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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Druckluftkompressor und betrifft insbesondere einen Druckluftkompressor, in welchem eine Abstandserzeugungseinheit zwischen einem Dampfzylinder eines Druckluftzylinders und eines Kolbens montiert ist und die Funktion des Druckluftzylinders durch die Abstandserzeugungseinheit blockiert wird, wenn sich der Kolben dem Dampfzylinder auf einen vorbestimmten Abstand oder darüber hinaus annähert, um die Antriebskräfte der Antriebswelle und eines Kurbelwellenrohrs beizubehalten. Generell ist eine pneumatische Einrichtung, etwa eine Druckluftbremse, die unter Ausnutzung von Druck von komprimierter Luft bremst, und ein Druckluftschalter, der eine Tür automatisch öffnet und schließt, in einem großen Fahrzeug, etwa einem Bus, einem Lastwagen oder einem Wohnwagen montiert. Komprimierte Luft wird einem Druckluftbehälter zugeführt und darin aufbewahrt und einer derartigen pneumatischen Einrichtung mittels eines Druckluftkompressors zugeleitet, der durch die Antriebsleistung eines Verbrennungsmotors betrieben wird. Dafür ist es notwendig, ständig einen geeigneten Druck der komprimierten Luft, die in dem Druckluftbehälter bevorratet ist, aufrecht zu erhalten.
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Patentdokument 1 ist als koreanische Patentoffenlegungsschrift mit der Nr.
KR 10 2006 0 046 686 A veröffentlicht und wurde als
WO 2007 / 136 168 A2 eingereicht. Wenn dabei ein Druck in einem Druckluftbehälter höher als ein vorgegebener Druck wird und ein Steuerdruck davon auf eine Entladevorrichtung übertragen wird, wird ein Teil des Drucks als der Steuerdruck durch einen Einlass eingeprägt. Wenn dabei ein Druckluftzylinder so betrieben wird, dass er ein Kupplungsgehäuse antreibt und nach hinten schiebt, drückt eine fixierte Kupplungsplatte eine Ringplattenfeder zusammen und bewegt das Kupplungsgehäuse nach hinten, sodass auch eine bewegliche Kupplungsringplatte verschoben wird.
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Da dabei ein Abstand zwischen der fixierten Kupplungsplatte und der beweglichen Kupplungsringplatte vergrößert wird, wird ein Zustand des unmittelbaren Kontakts zwischen Reibungsringplatten und Stahlringplatten aufgehoben. Obwohl sich die Reibungsringplatte zusammen mit einem Kupplungsrad dreht, wird folglich eine Drehkraft davon nicht auf die Stahlringplatte übertragen und es entsteht ein Schlupf, sodass die Reibungsringplatte unbeweglich bleibt. Da eine Antriebskraft einer Antriebswelle nicht auf ein Kurbelwellenrohr übertragen wird und der Betrieb des Pumpenkolbens beendet wird, wird daher die Zufuhr der komprimierten Luft zu dem Druckluftbehälter unterbrochen.
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Da der Druck der Luft, der von der Entladevorrichtung zugeführt wird, entfällt, wenn der Druck unter Anwendung der in dem Druckluftbehälter enthaltenen komprimierten Luft reduziert wird, wird anschließend das Kupplungsgehäuse angeschoben und durch die Reaktionskräfte der Ringplattenfedern nach vorne bewegt. Da der Kolben ebenfalls gleichzeitig nach vorne bewegt wird und zusätzlich die bewegliche Kupplungsringplatte die Reibungsringplatte und die Stahlringplatte, die voneinander getrennt sind, nach vorne mit Druck beaufschlagt, sodass diese miteinander in Kontakt treten können, wird folglich die Antriebskraft der Antriebswelle auf das Kurbelwellenrohr mittels einer Kupplung für das Antreiben des Pumpenkolbens übertragen, wodurch die komprimierte Luft erneut zugeführt wird.
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Da jedoch in dem zuvor beschriebenen Patentdokument 1 die Verbindung und das Lösen zwischen dem Kupplungsgehäuse und der Kupplung unabhängig von einem Verschleißzustand der Reibungsringplatte, die an der Stahlringplatte Abrieb hervorruft, wiederholt auftreten, und die Reaktionskräfte der Ringplattenfedern nicht wirksam sind, wenn die Reibungsringplatte um eine vorbestimmte Dicke oder mehr auf Grund der wiederholten Betätigung abgenutzt ist, tritt die Reibungsringplatte nicht mehr erneut mit der Stahlringplatte in Kontakt und die Reibung zwischen der Reibungsringplatte und der Stahlringplatte tritt nicht auf. Daher bleibt das Kupplungsgehäuse der Kupplung in einem voneinander gelösten Zustand und die Funktion einer Kurbelwelle wird auf Grund eines Fehlers im Verbindungszustand beendet. Da der Pumpenkolben nicht arbeitet, ist daher die Zufuhr von Luft zum Druckluftbehälter unterbrochen und gleichzeitig ist es nicht möglich, das Fahrzeug zu fahren.
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[Dokumente des Stands der Technik]
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[Patentdokument]
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(Patentdokument 1)
KR 10 2006 0 046 686 A -
Aus der
WO 2007/136168 A2 geht ein Druckluft-Kompressor hervor, dessen Betrieb gestoppt wird, wenn der Druck in einem Drucklufttank einen bestimmten Wert überschreitet. Die
DE 10 2015 112 091 A1 offentbart ein allradgetriebenes Fahrzeug und ein Verfahren zum Steuern eines solchen Fahrzeuges. Ein weiterer Druckluft-Kompressor geht aus der
WO 2004/101993 A1 hervor. Die
KR 10 2004 003 4082 A beschreibt einen Luft-Kompressor vom Kupplungstyp für ein Fahrzeug. Schließlich geht ein weiterer Druckluft-Kompressor aus der
KR 100446947 B1 hervor. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, einen Druckluft-Kompressor hinsichtlich seines Betriebs zu bessern. Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Druckluft-Kompressor mit dem Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Es ist ein Aspekt der vorliegenden Erfindung, einen Druckluftkompressor bereitzustellen, in welchem eine Antriebswelle und ein Kurbelwellenrohr, das eine Außenumfangsfläche der Antriebswelle umschließt, axial gekoppelt sind, eine Kupplung zwischen der Antriebswelle und einem hinteren Ende des Kurbelwellenrohrs montiert ist, und ein Druckluftzylinder mit einem Dampfzylinder, der einen Einlass unmittelbar vor der Kupplung bildet, mit einem Kolben, der mit einem gewissen Abstand von dem Dampfzylinder beabstandet ist, und mit einer Abstandserzeugungseinheit, die zwischen dem Dampfzylinder und dem Kolben montiert ist, in einem Kurbelgehäuse montiert ist, die eine Pumpenkammer bildet, um durch die Abstandserzeugungseinheit zu verhindern, dass Reibungsringplatten, die mit Stahlringplatten der Kupplung in Reibkontakt treten, entsprechend einer vorbestimmten Dicke oder mehr abgenutzt werden, und gleichzeitig die Zuführung von komprimierter Luft zu dem Einlass des Druckluftzylinders durch die Abstandserzeugungseinheit derart zu unterbrechen, dass ein Verbindungszustand zwischen der Antriebswelle und dem Kurbelwellenrohr ständig beibehalten wird.
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt einen Druckluftkompressor bereit mit einem Kurbelgehäuse, das an einem Motor angebracht und montiert ist und eine Abdeckung, die aus einem hinteren Ende davon gebildet ist, und eine Kurbelkammer, die darin ausgebildet ist, aufweist, mit einer Pumpenkammer, die sich in einer Richtung senkrecht zu dem Kurbelgehäuse erstreckt und einen Auslass aufweist, der komprimierte Luft ausgibt, mit einer Antriebswelle, die in der Kurbelkammer montiert ist und ein Antriebsgetrieberad aufweist, das Leistung aus dem Motor aufnimmt und axial mit einem vorderen Ende, das von dem Kurbelgehäuse nach vorne freigelegt ist, verbunden ist, mit einem Kurbelwellenrohr, das axial mit der Kurbelkammer der Antriebswelle verbunden ist und einen exzentrischen Teil aufweist, der axial mit einer Verschiebung b eines Verbindungsstabs a eines Pumpenkolbens verbunden ist, der in der Pumpenkammer montiert und an einer Außenumfangsfläche davon ausgebildet ist, mit einer Kupplung, die zwischen der Antriebswelle und einem hinteren Ende des Kurbelwellenrohrs montiert ist, um eine Verbindung zu lösen, wenn ein Druck von komprimierter Luft, die aus der Pumpenkammer erhalten wird und in einem Druckluftbehälter T enthalten ist, auf einen Sollwert bzw. eingestellten Wert oder höher ansteigt, sodass eine Antriebskraft der Antriebswelle nicht auf das Kurbelwellenrohr übertragen wird, und um eine Verbindung herzustellen, wenn der Druck kleiner als der eingestellten Wert wird, sodass die Antriebskraft auf das Kurbelwellenrohr übertragen wird, und mit einem Druckluftzylinder, der in der Kurbelkammer vorgesehen ist, direkt vor der Kupplung positioniert ist und so funktioniert, dass er den Vorgang des Verbindens der Antriebskraft der Kupplung unterbricht, wenn der Druck der komprimierten Luft, die in den Druckluftbehälter bevorratet ist, gleich dem eingestellten Wert oder größer wird, und ein Teil des Druckes sich daraus ausbreitet. Dabei umfasst der Druckluftzylinder einen Dampfzylinder mit einem Einlass, der einen Teil der aus den Druckluftbehälter abgegebenen komprimierten Luft aufnimmt, und an einer Position unmittelbar vor der Kupplung in der Kuppelkammer so montiert ist, dass er zwischen der Pumpenkammer und der Abdeckung freiliegt und axial mit einer hinteren Seite des Kurbelwellenrohrs verbunden und daran befestigt ist, einen Kolben, der in dem Dampfzylinder montiert und axial mit dem Kurbelwellenrohr gekoppelt und daran montiert ist, um sich vorwärts und rückwärts zu bewegen, und eine Abstandserzeugungseinheit, die zwischen dem Dampfzylinder und dem Kolben montiert ist, um einen gewissen oder größeren Abstand zwischen dem Dampfzylinder und dem Kolben bereitzustellen.
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Die Abstandserzeugungseinheit umfasst einen Näherungssensor, der an einer Innenwand des Dampfzylinders oder einer Innenwand des Kolbens befestigt und montiert ist, die einander zugewandt sind, um zu erfassen, ob sich der Kolben dem Dampfzylinder nähert, und kann ein Steuerventil aufweisen, das an dem Einlass befestigt und montiert ist und ein Signal des Näherungssensors empfängt, um die in den Einlass strömende komprimierte Luft abzusperren.
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Der Einlass des Dampfzylinders kann einen Teil mit großem Durchmesser, der die komprimierte Luft aufnimmt, und einen Teil mit kleinem Durchmesser aufweisen, der sich von dem Teil mit großem Durchmesser aus erstreckt und in einer Richtung so gebogen ist, dass er dem Kolben zugewandt ist, um damit die komprimierte Luft, die von dem Teil mit großem Durchmesser zugeführt wird, in einen Raum zwischen dem Dampfzylinder und dem Kolben zu führen.
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Die Abstandserzeugungseinheit, die zwischen dem Dampfzylinder und dem Kolben montiert ist, kann ein Absperrventil aufweisen, das an einer Innenwand des Kolbens befestigt und montiert ist, in der gleichen horizontalen Ebene wie der Teil mit kleinem Durchmesser positioniert ist und horizontal durch den Kolben verschoben wird, um den Teil mit kleinem Durchmesser des Dampfzylinders abzusperren.
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Die Kupplung kann ein Kupplungsrad bzw. eine Kupplungsscheibe aufweisen, die mit einem Keilwellenteil, das an einer Außenumfangsfläche eines hinteren Endes der Antriebswelle ausgebildet ist und einen inneren Keil, der mit dem Keilwellenteil im Eingriff ist und auf einer Innenumfangsfläche ausgebildet ist, und einen Außenkeil aufweist, der auf einer Außenumfangsfläche ausgebildet ist, wobei eine fixierte bzw. feste Kupplungsplatte mit einem Innenkeil, der auf einer Innenumfangsfläche eines Wellenrohrs ausgebildet und so installiert ist, dass er axial mit einer hinteren Seite eines Außenkeilteils im Eingriff und axial gekoppelt ist, das auf einer Außenumfangsfläche des hinteren Endes des Kurbelwellenrohrs und eines fixierten Stücks ausgebildet ist, das sich an einem hinteren Ende einer Außenumfangsfläche erstreckt, um eine senkrechte Umschließung zu bilden, mit einem zylindrischen Kupplungsgehäuse mit einem Innenkeil, der an einer Innenumfangsfläche eines Aufnahmelochs eines vorderen Endes ausgebildet und axial mit einem vorgelagerten seitlichen Teil des äußeren Keils des Kurbelwellenrohrs axial gekoppelt und im Eingriff ist, in welchem ein Durchmesser eines hinteren nachgeordneten lateralen Teils größer ist als ein Außendurchmessers eines fixierten Stücks, und mit einem Innenumfangskeil, der an einer Innenseite davon ausgebildet ist, mit mehreren Ringplattenfedern, die so montiert sind, dass sie in einem Raum zwischen dem fixierten Stück der fixierten Kupplungsplatte und einer hinteren Fläche des Kupplungsgehäuses entsprechend einer Länge des Wellenrohrs angeordnet sind, mit einer beweglichen Kupplungsringplatte, die auf der Innenseite eines hinteren Endes des Kupplungsgehäuses montiert und installiert ist und einen Innendurchmesser, der größer ist als ein Durchmesser der Kupplungsscheibe, und einen Außendurchmesser hat, der gleich ist einem Innendurchmesser des Kupplungsgehäuses, mit mehreren Reibungsringplatten, die abwechselnd in Zwischenräumen angeordnet sind, die zwischen den fixierten und beweglichen Kupplungsringplatten ausgebildet sind, und wobei die Kupplungsscheibe und das Kupplungsgehäuse einen Durchmesser mit einer Größe so aufweisen, dass eine Außenumfangsfläche von dem Innenumfangskeil des Kupplungsgehäuses getrennt ist, und mit einem verbundenen Keil, der mit einem Außenkeil der Kupplungsscheibe im Eingriff ist und an einer Innenumfangsfläche jedes der Aufnahmelöcher ausgebildet ist, und mit mehreren Ringplatten, die jeweils einen Innendurchmesser mit einer Größe haben, sodass sie von dem Außenkeil der Kupplungsscheibe getrennt sind und einen elektrisch angetriebenen Keil a aufweisen, der mit dem Innenumfangskeil des Kupplungsgehäuses an jeder Außenumfangsfläche davon im Eingriff ist.
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Figurenliste
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Die vorhergehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich von dem Fachmann durch die detaillierte Beschreibung anschaulicher Ausführungsformen mit Verweis auf die begleitenden Zeichnungen, in denen:
- 1 eine Seitenquerschnittsansicht eines Druckluftkompressors gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
- 2 eine vergrößerte Ansicht ist, die einen wesentlichen Teil des Druckluftkompressors gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
- 3 eine Ansicht ist, die einen Zustand darstellt, in welchem komprimierte Luft in einen Einlass des Druckluftkompressors gemäß der ersten Ausführungsform eingeführt wird;
- 4 eine Ansicht ist, die einen Zustand darstellt, in welchem eine Reibungsringplatte des Druckluftkompressors gemäß der ersten Ausführungsform abgenutzt ist und eine Abstandserzeugungseinheit den Einlass sperrt;
- 5 eine Seitenquerschnittsansicht eines Druckluftkompressors gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist; und
- 6 eine vergrößerte Ansicht ist, die einen wesentlichen Teil des Druckluftkompressors gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
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DETAILLLIERTE BESCHREIBUNG ANSCHAULICHER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Mit Verweis auf die begleitenden Zeichnungen werden die folgenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben.
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Gemäß 1 bis 6 umfasst ein Druckluftkompressor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Kurbelgehäuse 10, das montiert wird, indem eine Vorderfläche davon an einer entsprechenden Position eines Motors (nicht gezeigt) angebracht wird und die aufweist: eine Kurbelkammer 12, eine Pumpenkammer 20, die an einem gewissen Teil des Kurbelgehäuses 10 so montiert ist, dass sie senkrecht zu der Kurbelkammer 12 liegt, eine Antriebswelle 30, in der ein antreibendes Zahnrad 31, das mit einem Steuerzahnrad (nicht gezeigt) des Motors im Eingriff und in Drehung zu versetzen ist, montiert und an einem vorderen Ende, das nach vorne freiliegt, installiert ist, indem es durch ein Aufnahmeloch, das vor dem Kurbelgehäuse 10 ausgebildet ist, durchgeführt wird, eine Abdeckung 10a, die so montiert und installiert ist, dass sie ein offenes hinteres Ende des Kurbelgehäuses 10 abdeckt, ein Kurbelwellenrohr 40, das axial verbunden ist, sodass es durch die Teile der Antriebswelle 30 mit Ausnahme eines Keilteils bzw. Keilwellenteils verläuft, das an einer Außenumfangsfläche eines hinteren Endes ausgebildet ist, wobei die Antriebswelle in der Kurbelkammer 12 aufgenommen ist, und eine Außenumfangsfläche, die der Pumpenkammer 20 entspricht, an der ein exzentrischer Teil 41 ausgebildet ist, der mit einem Verbindungsstab 22a eines Pumpenkolbens 22 gekoppelt ist, eine Kupplung 60, die zwischen dem hinteren Ende der Antriebswelle 30 und einem hinteren Endes des Kurbelwellenrohrs 40 montiert ist, um eine Antriebskraft der Antriebswelle 30 auf das Kurbelwellenrohr 40 zu übertragen oder zu unterbrechen, und einen Druckluftzylinder 100, der hinter der Kurbelkammer 12 so montiert ist, dass er direkt vor der Kupplung 60 positioniert ist und eine Betätigung der Kupplung 60 unterbricht oder einleitet, wenn ein Steuerdruck in einen Einlass 111 eingeführt wird oder nicht vorhanden ist.
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Die Antriebswelle 30 und das Kurbelwellenrohr 40 können behinderungsfrei in Drehung versetzt werden, indem Laufbuchsen zwischen einer Innenumfangsfläche des Aufnahmelochs, das vor dem Kurbelgehäuse 10 ausgebildet ist, und einer Außenumfangsfläche des vorderen Endes der Antriebswelle 30 angeordnet werden, die durch das Aufnahmeloch und zwischen Innenflächen des vorderen und hinteren Endes des Kurbelwellenrohrs 40 verläuft, mit denen die Antriebswelle 30 gekoppelt ist.
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Ferner ist ein Durchmesser eines Teils der Antriebswelle 30, der in der Kurbelwellenkammer 12 aufgenommen ist, so ausgebildet, dass er relativ kleiner ist als das vordere Ende davon, das durch ein Durchgangsloch verläuft, sodass das Kurbelwellenrohr 40 daran gehindert wird, nach vorne zu schlüpfen. Ein Außendurchmesser einer Außenumfangsfläche eines Teils an dem hinteren Ende des Kurbelwellenrohrs 40, das mit einem Dampfzylinder 110 des Druckluftzylinders 100 gekoppelt ist, ist so ausgebildet, dass er kleiner ist als derjenige des vorderen Endes, um einen Schlupf nach hinten zu verhindern.
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Daher hat das Kurbelwellenrohr 40 keinen Schlupf nach vorne und nach hinten und dreht sich während der gesamten Drehung an der gleichen Stelle, und daher weicht eine Wellenleitung 22b des Verbindungsstabs 22a, der axial mit dem exzentrischen Teil 41 verbunden ist, nicht von dem exzentrischen Teil 41 ab, und ein Betreiben des Pumpenkolbens 22 in einer Hin- und Herbewegung wird in normaler Weise ausgeführt.
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Die Kupplung 60 weist eine Kupplungsscheibe bzw. ein Kupplungsrad 61 auf, die bzw. das mit einem Keilteil bzw. Keilwellenteil gekoppelt ist, das auf der Außenumfangsfläche des hinteren Endes der Antriebswelle 30 ausgebildet und unter Anwendung eines Schnapprings 65-1 montiert und befestigt ist, sodass kein Schlupf nach vorne und hinten möglich ist, und wobei ein Innenkeil 61-1 im Eingriff mit dem Keilwellenteil und an einer Innenumfangsfläche ausgebildet ist, und ein Außenkeil 61-2 vorgesehen ist, der an einer Außenumfangsfläche ausgebildet ist, mit einer fixierten bzw. festen Kupplungsplatte 62 mit einem Innenkeil 62-2, der auf einer Innenumfangsfläche eines Wellenrohrs 62-1 ausgebildet ist und so installiert ist, dass er axial mit einer hinteren Seite eines Außenkeilteils 42 verbunden und im Eingriff ist, der an der Außenumfangsfläche des hinteren Endes des Kurbelwellenrohrs 40 derart ausgebildet ist, dass das hintere Ende von einem Schnappring 42-1 gehalten wird, der an einem hinteren Ende des Außenkeilteils 42 montiert und befestigt ist, der so installiert wird, dass eine Bewegung nach hinten verhindert ist, und mit einem fixierten Stück 62-3, das sich an einem hinteren Ende der Außenumfangsfläche erstreckt, um In senkrechter Weise eine Umschließung zu bilden, mit einem zylindrischen Kupplungsgehäuse 63 mit einem Innenkeil 63-1, der auf einer Innenumfangsfläche eines Aufnahmelochs eines vorderen Endes ausgebildet und so installiert ist, dass er axial mit einem seitlich vorgeordneten Teil des Außenkeilteils 42 des Kurbelwellenrohrs 40 verbunden und in Eingriff ist, in welchem ein Durchmesser eines hinteren seitlich nachgeordneten Teils größer ist als ein Außendurchmesser des fixierten Stücks 62-3, und mit einem Innenumfangskeil 63-3, der an einer Innenseite davon ausgebildet ist, mit mehreren Ringplattenfedem 64, die in Zwischenräumen zwischen der hinteren Seite des fixierten Stücks 62-3 der Kupplungsplatte 62 und Vorderseiten des Kupplungsgehäuses 63 durch das Wellenrohr 62-1 ausgebildet sind, mit einer beweglichen Kupplungsringplatte 65, bei der ein Innendurchmesser größer ist als ein Durchmesser der Kupplungsscheibe 61, ein Außendurchmesser gleich einem Innendurchmesser eines hinteren Endes des Kupplungsgehäuses 63 ist und ein hinteres Ende einer Außenumfangsfläche von dem Schnappring 65-1 gehalten wird, der auf der Innenseite des hinteren Endes des Kupplungsgehäuses 63 so montiert und befestigt ist, dass er sich nicht nach hinten löst und im Inneren an dem hinteren Ende montiert ist, mit mehreren Reibungsringplatten 66, die abwechselnd in Zwischenräumen angeordnet sind, die zwischen der fixierten Kupplungsplatte 62 und einer beweglichen Kupplungsringplatte 65, der Kupplungsscheibe 61 und dem Kupplungsgehäuse 63 ausgebildet sind, das einen Durchmesser hat mit einer Größe, sodass sie von dem Innenumfangskeil 63-2 des Kupplungsgehäuses 63 getrennt ist und einen verbundenen Keil bzw. gelenkig verbundenen Keil 66a aufweist, der mit dem Außenkeil 61-2 der Kupplungsscheibe 61 im Eingriff ist und an einer Innenumfangsfläche jedes der Aufnahmelöcher ausgebildet ist, und mit mehreren Stahlringplatten 67, die jeweils einen Innendurchmesser mit einer Größe haben, sodass sie von dem Außenkeil 61-2 der Kupplungsscheibe 61 getrennt sind und einen elektrisch angetriebenen Keil 67a aufweisen, der mit dem Innenumfangskeil 63-2 des Kupplungsgehäuses 63 auf jeder der Außenflächen davon im Eingriff ist.
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Da die bewegliche Kupplungsringplatte 65, die an dem hinteren Ende der Kupplung 60 montiert ist, in der Kupplung 60 ebenfalls nach vorne bewegt wird, wenn das Kupplungsgehäuse 63 mit Druck beaufschlagt und nach vorne bewegt wird auf Grund der Einwirkung von Reaktionskräften der mehreren Ringplattenfedern 64, werden die folglich die Reibungsringplatten 66 und die Stahlringplatten 67, die abwechselnd fixiert sind, entsprechend einer Strecke der Bewegung der beweglichen Kupplungsringplatte 65 nach vorne bewegt. Da dabei die Reaktionskraft der Ringplattenfeder 64 als eine Kraft wirkt, die die fixierte Kupplungsplatte 62 nach hinten drückt, bleibt die fixierte Kupplungsplatte 62 in einem stationären Zustand und folglich treten die Reibungsringplatten 66 und die Stahlringplatten 67 miteinander in Kontakt, ohne Ausbildung eines Spalts zur Bildung eines einzigen Körpers.
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Wenn in diesem Zustand die Antriebswelle 60 angetrieben wird, wird Ihre Antriebskraft auf jede der Reibungsringplatten 66 durch den verbundenen Keil 66a, der mit dem Außenkeil 61-2 der Kupplungsscheibe 61 im Eingriff ist, übertragen. Da dann jede der Reibungsringplatten 66 mit jeder Strahlringplatte 67 zur Bildung eines einzigen Körpers in Kontakt tritt, wird die Antriebskraft auf das Kupplungsgehäuse 63 durch den Innenumfangskeil 63-2 übertragen, der mit dem elektrisch angetriebenen Keil 67a im Eingriff ist, und daher wird das Kupplungsgehäuse 63 angetrieben. Daher wird die Antriebskraft auf den Außenkeilteil 62 übertragen, der mit dem Innenkeil 63-1 im Eingriff ist, um das Kurbelwellenrohr 40 anzutreiben.
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Wenn dabei das Kurbelwellenrohr 40 angetrieben wird, läuft der Pumpenkolben 22 linear im Inneren der Pumpenkammer 20 auf Grund des Verbindungsstabs 22a hin und her, wobei die Wellenleitung 22b axial mit dem exzentrischen Teil 41 gekoppelt ist und die dadurch erzeugte komprimierte Luft durch einen Auslass 21 abgeführt und dem Druckluftbehälter (nicht gezeigt) zugeführt und darin gespeichert wird.
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Insbesondere sind die Kupplungsscheibe 61 und die Antriebswelle 30 als ein einziger Körper ausgebildet und werden miteinander in Drehung versetzt.
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Wenn ein Druck der komprimierten Luft, die dem Druckluftbehälter zugeführt wird, größer wird als ein Solldruck auf Grund dieser Betriebsweise, wird ein Teil des Druckes als Steuerdruck in den Einlass 111 eingeführt. Dann arbeitet ein Kolben 120 so, dass das Kupplungsgehäuse 63 mit Druck beaufschlagt und nach hinten bewegt wird. Da dabei die fixierte Kupplungsplatte 62 von dem Schnappring 65-1 am hinteren Ende davon so gehalten wird, dass sie nicht nach hinten verschoben wird, bewegt sich das Kupplungsgehäuse 63 nach hinten, wobei die Ringplattenfedern 64 so zusammengedrückt werden, dass sich die bewegliche Kupplungsringplatte 65 ebenfalls bewegt.
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Da dann ein Spalt zwischen der fixierten Kupplungsplatte 62 und der beweglichen Kupplungsplatte 65 vergrößert wird, wird ein enger Kontakt zwischen der Reibungsringplatte 66 und der Stahlringplatte 67 aufgehoben. Obwohl sich die Reibungsringplatte 66 zusammen mit der Kupplungsscheibe 61 dreht, bleibt die Reibungsringplatte 66 in Ruhe, da eine Drehkraft nicht auf die Stahlringplatte 67 übertragen wird und diese daher einen Schlupf hat. Die Antriebskraft der Antriebswelle 30 wird nicht auf das Kurbelwellenrohr 40 übertragen und die Arbeit des Pumpenkolbens 22 wird so unterbrochen, dass die Zuführung der komprimierten Luft zu dem Druckluftbehälter unterbrochen wird.
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Der Druckluftzylinder 100 ist an einer Position unmittelbar vor der Kupplung 60 in der Kurbelkammer 12 montiert, sodass lediglich ein Teil, an welchem der Einlass 111, in welchem der Steuerdruck, der komprimierte Luft ist, eingeführt wird, zwischen der Pumpenkammer 20 und der Abdeckung 11 freigelegt ist, zugänglich ist, und es Ist der Dampfzylinder 110 vorgesehen, der den Einlass 111 aufweist und axial mit einer Hinterseite des Kurbelwellenrohrs 40 so axial gekoppelt ist, dass er daran befestigt und installiert ist, wobei der Kolben 120 in dem Dampfzylinder 110 durch eine offene Hinterseite davon montiert und axial mit dem Kurbelwellenrohr 40 so gekoppelt ist, dass er sich in einem gewissen Bereich vorwärts und rückwärts bewegt, und wobei eine Abstandserzeugungseinheit 130 zwischen dem Dampfzylinder 110 und dem Kolben 120 montiert ist, um einen gewissen oder darüber hinausgehenden Abstand zwischen dem Dampfzylinder 110 und dem Kolben 120 bereitzustellen.
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Ferner ist ein Lager 110a zwischen einer Hinterseite des Kolbens 120 und einer Vorderseite des Kupplungsgehäuses 63 angeordnet, um den Abstand dazwischen beizubehalten und gleichzeitig das Kupplungsgehäuse 63 so zu halten, dass es sich reibungsarm drehen kann.
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In dem Druckluftzylinder 100, der in der zuvor beschriebenen Weise ausgebildet ist, wird der Kolben 120 nach hinten bewegt und das Kupplungsgehäuse 63 wird mit Druck beaufschlagt und nach hinten bewegt, wenn ein Druck aus komprimierter Luft, die in dem Druckluftbehälter enthalten ist, weiter ansteigt als ein eingestellter Druck bzw. Solldruck und der erhöhte Druck wird in den Dampfzylinder 110 durch den Einlass als ein Steuerdruck eingeleitet. Da folglich die Ringplattenfeder 64 zusammengedrückt wird und die Reibungsringplatten 66 und die Stahlringplatten 67 voneinander getrennt sind, wird die Übertragung der Antriebskraft der Antriebswelle 30 durch die Kupplung 60 unterbrochen und das Antreiben des Kurbelwellenrohrs 40 wird unterbrochen.
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Da ein Steuerdruck, der von einem Regler (nicht gezeigt) geliefert wird, verschwindet, wenn die in dem Druckluftbehälter enthaltene komprimierte Luft verwendet wird und deren Druck auf Grund dessen abnimmt, wird danach das Kupplungsgehäuse 63 durch die Rückstellkräfte der Ringplattenfedern 64 beaufschlagt und nach vorne bewegt. Daher wird auch der Kolben 120 gleichzeitig nach vorne bewegt. Da ferner die bewegliche Kupplungsringplatte 65 die Reibungsringplatten 66 nach vorne drückt und mit Druck beaufschlagt, treten die davon getrennten Stahlringplatten 67 mit diesen in Kontakt. Folglich wird die Antriebskraft der Antriebswelle 30 auf das Kurbelwellenrohr 40 mittels der Kupplung 60 übertragen und somit wird der Pumpenkolben 22 derart angetrieben, dass erneut komprimierte Luft zugeführt wird.
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Sobald die Steuerdruckluft von dem Regler abgesperrt wird, werden insbesondere die Antriebswelle 30 und das Kurbelwellenrohr 40 miteinander verbunden, indem sofort die Reibungsringplatten 66 und die Stahlringplatten 67 der Kupplung 60 durch die elastischen Kräfte der Ringplattenfedern 64 in der Bewegung begrenzt werden.
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Während des zuvor beschriebenen Arbeitsprozesses hat ein Abstand zwischen der Vorwärtsbewegung und Rückwärtsbewegung des Kolbens 120 des Druckluftzylinders 100 eine Größe, bei der das Kupplungsgehäuse 63 durch die Rückstellkräfte der Ringplattenfedern 64 nach vorne bewegt wird und die Reibungsringplatten 66 und die Stahlringplatten 67 treten miteinander in Kontakt, sodass sie als ein einzelner Körper erscheinen und sich zusammen drehen.
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Ferner unterbricht die Abstandserzeugungseinheit 130 die Zufuhr von komprimierter Luft, die über den Einlass 111 eingeführt wird, um zu verhindern, dass die Reibungsringplatten 66 um eine vorbestimmte Dicke oder größer verschleißen.
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Ferner weist der Einlass 111 des Dampfzylinders 110 einen Teil mit großem Durchmesser 111a, der komprimierte Luft aufnimmt, und einen Teil mit kleinem Durchmesser 111b auf, der sich von dem Teil mit großem Durchmesser 111a aus erstreckt und so in einer Richtung gebogen ist, dass er dem Kolben 120 zugewandt ist, um die von dem Teil mit großem Durchmesser 111a zugeführte komprimierte Luft in einen Raum zwischen dem Dampfzylinder 110 und dem Kolben 120 zu führen.
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Dabei nimmt der Teil mit großem Durchmesser 111a die aus dem Druckluftbehälter zugeführte komprimierte Luft auf und führt diese zu dem Teil mit kleinem Durchmesser 111b, und folglich führt der Teil mit kleinem Durchmesser 111b die komprimierte Luft zu dem Raum zwischen dem Kolben 120 und dem Dampfzylinder 110.
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Als eine erste Ausführungsform umfasst die Abstandserzeugungseinheit 130, die zwischen dem Dampfzylinder 110 und dem Kolben 120 montiert ist, ein Absperrventil 130a, das an einer Innenwand des Kolbens 120 fixiert und montiert ist, in der gleichen horizontalen Ebene wie der Teil mit kleinem Durchmesser 11b positioniert ist und horizontal von dem Kolben 120 verschoben wird, um den Teil mit kleinem Durchmesser 11b des Dampfzylinders 110 abzusperren.
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Ferner kann das Absperrventil 130a als ein Rückschlagventil verwendet werden. Bei Verwendung als ein Rückschlagventil (nicht gezeigt) kann das Absperrventil 130a durch Luft mit Druck beaufschlagt werden, die über den Druckluftzylinder 100 zugeleitet wird, und der Kolben 120 wird zu der Kupplung 60 verschoben. Wenn jedoch Luft, die dem Druckluftzylinder 100 zugeführt wird, blockiert wird, wird Luft zwischen dem Druckluftzylinder 100 und dem Kolben 120 in Richtung zu dem Druckluftzylinder 100 über das Rückschlagventil an einem Paar aus Durchgangsbohrungen (nicht gezeigt) abgeführt, die in einer Außenfläche zur Verbindung ausgebildet sind. Daher werden Bewegungen des Kolbens 120 und des Kupplungsgehäuses 63 rasch ausgeführt und dadurch ergibt sich schnell ein enger Kontakt zwischen der Antriebwelle 30 und dem Kurbelwellenrohr 40.
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D. h., wenn die Reibungsringplatten 66 entsprechend der vorbestimmten Dicke abgenutzt sind, drückt das Kupplungsgehäuse 63, das von den Ringplattenfedern 64 mit Druck beaufschlagt wird, auf den Kolben 120 und dabei wird das Absperrventil 130a, das an der Innenwand des Kolbens 120 fixiert und montiert ist, horizontal in Bewegung versetzt und tritt mit dem Teil mit kleinem Durchmesser 111b in Kontakt.
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Dabei ist ein Durchmesser des Absperrventils 130a so ausgebildet, dass er relativ größer ist als ein Durchmesser des Teils mit kleinem Durchmesser 111b.
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Wenn dann komprimierte Luft durch den Teil mit kleinem Durchmesser 111b strömt, der mit relativ kleinerem Durchmesser als der Teil mit großem Durchmesser 111a ausgebildet ist, wird eine Kraft für den Eintritt der Luft verkleinert. Da dabei die Kraft zum Einführen relativ kleiner ist als die elastischen Kräfte der Ringplattenfeder 64, wird der Kolben 120 nicht in Richtung zu der Kupplung 60 gedrückt und der Teil mit kleinem Durchmesser 111b wird stabil abgesperrt.
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Dabei bleibt die Kupplung 60 mit der Antriebswelle 30 in Kontakt und daher wird das Kurbelwellenrohr 40 stetig mit der Antriebskraft der Antriebswelle 30 beaufschlagt und liefert kontinuierlich komprimierte Luft zu dem Druckluftbehälter.
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Ferner umfasst gemäß einer zweiten Ausführungsform die Abstandserzeugungseinheit 130 einen Näherungssensor 131 oder einen Schalter (nicht gezeigt), der an einer Innenwand des Dampfzylinders 110 oder der Innenwand des Kolbens 120 fixiert und montiert ist, die einander zugewandt sind, um zu erfassen, ob sich der Kolben 120 dem Dampfzylinder 110 nähert, und ferner ist ein Steuerventil 132 vorgesehen, das an dem Einlass 111 fixiert und montiert ist und das Signal des Näherungssensors 131 empfängt, um die in den Einlass 111 strömende komprimierte Luft abzusperren.
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Wenn dabei die Reibungsringplatten 66 entsprechend einer vorbestimmten Dicke abgenutzt sind, übt das von den Ringplattenfedern 64 mit Druck beaufschlagte Kupplungsgehäuse 63 Druck auf den Kolben 120 aus und dabei erfasst der Näherungssensor 131 oder der Schalter, der an der Innenwand des Kolbens 120 oder der Innenwand des Dampfzylinders 110 fixiert und befestigt ist, ob der Kolben 120 sich dem Dampfzylinder 110 nähert.
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D. h., wenn der Näherungssensor 131 oder der Schalter erfasst, dass der Kolben 120 um eine vorbestimmte Strecke oder mehr in Richtung zu dem Dampfzylinder 110 bewegt wird, überträgt der Näherungssensor 131 oder der Schalter ein Signal an das Steuerventil 132 und das Steuerventil 132, das das Signal empfängt, unterbricht ein Strömen der komprimierten Luft, die zu dem Einlass 111 geführt wird.
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Sodann wird die komprimierte Luft nicht zu einem Raum zwischen dem Dampfzylinder 110 und dem Kolben 120 des Druckluftzylinders 100 geführt und die Arbeit des Druckluftzylinders 100 wird unterbrochen. Gleichzeitig wird das Kupplungsgehäuse 63 durch elastische Kräfte der Ringplattenfedern 64 in Richtung zu dem Dampfzylinder 110 gedrückt.
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Dabei bleibt die Kupplung 60 mit der Antriebswelle 30 in Kontakt und daher wird das Kurbelwellenrohr 40 ständig mit der Antriebskraft der Antriebswelle 30 beaufschlagt und es wird stetig komprimierte Luft dem Druckluftbehälter zugeführt.
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Obwohl ferner beschrieben ist, dass nur eine Pumpenkammer 20 in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist, können mehrere Pumpenkammern in einem Fahrzeug enthalten sein, das einen hohen Verbrauch an komprimierter Luft hat und eine rasche Zufuhr der komprimierten Luft und eine hohe Kapazität benötigt. Dementsprechend können mehrere Pumpenkolben 22, Verbindungsstäbe 22a, exzentrische Teile 41 und dergleichen vorgesehen sein.
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Obwohl ein Fall, in welchem eine einzige Pumpenkammer 20 in den Zeichnungen in Bezug auf die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht gezeigt ist, kann dieser Fall dennoch in einfacherer Weise als mehrere Pumpenkammern 20 angewendet werden, und daher wurde dies weggelassen. Es tritt dabei keine Abweichung von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung auf.
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In einem Aufbau, in welchem eine Abstandserzeugungseinheit zwischen einem Dampfzylinder und einem Kolben eines Druckluftzylinders vorgesehen ist, um zu verhindern, dass Reibungsringplatten entsprechend einer vorbestimmten Dicke oder darüber hinaus abgenutzt werden und gleichzeitig ein Strömen der komprimierten Luft, die in einen Einlass für einen SteuerDruckluft unterbrochen wird, wie zuvor beschrieben ist, können Reibungsringplatten, die mit Stahlringplatten zusammen in Eingriff treten, blockiert werden und es kann durch die Abstandserzeugungseinheit verhindert werden, dass diese um die vorbestimmte Dicke oder darüber hinaus abgenutzt werden, wobei die Strömung der komprimierten Luft, die durch den Einlass des Druckluftzylinders zugeführt wird, automatisch durch die Abstandserzeugungseinheit unterbrochen wird, wenn die Reibungsringplatten entsprechend der vorbestimmten Dicke abgenutzt sind, und es kann ein Verbindungszustand zwischen einer Antriebswelle und einem Kurbelwellenrohr ständig aufrecht erhalten werden, indem die Strömung der komprimierten Luft unterbrochen wird.
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Gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann verhindert werden, dass Reibungsringplatten, die bei Stahlringplatten einen Abrieb hervorrufen, um eine vorbestimmte Dicke oder darüber hinaus abgenutzt werden, indem eine Abschirmung unter Verwendung einer Abstandserzeugungseinheit hervorgerufen wird, wobei die Abstandserzeugungseinheit automatisch ein Strömen von komprimierter Luft, die durch einen Einlass eines Druckluftzylinders zugeführt wird, automatisch unterbrochen wird, wenn die Reibungsringplatten entsprechend der vorbestimmten Dicke abgenutzt sind, es kann ferner ein Verbindungszustand zwischen der Antriebswelle und dem Kurbelwellenrohr ständig aufrecht erhalten werden, indem die Strömung der komprimierten Luft unterbrochen wird, und daher kann die komprimierte Luft behinderungsfrei einem Druckluftbehälter eines Fahrzeugs zugeführt werden, um zu ermöglichen, dass das Fahrzeug selbst dann gefahren werden kann, wenn die Reibungsringplatten abgenutzt sind.
