固定在外套后壁上的調(diào)壓螺釘525組成。
本實(shí)用新型的動(dòng)態(tài)過(guò)程是這樣的。當(dāng)自行車車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，與花鼓筒16固定的軸向活塞泵5也隨之旋轉(zhuǎn)，活塞的行程支架509上的滾輪510，在端面凸輪3的正弦線形滾道302上作圓周線滾動(dòng)的同時(shí)，活塞部件借助滾輪510和壓簧503的相互作用，在氣筒504內(nèi)作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)滾輪推動(dòng)活塞壓縮充氣室A的空氣時(shí)，充氣室A內(nèi)的高壓氣體通過(guò)氣門芯524的出氣孔527和橡皮筒526進(jìn)入儲(chǔ)氣室B，高壓空氣通過(guò)氣道C、輸氣嘴514、氣管6、充氣嘴7和自行車輪上的氣門芯10向輪胎11充氣。氣道C的高壓空氣另一方面對(duì)橡皮碗515施以壓力，這個(gè)壓力在充氣過(guò)程中與輪胎內(nèi)的氣壓相當(dāng)。隨著車輪的不斷旋轉(zhuǎn)，軸向活塞泵不斷泵氣，儲(chǔ)氣室B，也即車輪胎內(nèi)的氣壓不斷增高，橡皮碗515受壓力變形不斷向上頂推定位鋼球517向上運(yùn)動(dòng)，定位銷519也被迫向上運(yùn)動(dòng)并壓縮控壓彈簧520，當(dāng)定位銷519向上運(yùn)動(dòng)并脫離圓筒螺母516的時(shí)刻，氣筒504不再受定位銷的限制將隨活塞部件一起向右運(yùn)動(dòng)，定位鋼球517也必然一起運(yùn)動(dòng)，定位鋼球?qū)⒙淙胪馓?18的定位孔523中，氣筒部件由于氣道C的空氣壓力作用而定位于外套518的定位孔523的位置；壓簧503蓄能。這時(shí)滾輪510達(dá)到端面凸輪3的正弦線形滾道的頂點(diǎn)，滾輪不再沿正弦線形滾道運(yùn)動(dòng)，即活塞部件停止相對(duì)運(yùn)動(dòng)，泵氣停止。當(dāng)輪胎中氣壓下降或因儲(chǔ)氣室B內(nèi)的氣體自然泄漏后，由于啟動(dòng)泵浦機(jī)構(gòu)的壓簧503的彈力將氣筒504向左推向原位，定位鋼球517也從定位孔523脫離隨圓筒螺母516一起向左運(yùn)動(dòng)，定位銷519被控壓彈簧520推動(dòng)進(jìn)入圓筒螺母516之中，氣筒504被定位銷519鎖定，這時(shí)滾輪510又與端面凸輪3的正弦線形滾道嚙合運(yùn)動(dòng)，軸向活塞泵又開(kāi)始工作。
車輪胎中的最高氣壓，由停止泵浦調(diào)壓機(jī)構(gòu)設(shè)定，據(jù)此選定控壓彈簧520，啟動(dòng)泵浦調(diào)壓機(jī)構(gòu)設(shè)定輪胎中最低氣壓，由此選定壓簧503。當(dāng)輪胎中氣壓或儲(chǔ)氣室B的氣壓低于此最低氣壓時(shí)，軸向活塞泵即自動(dòng)工作。車輪胎中的最高氣壓可利用調(diào)壓螺釘521進(jìn)行調(diào)節(jié)，最低氣壓利用調(diào)壓螺釘525進(jìn)行調(diào)節(jié)，使用非常方便。
車輪每轉(zhuǎn)一圈的充氣量取決于氣筒504的內(nèi)徑，端面凸輪3的正弦線形滾道302的升程和正弦線形滾道的重復(fù)頻率。由于氣筒結(jié)構(gòu)小，活塞513每次往復(fù)充氣作功值較通常氣筒小，所以騎行時(shí)充氣阻力也小。
本實(shí)施例，根據(jù)目前的加工工藝，達(dá)到如下性能1.輪胎充氣壓力在3－4.5公斤／平方厘米范圍內(nèi)隨意調(diào)節(jié)；2.一般行駛速度下，對(duì)完全放氣的輪胎充氣至4公斤／平方厘米，需6－7分鐘；
3、如果輪胎漏氣，在行駛過(guò)程中，氣壓低于設(shè)定的最低氣壓值時(shí)，本充氣器會(huì)自動(dòng)進(jìn)行充氣至設(shè)定最高壓力值并自動(dòng)停止；4.如果輪胎漏氣速率小，泵停止工作后30－36小時(shí)也會(huì)對(duì)輪胎進(jìn)行試探性充氣，因?yàn)閮?chǔ)氣室自然漏氣速率為經(jīng)30－36小時(shí)后將低于最低氣壓。因此本充氣器保證了輪胎氣壓始終處于控制狀態(tài)。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)小巧緊湊，充氣壓力高，壓力可根據(jù)需要隨意調(diào)節(jié)；自動(dòng)充氣；自控機(jī)構(gòu)在泵中密封工作，不受外界環(huán)境影響；可靠性高，使用壽命長(zhǎng)；本充氣器一次安裝后，常年自動(dòng)工作，維持輪胎內(nèi)最佳氣壓狀態(tài)。
本實(shí)用新型的充氣器今后批量生產(chǎn)中可大量采用注塑件、沖壓件大大降低了生產(chǎn)成本。其生產(chǎn)成本為7元／付(每付分前后輪用2只)。
本實(shí)用新型的自動(dòng)充氣和壓力傳感機(jī)構(gòu)不僅適用于自行車騎行中自動(dòng)充氣，根據(jù)本實(shí)用新型的原理，稍作結(jié)構(gòu)和尺寸變更即可用于其他車輛輪胎的自動(dòng)充氣。
權(quán)利要求1.一種自行車密封式全自動(dòng)充氣器，其特征在于它由三部分組成1＞固定在自行車車軸上花鼓筒外側(cè)和車架之間的端面凸輪，其外沿有正弦線滾道；2＞平行安裝在自行車花鼓筒上的軸向活塞泵，它由氣筒部件、活塞部件、停止泵浦調(diào)壓機(jī)構(gòu)、啟動(dòng)泵浦調(diào)壓機(jī)構(gòu)和外套組成。(1)氣筒部件由具有充氣室、儲(chǔ)氣室、氣道、輸氣嘴的氣筒，端蓋，單向閥和橡皮碗構(gòu)成，充氣室和儲(chǔ)氣室由單向閥隔離，氣道一端與儲(chǔ)氣室相通，另一端被圓筒螺母壓緊在氣筒體內(nèi)的橡皮碗密封，氣道C上還有輸氣嘴引出軸向活塞泵體外；(2)活塞部件由行程支架、滾輪、帶有密封圈的活塞和回程彈簧構(gòu)成，滾輪的軸固定在行程支架上，行程支架和活塞連成一體，回程彈簧位于行程支架和氣筒所形成的空間；(3)停止泵浦調(diào)壓機(jī)構(gòu)由置于圓筒螺母內(nèi)的定位鋼球、固定在外套上的調(diào)壓筒、置于該調(diào)壓筒內(nèi)的定位銷、控壓彈簧、與調(diào)壓筒上端內(nèi)螺紋配合安裝的調(diào)壓螺絲和外套上的定位孔組成，定位鋼球能在橡皮碗受氣壓力和控壓彈簧通過(guò)定位銷的彈力的共同作用下上下運(yùn)動(dòng)；(4)啟動(dòng)泵浦調(diào)壓機(jī)構(gòu)由置于外套和氣筒之空間的壓簧和旋在外套后壁的調(diào)壓螺釘組成；(5)外套上有定位孔；3＞連接軸向活塞泵的輸氣嘴和自行車輪圈上的氣門芯的氣管。
2.按照權(quán)利要求1的充氣器，其特征在于所說(shuō)的隔離充氣室和儲(chǔ)氣室的單向閥為氣門芯組件。
3.按照權(quán)利要求1的充氣器，其特征在于所說(shuō)的軸向活塞泵是由與之外套注塑成一體的固定架和固定夾用螺釘固定在自行車花鼓筒上。
4.按照權(quán)利要求1至3的充氣器，其特征在于所說(shuō)的氣管一端用氣動(dòng)接頭與軸向活塞泵的輸氣嘴密封連接，另一端通過(guò)氣動(dòng)接頭密封連接一充氣嘴，再通過(guò)一個(gè)螺母和密封圈與自行車輪上的氣門芯形成可拆卸的密封連接。
專利摘要自行車密封式全自動(dòng)充氣器，通過(guò)固定在車軸花鼓筒和車架之間的端面凸輪和安裝在花鼓筒上的軸向活塞泵的機(jī)械傳動(dòng)將自行車輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為活塞的往復(fù)充氣運(yùn)動(dòng)，通過(guò)壓力傳感機(jī)構(gòu)自動(dòng)探知胎內(nèi)氣壓，對(duì)軸向活塞泵的充氣工作實(shí)行自動(dòng)控制。本實(shí)用新型的特點(diǎn)是全自動(dòng)充氣，自控機(jī)構(gòu)密封工作，不受外界環(huán)境影響，胎內(nèi)氣壓可調(diào)節(jié)，工作可靠，使用壽命長(zhǎng)，經(jīng)一次安裝后，常年騎行，輪胎內(nèi)維持選定的最佳氣壓狀態(tài)。
文檔編號(hào)B60C23/00GK2103470SQ9123086
公開(kāi)日1992年5月6日 申請(qǐng)日期1991年10月31日 優(yōu)先權(quán)日1991年10月31日
發(fā)明者施啟南 申請(qǐng)人:施啟南