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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Druckluftkompressor, der einem Drucklufttank komprimierte Luft so zum Speichern der komprimierten Luft zuführen kann, dass der Drucklufttank stets bei einem vorbestimmten Druckniveau gehalten werden kann, wobei die komprimierte Luft einer Vielzahl pneumatischer Ausstattungen zugeführt werden kann. Spezifischer bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Druckluftkompressor, in welchem eine an einer hinteren Seite des Kompressors installierte Brennstoffpumpe oder Servolenkpumpe auch dann kontinuierlich angetrieben werden kann, wenn eine Operation zum Zuführen komprimierter Luft abgestoppt wurde, wenn der Druck in einem Drucklufttank das vorbestimmte Druckniveau überschreitet.
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Stand der Technik
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Allgemein ist ein Schwerlastfahrzeug wie ein Bus, ein Lastwagen, oder ein Trailer mit einer pneumatischen Ausstattung, wie eine Druckluftbremse, die den Druck komprimierter Luft verwendet, und einem Öffnungs/Schließ-Aktuator zum automatischen Öffnen und/oder Schließen einer Türe unter Verwendung komprimierter Luft ausgestattet. Die komprimierte Luft wird mittels des vom Motor betriebenen Druckluftkompressors in einen Drucklufttank eingeführt und darin gespeichert, und wird dann der pneumatischen Ausstattung zugeführt. Dabei sollte die komprimierte Luft in dem Drucklufttank stets mit einem vorbestimmten Druckniveau gespeichert sein, das aufrechtgehalten wird.
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1 zeigt ein Beispiel eines allgemeinen Druckluftkompressors, der in der obenerwähnten Betriebsweise arbeitet. Der Druckluftkompressor ist auf folgende Weise konfiguriert. D.h., da die Motorleistung wird auf eine Kurbelwelle c in einem Kurbelgehäuse b, das an einem Motor montiert ist, durch ein Antriebszahnrad a, das mit einem Steuerzahnrad (nicht gezeigt) in Eingriff ist, zum Drehen der Kurbelwelle übertragen, und wird komprimierte Luft, die als Folge der Operation eines Kolbens in einer Pumpenkammer d produziert wird, durch einen Auslassanschluss e abgegeben und dann in einen Drucklufttank f eingeführt und darin gespeichert. Falls als Folge solcher kontinuierlicher Operationen der Druck in dem Drucklufttank höher ist als ein vorbestimmtes Druckniveau, wird ein Teil des Drucks als Signaldruck durch einen Regler g an einen Entlaster h übertragen, und wird danach der Entlaster betrieben, die Zufuhr komprimierter Luft zu dem Drucklufttank zu stoppen, so dass der Druckluftkompressor leer laufen kann. Hingegen wird der Entlaster, falls der Druck in dem Drucklufttank vermindert wird, wenn die komprimierte Luft in dem Drucklufttank verbraucht ist, in einem umgekehrten Modus betrieben, um zu ermöglichen, dass erneut komprimierte Luft in den Drucklufttank eingeführt wird.
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Jedoch läuft der obenerwähnte Druckluftkompressor nach wie vor im Leerlauf, wenn der Entlaster h verhindert, dass komprimierte Luft in den Drucklufttank f eingeführt wird, so dass nach wie vor ein Leistungsverbrauch vom Motor stattfindet. Weiterhin wird als Folge des Leerlaufbetriebs des Druckluftkompressors ein Brennstoffverlust erhöht, so dass der Motor in großem Ausmaß entgegen einer Verbesserung der Brennstoffökonomie von Fahrzeugen läuft.
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Da zusätzlich die Bewegungen der Kurbelwelle c und des Kolbens kontinuierlich ausgeführt werden, wird in Zylindern als Folge von Reibungswärme eine Innentemperatur erhöht und wird auch der Verbrauch von Motoröl, das in das Kurbelgehäuse b eingeführt wird, gesteigert. Weiterhin werden die Atmosphäre und umliegenden Ausstattungen als Folge heißer abgegebener Luft kontaminiert, die ein großes Ausmaß an Verschmutzungen enthält, das proportional ist zur Erhöhung des Motorölverbrauchs. Weiterhin gibt es Probleme dahingehend, dass Lärm generiert wird, und dass die Lebensdauer des Druckluftkompressors als Folge gesteigerten Verschleißes erheblich verkürzt ist.
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Um die vorerwähnten Probleme zu lösen, haben die Erfinder einen Druckluftkompressor erfunden, in welchem nur ein Antriebszahnrad leer läuft, jedoch keine Kurbelwelle und kein Kolben angetrieben werden, um die Zufuhr von komprimierter Luft zu dem Drucklufttank zu stoppen, falls der Signaldruck an einen Entlaster übertragen wird, sobald der Druck in einem Drucklufttank höher ist als ein vorbestimmtes Druckniveau, wohingegen die Kurbelwelle und der Kolben erneut betrieben werden, um komprimierte Luft dem Drucklufttank zuzuführen, falls der Druck abgesenkt ist (
koreanische Patentanmeldung Nr. 2004-13641 ).
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2 und 3 sind Schnittansichten und illustrieren Zustände, in welchem eine Kurbelwelle in einem Druckluftkompressor nach vorwärts oder rückwärts bewegt wird, entsprechend einer früheren Anmeldung des Anmelders. Wie in 2 gezeigt, und falls ein Motor 1a in einem Zustand betrieben wird, in welchem eine in einem Kurbelgehäuse 1 montierte Kurbelwelle 2 als Folge einer Abstoßkraft einer ringförmigen Plattenfeder 5 und einer Stahlringplatte 7a und einer Friktionsringplatte 7b vorwärtsbewegt ist, die zwischen einem Kupplungsgehäuse 3 und einem treibenden Zahnrad 6 zwischengeschaltet sind und demzufolge miteinander in der Form einer integralen Einheit in engen Kontakt gebracht sind, d.h., in einen Status, in welchem eine Kupplung 7 bewirkt, dass das treibende Zahnrad und das Kupplungsgehäuse miteinander verbunden sind, dann wird die Leistung des Motors durch das Kupplungsgehäuse über die Kupplung und das treibende Zahnrad, das mit einem Steuerzahnrad (nicht gezeigt) in Eingriff ist, um die Kurbelwelle zu drehen, auf die Kurbelwelle übertragen. Da in einer Pumpkammer 9 durch eine Verbindungsstange 9b ein Pumpenkolben 9a hin- und hergehend bewegt wird, kann komprimierte Luft durch einen Auslassanschluss 9c abgegeben und dann in einem Drucklufttank 9d gespeichert werden. Falls weiterhin der Druck der in den Drucklufttank eingeführten und darin gespeicherten komprimierten Luft als Folge solcher kontinuierlichen Operationen bis über das vorbestimmte Druckniveau erhöht wird, dann wird ein Teil der komprimierten Luft, die als Signaldruck dient, durch einen Einlassanschluss 8b über einen Regler 9e in einen Luftzylinder 8 eingeführt. Wenn dann der eingeführte Signaldruck höher ist als die Abstoßkraft der ringförmigen Plattenfeder 5 zum Bewirken einer Vorwärtsbewegung der Kurbelwelle 2, wird ein Kolben 8a nach rückwärts bewegt, um auch die Kurbelwelle nach rückwärts zu bewegen. Da die Kurbelwelle nach rückwärts bewegt wird, und eine Schubstange 4 für die ringförmige Plattenfeder, wie in 3 gezeigt, anzieht, wird die Feder komprimiert, so dass die Stahlringplatte 7a und die Friktionsringplatte 7b aus dem engen Kontaktzustand gelöst werden (voneinander getrennt werden). Konsequent wird dadurch durch die Kupplung 7 die Verbindung zwischen dem Antriebszahnrad 6 und dem Kupplungsgehäuse 3 gelöst. Selbst wenn als Folge der übertragenen Motorleistung das treibende Zahnrad kontinuierlich weiter gedreht wird, wird dann die Drehkraft nicht mehr auf die Kurbelwelle 2 übertragen und läuft das treibende Zahnrad leer.
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Da demzufolge der Druckluftkompressor nicht betrieben wird, ist auch die Zufuhr komprimierter Luft in den Drucklufttank 8d gestoppt, um eine unnötige Zunahme der komprimierten Luft wie auch einen Leistungsverlust für den Motor 1a zu vermeiden. Weiterhin werden der Brennstoffverbrauch und der Motorölverbrauch erheblich vermindert und wird auch eine erhebliche Verbesserung der Brennstoffökonomie von Fahrzeugen erzielt. Da der Druckluftkompressor nur betrieben wird, wenn dies erforderlich ist, ist sein Verschleiß gemindert und wird auch verhindert, dass sich seine Lebensdauer verkürzt. Da weiterhin die Temperatur der abgegebenen Luft als Folge einer Reduktion interner Reibungswärme vermindert ist und demzufolge keine heiße Luft abgegeben wird, weil der Kompressor zum Stillstand kommt, gibt es einen Vorteil dahingehend, dass die Verschmutzung der Atmosphäre und der Umgebung vermindert ist.
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Eine solche frühere Erfindung gestattet es, den Brennstoffverbrauch und den Motorölverbrauch erheblich zu reduzieren. Da an einem hinteren Ende einer Kurbelwelle eines Druckluftkompressors in den meisten Schwerfahrzeugen (z.B. Lastkraftwagen und Autobussen) eine Brennstoffpumpe oder eine Servolenkpumpe montiert ist, die zusammen mit der Kurbelwelle betrieben wird, dann wird jedoch auch die Brennstoffpumpe oder die Servolenkpumpe nicht mehr betrieben, wenn zum Abstoppen des Betriebs des Druckluftkompressors die Leistungszufuhr unterbrochen ist. Deshalb gibt es dahingehend ein Problem, dass die Brennstoffpumpe oder die Servolenkpumpe nicht mehr an dem hinteren Ende der Kurbelwelle montiert werden kann. Als ein Resultat gibt es dann ein anderes Problem dahingehend, dass die Motoranordnung sehr kompliziert wird, und dass die Anzahl an Teilen und Mann-Stunden gesteigert werden, um die Brennstoffpumpe oder Servolenkpumpe so zu installieren, dass die Pumpe auch dann betrieben werden kann, wenn der Druckluftkompressor nicht betrieben wird.
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GB 2 122 268 A offenbart einen Druckluftkompressor, der dazu ausgebildet ist, eine Zufuhr von Druckluft in einen Druckluftspeicher zu unterbrechen, ohne dass der Antrieb einer Servolenkpumpe, welche abtriebsseitig an den Druckluftkompressor montiert ist, unterbrochen wird. Der Druckluftkompressor umfasst ein Gehäuse, an dessen gegenüberliegenden Seiten ein Luftzylinder sowie eine Kupplung befestigt sind, die über eine Antriebswelle funktional verbunden sind. Mittels einer Aktivierung des Luftzylinders kann somit über die Antriebswelle die Kupplung auf der anderen Seite des Kompressorgehäuses aktiviert werden, um entweder die Luftzufuhr in den Druckluftspeicher zu unterbrechen oder einzuleiten. Nachteilig daran ist, dass der Druckluftkompressor relativ groß baut und insbesondere für Wartungs- und Testzwecke schlecht zugänglich ist. Hinzu kommt, dass für die axial verschiebbar gelagerte Antriebswelle eine besondere, kostenintensive Lagerung sowie Ausbildung derselben nötig sind. Weiterhin kann es sein, dass sich Antriebs- bzw. Abtriebsmaschinen nur mittels besonderen konstruktiven Maßnahmen an den Druckluftkompressor anschließen lassen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckluftkompressor mittels einfachen technischen und konstruktiven Merkmalen derart zur Verfügung zu stellen, dass er die zuvor im Zusammenhang mit dem beschriebenen Stand der Technik auftretenden Nachteile nicht aufweist.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Druckluftkompressor gemäß dem Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Offenbarung der Erfindung
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Technisches Problem
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Die vorliegende Erfindung beabsichtigt die vorerwähnten Probleme bei der früheren Erfindung zu lösen. Es ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, einen Druckluftkompressor anzugeben, bei welchem eine Brennstoffpumpe oder eine Servolenkpumpe auch dann betreibbar ist, wenn ein Pumpenkolben gestoppt wurde.
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Druckluftkompressor anzugeben, bei welchem eine Kurbelwelle und eine Verbindungsstange sehr einfach ausgebildet und leicht hergestellt und zusammengebaut werden können, und bei welchem auch der Brennstoff- und Ölverbrauch in einem Motor minimiert werden können.
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Technische Lösung
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Die obenerwähnten Gegenstände der vorliegenden Erfindung werden dadurch erhalten, dass ein Druckluftkompressor vorgesehen ist, in welchem eine treibende Kraft eines treibenden Zahnrades durch eine treibende Welle auf eine Brennstoffpumpe oder eine Servolenkpumpe sogar in einem Status übertragen werden kann, in welchem der Betrieb einer Kurbelwelle und eines Kolbens gestoppt ist, und auch die Zufuhr komprimierter Luft demzufolge abgebrochen wurde, sobald Druck in einem Drucklufttank ein vorbestimmtes Druckniveau überschreitet und Signaldruck übertragen wird.
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Der Druckluftkompressor der vorliegenden Erfindung umfasst ein Kurbelgehäuse, das mit einer Pumpkammer senkrecht zu einer Kurbelwellenkammer an einer spezifischen Position davon ausgebildet ist; eine mit einem treibenden Zahnrad ausgebildete treibende Welle, wobei das treibende Zahnrad mit einem Steuerzahnrad eines Motors an einem Frontende davon drehbar in Eingriff ist, welches nach vorne durch eine Frontfläche des Kurbelgehäuses exponiert ist; ein Kurbelwellenrohr, durch welches Abschnitte der in der Kurbelkammer aufgenommenen treibenden Welle hindurchgeführt und verbunden sind, ausgenommen einen hinteren Abschnitt der treibenden Welle, und welches einen exzentrischen Bereich aufweist, der an einer äußeren Umfangsfläche davon korrespondierend mit der Pumpkammer gebildet ist, um mit einer Verbindungsstange eines Pumpkolbens gekuppelt zu sein, eine Kopplung zum Koppeln eines hinteren Endes der treibenden Welle und eines Frontendes einer beweglichen Welle einer Brennstoff- oder Servolenkpumpe, die an einer hinteren Fläche einer Abdeckung installiert ist, welche zum Abdecken eines exponierten hinteren Endes des Kurbelgehäuses installiert ist, wobei das Frontende der beweglichen Welle durch die Abdeckung in die Kurbelkammer eingeführt ist; eine zwischen dem hinteren Abschnitt der treibenden Welle und einem hinteren Ende des Kurbelwellenrohres installierte Kupplung, die es gestattet oder verhindert, dass eine treibende Kraft der treibenden Welle auf das Kurbelwellenrohr übertragen wird; und einen Luftzylinder, der in einem hinteren Bereich der Kurbelkammer direkt vor der Kupplung installiert ist, um den Betrieb der Kupplung zu stoppen, wenn durch einen Injektionsanschluss Signaldruck appliziert wird, oder den Betrieb der Kupplung zu gestatten, wenn der Signaldruck nicht appliziert ist. Normalerweise sind die treibende Welle und das Kurbelwellenrohr durch die Kupplung drehbar miteinander verbunden, und wird demzufolge der Pumpkolben betrieben, um den Drucklufttank mit komprimierter Luft zu versorgen. Falls der Druck in dem Drucklufttank das vorbestimmte Druckniveau überschreitet, wird jedoch der Signaldruck in den Luftzylinder eingeführt, um den Betrieb der Kupplung zu stoppen. Deshalb wird die antreibende Kraft dann daran gehindert, auf das Kurbelwellenrohr übertragen zu werden, und wird der Pumpkolben demzufolge abgestoppt, wohingegen die Brennstoff- oder Servolenkpumpe kontinuierlich weiter betrieben werden kann, da die bewegliche Welle durch die Kopplung mit dem hinteren Ende der treibenden Welle gekuppelt ist.
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Vorteilhafte Effekte
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Erfindungsgemäß hat ein Druckluftkompressor die folgenden Vorteile.
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Falls eine treibende Kraft einer treibenden Welle mittels einer Kupplung auf ein Kurbelwellenrohr übertragen wird, wird ein Pumpkolben so betrieben, dass ein Drucklufttank mit komprimierter Luft versorgt und eine Brennstoff- oder Servolenkpumpe betrieben werden. Falls der Innendruck des Drucklufttanks über ein vorbestimmtes Druckniveau gesteigert ist, wird ein Luftzylinder so betätigt, dass die Kupplung gelöst wird, um zu verhindern, dass die treibende Kraft der treibenden Welle auf das Kurbelwellenrohr übertragen wird, und um zu verhindern, dass eine Pumpkammer betrieben wird. Da sogar in einem solchen Fall die treibende Kraft der treibenden Welle nach wie vor auf eine bewegliche Welle übertragen wird, wird die Brennstoff- oder Servolenkpumpe normal betrieben.
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Demzufolge gibt es einen Vorteil dahingehend, dass Brennstoffvergeudung, Lärmerzeugung, Abgabe von Verschmutzungen und dgl., erheblich reduziert sein können, da die Pumpe nicht betrieben wird, wenn die Zufuhr komprimierter Luft gestoppt ist. Weiterhin gibt es einen anderen Vorteil dahingehend, dass eine Kurbelwelle und eine Verbindungsstange sehr einfach sein und leicht hergestellt und zusammengebaut werden können, als Folge ihrer vereinfachten Struktur im Vergleich mit dem Druckluftkompressor entsprechend der früheren Erfindung.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Ansicht und zeigt die Konfiguration eines Beispiels eines allgemeinen Druckluftkompressors.
- 2 und 3 sind Schnittansichten und verdeutlichen einen Betriebszustand eines Druckluftkompressors entsprechend einer früheren Anmeldung.
- 4 ist eine Schnittansicht eines Druckluftkompressors entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 5 ist eine vergrößerte Schnittansicht und illustriert einen Zustand, in welchem in dem Druckluftkompressor von 4 eine Kupplung in Eingriff ist.
- 6 ist eine vergrößerte Schnittansicht und illustriert einen Zustand, in welchem in den Druckluftkompressor von 4 eine Kupplung ausgerückt ist.
- 7 ist eine vergrößerte Ansicht einer Kupplung des Druckluftkompressors entsprechend der vorliegenden Erfindung.
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Bester Modus zum Ausführen der Erfindung
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Nachstehend wird ein Druckluftkompressor entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Detail und unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
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4 ist eine Schnittansicht eines Druckluftkompressors entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, 5 ist eine vergrößerte Schnittansicht und illustriert einen Zustand, in welchem eine Kupplung in dem Druckluftkompressor von 4 in Eingriff ist, 6 ist eine vergrößerte Schnittansicht und illustriert einen Zustand, in welchem eine Kupplung in dem Druckluftkompressor von 4 außer Eingriff ist, und 7 ist eine vergrößerte Ansicht einer Kupplung des Druckluftkompressors entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Der Druckluftkompressor der vorliegenden Erfindung weist ein Kurbelgehäuse 10 mit einer Kurbelkammer 11, auf das mit einer Frontfläche an einer relevanten Position eines Motors A angebracht installiert ist; eine Pumpkammer 20, die so installiert ist, dass sie senkrecht zu der Kurbelkammer an einer spezifischen Position des Kurbelgehäuses installiert ist, eine treibenden Welle 30, die mit einem treibenden Zahnrad 31 ausgebildet ist, das an einem Frontende mit einem Steuerzahnrad des Motors (nicht gezeigt) in Dreheingriff ist und nach vorwärts durch eine Öffnung an der Frontfläche des Kurbelgehäuses exponiert ist; eine Brennstoff- oder Servolenkpumpe 40, die an einer hinteren Fläche einer Abdeckung 10a installiert ist, um es zu ermöglichen, dass ein Vorderende einer beweglichen Welle 41 durch eine Durchgangsöffnung der Abdeckung in die Kurbelkammer eingeführt wird, welche Abdeckung zum Abdecken eines exponierten rückwärtigen Endes des Kurbelgehäuses installiert ist. Die bewegliche Welle 41 (5) ist in Eingriff mit der treibenden Welle 30 und wird unter Verwendung einer Kopplung 32 von dieser angetrieben. Durch ein Kurbelwellenrohr 50 sind Abschnitte der in der Kurbelkammer aufgenommenen treibenden Welle durchgeführt und damit verbunden, ausgenommen einen an dem hinteren Ende der treibenden Welle ausgebildeten, mit Keilen versehenen Abschnitt 33. Das Kurbelwellenrohr 50 hat einen exzentrischen Bereich 51 an einer äußeren Umfangsfläche, der mit der Pumpkammer 20 korrespondiert und über eine Verbindungsstange 22 mit einem Pumpkolben 21 gekoppelt ist. Eine Kupplung 60 ist zwischen dem hinteren Abschnitt der treibenden Welle und einem hinteren Ende des Kurbelwellenrohres installiert, um zu ermöglichen oder zu verhindern, dass eine treibende Kraft der treibenden Welle auf das Kurbelwellenrohr übertragen wird. Ein Luftzylinder 70 ist in der Kurbelkammer an einem hinteren Bereich direkt vor der Kupplung installiert ist, um den Betrieb der Kupplung zu stoppen, wenn durch einen Injektionsanschluss 71 Signaldruck appliziert wird, oder einen Betrieb der Kupplung zu gestatten, wenn der Signaldruck nicht appliziert ist.
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Zwischen einer inneren Umfangsfläche der Öffnung, die an der Frontfläche des Kurbelgehäuses 10 geformt ist, und einer äußeren Umfangsfläche eines Frontendes der treibenden Welle 30, die durch die Öffnung hindurchgeht, und an inneren Umfangsflächen der vorderen und hinteren Enden des Kurbelwellenrohres 50, die jeweils mit der treibenden Welle gekuppelt sind, sind Lagerbuchsen zwischengeschaltet, so dass die treibende Welle und das Kurbelwellenrohr gleichförmig gedreht werden können.
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Weiterhin hat ein Abschnitt der treibenden Welle 30, welche in der Kurbelkammer 11 aufgenommen ist, einen Durchmesser kleiner als den Durchmesser am vorderen Ende der treibenden Welle, die die Durchgangsöffnung penetriert, derart, dass das Kurbelwellenrohr 50 nicht nach vorne gleiten kann, wohingegen ein hinterer Abschnitt des Kurbelwellenrohres, wo ein Zylinderabschnitt 72 des Luftzylinders 70 eingreift, einen Außendurchmesser hat, der kleiner ist als der eines Frontendes davon, so dass das Kurbelwellenrohr auch nicht nach hinten gleiten kann.
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Deshalb wird das Kurbelwellenrohr 50 stets an einer vorbestimmten Position gedreht, ohne jegliche Gleitbewegung nach vorne oder nach hinten, und zwar in einem Zustand, in welchem es mit der treibenden Welle 30 gekoppelt ist, und wird demzufolge ein Lagerungsabschnitt 23 der Verbindungsstange 22, die mit dem exzentrischen Bereich 51 gekoppelt ist, nicht gegenüber dem exzentrischen Bereich versetzt. Demzufolge kann normal die hin- und hergehende Bewegung des Pumpkolbens 21 bewirkt werden.
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Die Brennstoff- oder Servolenkpumpe 40 kann sogar dann angetrieben werden, wenn die treibende Kraft der treibenden Welle unter Verwendung der Kupplung 60 nicht übertragen wird, da ein Frontende der Pumpe durch die Kopplung 32 in direkter Verbindung mit dem hinteren Ende der treibenden Welle 30 ist.
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Die Kupplung 60 umfasst ein Kupplungsrad 61, das mit dem mit Keilen versehenen Abschnitt 33 an der äußeren Umfangsfläche der treibenden Welle 30 gekuppelt ist, und das wegen eines Schnappringes nicht in einer Richtung nach vorne oder nach hinten gleiten kann, wobei das Kupplungsrad 61 an einer Innenumfangsfläche mit einem Innenkeilprofil 611 ausgebildet ist, das mit dem mit Keilen versehenen Abschnitt in Eingriff ist. Das Kupplungsrad 61 weist an einer äußeren Umfangsfläche ein Außenkeilprofil 612 auf. Eine fixierte Kupplungsplatte 62 hat ein Innenkeilprofil 622 an einer Innenumfangsfläche eines Wellenrohres 621, das mit einem hinteren Abschnitt eines Außenkeilprofils 52 in Eingriff ist, das an einer Außenumfangsfläche des hinteren Endes des Kurbelwellenrohres 50 geformt ist. Das hintere Ende ist durch einen Schnappring gefangen, der an einem hinteren Bereich des Außenkeilprofils 52 installiert ist, so dass es demzufolge nicht nach rückwärts bewegt werden kann. Die Kupplungsplatte 62 hat ein fixiertes Teil 623 um das hintere Ende der äußeren Umfangsfläche, das sich in einer Richtung normal zu der äußeren Umfangsfläche erstreckt. Ein zylindrisches Kupplungsgehäuse 63 hat an einer inneren Umfangsfläche einer Bohrung in einem Vorderende ein Innenkeilprofil 631, das mit einem Zwischenbereich des Außenkeilprofils in Eingriff ist, und ein anderes Innenkeilprofil 632 an einer inneren Umfangsfläche eines hinteren Bereiches mit einem Innendurchmesser, der größer ist als der Außendurchmesser des fixierten Teils der fixierten Kupplungsplatte. Eine Vielzahl ringförmiger Plattenfedern 64 ist in einem Raum montiert, der zwischen dem fixierten Teil der fixierten Kupplungsplatte und einer Frontfläche des Kupplungsgehäuses durch das Wellenrohr definiert ist. Eine bewegliche Kupplungsringplatte 65 mit einem Innendurchmesser, der größer ist als ein Durchmesser des Kupplungsrades, und einem Außendurchmesser, der dem Innendurchmesser des hinteren Endes des Kupplungsgehäuses gleich ist, ist an der Innenseite des hinteren Endes des Kupplungsgehäuses installiert, um es einem hinteren Ende an einer äußeren Umfangsfläche davon zu ermöglichen, von einem Schnappring 651 gefangen zu sein, der an der inneren Fläche des hinteren Endes des Kupplungsgehäuses installiert ist, so dass die Kupplungsringplatte 65 nicht nach hinten separiert werden kann. Eine Vielzahl Friktionsringplatten 66 ist in einem Raum montiert sind, der zwischen den fixierten und beweglichen Kupplungsplatten und zwischen dem Kupplungsrad und dem Kupplungsgehäuse definiert. Die Friktionsringplatten 66 sind so bemessen, dass sie einen Außendurchmesser haben, der mit einem vorbestimmten Spalt von dem Innenkeilprofil 632 des Kupplungsgehäuses beabstandet ist, und sind innen mit einem verblockenden Keilprofil 66a geformt, das mit dem Außenkeilprofil des Kupplungsrades an einer inneren Umfangsfläche einer Bohrung in Eingriff ist. Eine Vielzahl Stahlringplatten 67 sind eine nach der anderen auch in dem Raum montiert, der definiert ist zwischen den fixierten und beweglichen Kupplungsplatten und zwischen dem Kupplungsrad und dem Kupplungsgehäuse. Die Stahlringplatten 67 sind so dimensioniert, dass ihr Innendurchmesser mit einem vorbestimmten Spalt von dem Außenkeilprofil des Kupplungsrades beabstandet ist, und sind außen mit einem Leistungsübertragungskeilprofil 67a geformt, das mit dem Innenkeilprofil 632 des Kupplungsgehäuses in Eingriff ist. Die Friktionsringplatten oder die Stahlringplatten sind abwechselnd zwischen andere benachbarte Platten zwischengeschaltet.
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Wenn als Folge der Abstoßkraft der Vielzahl der ringförmigen Plattenfedern 64 das Kupplungsgehäuse 63 nach vorne beaufschlagt wird, dann wird die in dem hinteren Bereich der Kupplung 60 montierte, bewegliche Kupplungsringplatte 65 zusammen mit dem Kupplungsgehäuse nach vorne bewegt. Demzufolge werden auch die abwechselnd angeordneten Friktions- und Stahlringplatten 66 und 67 über einen Intervall nach vorne bewegt, der mit einer Bewegungsdistanz des Kupplungsgehäuses korrespondiert. Zu dieser Zeit wird die Abstoßkraft der ringförmigen Plattenfedern auch in einer Richtung nach rückwärts auf die fixierte Kupplungsplatte 62 ausgeübt, und werden demzufolge die Friktions- und Stahlringplatten in gegenseitigen engen Kontakt und in die Form eines einzelnen Körpers gebracht, da die fixierte Kupplungsplatte stationär ist.
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Falls in einem solchen Zustand die treibende Welle angetrieben ist, dann wird die treibende Kraft durch das verblockende Keilprofil 66a, das mit dem Außenkeilprofil 612 des Kupplungsrades 61 in Eingriff ist, auf die Friktionsringplatte 66 übertragen. Dann wird die Kraft mittels des Innenkeilprofils 632, das mit dem Leistungsübertragungskeilprofil 67a in Eingriff ist, auf das Kupplungsgehäuse 63 übertragen, da die Friktionsringplatten in engen Kontakt mit den Stahlringplatten 67 in der Form eines einzelnen Körpers gebracht sind. Da dann das Kupplungsgehäuse angetrieben wird, wird die Kraft auf das Außenkeilprofil 52 übertragen, das mit dem Innenkeilprofil 631 in Eingriff ist, derart, dass das Kurbelwellenrohr 50 angetrieben werden kann.
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Falls das Kurbelwellenrohr 50 auf eine solche Weise angetrieben wird, geht der Pumpkolben 21 in der Pumpkammer 20 mittels der Verbindungsstange 22, die mit dem exzentrischen Bereich 51 durch das Lager 23 verbunden ist, hin und her. Demzufolge wird dabei produzierte komprimierte Luft durch den Auslassanschluss 24 abgegeben und in den Drucklufttank eingeführt und darin gespeichert (nicht gezeigt).
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Falls der Druck der auf diese Weise in dem Drucklufttank gespeicherten, komprimierten Luft bis über das vorbestimmte Druckniveau gesteigert ist, wird ein Teil des Drucks durch den Injektionsanschluss 71 in der Form von Signaldruck so appliziert, dass der Luftzylinder 70 betrieben wird, um das Kupplungsgehäuse 63 in einer Rückwärtsrichtung zu beaufschlagen oder zu verschieben. Zu dieser Zeit, und da die fixierte Kupplungsplatte 62 durch den Schnappring so abgestützt ist, dass sich ein hinterer Bereich davon nicht nach hinten verschieben lässt, wird auch die bewegliche Kupplungsringplatte 65 zusammen mit dem Kupplungsgehäuse nach rückwärts bewegt, während die ringförmigen Plattenfedern 64 komprimiert werden.
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Deshalb wird ein Intervall zwischen den fixierten und beweglichen Kupplungsplatten 62 und 65 vergrößert, und werden die Friktions- und Stahlringplatten 66 und 67 aus ihrem engen Kontaktzustand gelöst. Demzufolge, und sogar dann, wenn die Friktionsringplatten zusammen mit dem Kupplungsrad 61 gedreht werden, wird die drehende Kraft nicht auf die Stahlringplatten übertragen, was es gestattet, dass die Friktionsringplatte in Bezug auf die Stahlringplatte schlupfen kann und demzufolge leer läuft. Konsequent, und da dann die treibende Kraft der treibenden Welle 30 nicht mehr auf das Kurbelwellenrohr 50 übertragen wird, ist der Betrieb des Pumpkolbens 21 gestoppt, und wird auch die Zufuhr komprimierter Luft in den Drucklufttank gestoppt.
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Da die treibende Kraft hingegen weiterhin auf die bewegliche Welle 41 übertragen wird, die durch die Kopplung 32 sogar in einem solchen Zustand mit dem hinteren Ende der treibenden Welle 30 gekoppelt ist, wird jedoch die Brennstoff- oder Servolenkpumpe nach wie vor betrieben.
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Der Luftzylinder 70 ist direkt vor der Kupplung 60 in der Kurbelkammer 11 auf eine solche Weise installiert, dass nur ein Abschnitt, der mit dem Injektionsanschluss 71 versehen ist, durch welchen der Signaldruck korrespondierend mit einem Teil der komprimierten Luft eingeführt wird, zur Außenseite zwischen der Pumpkammer 20 und der Abdeckung 10a exponiert ist. Der Luftzylinder 70 umfasst den Zylinderabschnitt 72, der mit dem Injektionsanschluss versehen ist und rückwärts von der Kupplung 60 in der Kurbelkammer 11 installiert ist, und einen Kolben 73, der in dem nach hinten offenen Zylinderabschnitt montiert und mit dem Kurbelwellenrohr 73 gekoppelt ist, um innerhalb eines vorbestimmten Ausmaßes in einer Richtung nach vorwärts oder rückwärts beweglich zu sein.
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Weiterhin ist zwischen einer hinteren Fläche des Kolbens 73 und einer Frontfläche des Kupplungsgehäuses 63 ein Lager 70a zwischengeschaltet, um sicherzustellen, dass zwischen diesen ein Zwischenraum konstant gehalten wird, und auch um zu ermöglichen, dass das Kupplungsgehäuse gleichförmig gedreht und dabei abgestützt werden kann.
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Der so ausgebildete Luftzylinder 70 wird wie folgt betrieben. Falls der Druck der komprimierten Luft höher ist als das vorbestimmte Druckniveau, und demzufolge durch den Injektionsanschluss 71 in der Form von Signaldruck in den Zylinderbereich 72 appliziert wird, wird der Kolben 73 zusammen mit dem Kupplungsgehäuse 63 nach rückwärts bewegt. Deshalb, da dann die ringförmigen Plattenfedern 64 komprimiert sind, und die Friktions- und Stahlringplatten 66 und 67 voneinander separiert werden, wird die Übertragung der treibenden Kraft von der treibenden Welle 30 durch die Kupplung 60 abgeschnitten, um das Kurbelwellenrohr 50 nicht mehr anzutreiben. Wenn in dem Drucklufttank gespeicherte komprimierte Luft verbraucht wird, wird der Druck vermindert und nimmt der Innendruck des Luftzylinders 70 bis unter die Abstoßkraft der ringförmigen Plattenfedern 64 ab. Da dann infolge der Abstoßkraft der ringförmigen Plattenfedern 64 das Kupplungsgehäuse 63 nach vorne bewegt wird, wird auch der Kolben 73 nach vorne bewegt. Da weiterhin die bewegliche Kupplungsringplatte 65 bewirkt, dass die Friktions- und Stahlringplatten 66 und 67 nach vorne beaufschlagt und miteinander im engen Kontakt gebracht werden, wird die treibende Kraft der treibenden Welle 30 mittels der Kupplung 60 wieder auf das Kurbelwellenrohr 50 übertragen, um es zu ermöglichen, dass der Pumpkolben 21 angetrieben wird, und dass erneut die Operation der Zufuhr an komprimierter Luft ausgeführt wird.
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In einem solchen Betriebsprozess ist ein Abstand, über den der Kolben 73 des Luftzylinders 70 in einer Richtung nach vorwärts oder rückwärts bewegt wird, bis zu einem solchen Grad bestimmt, dass das Kupplungsgehäuse 50 durch die Abstoßkraft der ringförmigen Plattenfedern 64 nach vorne bewegt wird, um es zu ermöglichen, dass die Friktions- und Stahlringplatten 66 und 67 miteinander als ein einzelner Körper in engen Kontakt gebracht und miteinander gedreht werden.
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Weiterhin ist, um einen Schock zu absorbieren, der durch den auf den Luftzylinder 70 aufgebrachten Druck und dgl. produziert wird, wenn die Kupplung 60 eingerückt oder ausgerückt wird, zwischen einem Frontende des Zylinders 70 und einem fixierten Ring 74, der mit dem Kurbelwellenrohr 50 gekoppelt ist, um das Frontende des Zylinderbereichs 72 abzustützen, eine Schubhülse 75 zwischengeschaltet.
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Weiterhin, um den Kolben 73 in einem Gleichgewichtszustand zu betreiben, ist in einem passenden Abstand zwischen dem Kolben 73 und dem Zylinderbereich 72 eine Vielzahl Schraubenfedern 76 und Führungsstifte 77 zur Drehverhinderung angeordnet.
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Obwohl 4 illustriert, welche eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, dass eine Vielzahl Pumpkammern 20 vorgesehen ist, könnte aus Gründen einer Kostenreduktion, vorzugsweise, nur eine einzelne Pumpkammer vorgesehen sein, im Falle eines Fahrzeugs, bei welchen keine schnelle und starke Zufuhr komprimierter Luft erforderlich ist, z.B. als Folge eines nur geringen Verbrauchs komprimierter Luft. In einem solchen Fall können dann ein Pumpkolben 21, eine Verbindungsstange 22 und ein exzentrischer Bereich 51 installiert sein, da nur eine einzelne Pumpkammer verwendet wird.
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Obwohl in den beiliegenden Zeichnungen eine Ausführungsform nicht illustriert worden ist, bei der eine einzelne Pumpkammer 20 vorgesehen ist, kann diese Ausführungsform einfach modifiziert werden aus einer Ausführungsform, bei welcher eine Vielzahl Pumpkammern vorgesehen ist, so dass eine solche Darstellung weggelassen werden kann. Es liegt für Fachleute auf diesem Gebiet auf der Hand, dass eine solche Ausführungsform, wie hier erwähnt, im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung enthalten ist.
