DE1190600B

DE1190600B - Air pump driven by an internal combustion engine

Info

Publication number: DE1190600B
Application number: DEF36878A
Authority: DE
Inventors: Roland Heid
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1962-05-18
Filing date: 1962-05-18
Publication date: 1965-04-08
Also published as: GB979739A; CH417217A; AT243417B

Description

Durch eine Brennkraftmaschine angetriebene Luftpumpe Die Erfindung bezieht sich auf eine durch eine Brennkraftmaschine angetriebene Luftpumpe, bestehend aus mindestens zwei Arbeitsräumen, die durch miteinander verbundene Kolben, Membranen od. dgl. verschiedenen Durchmessers und entsprechende Zylinder begrenzt sind, wodurch zwei Arbeitsräume gebildet werden, deren einer zur Luftförderung dient, während der andere, der eine Rückdruckfeder aufweist, über ein Kippventil wechselweise mit der Außenluft und über eine Leitung mit einem Raum der Brennkraftmaschine, in dem beim Betrieb der Brennkraftmaschine ein Unterdruck herrscht, verbindbar ist, wobei zur Verbindung der Kolben bzw. Membranen untereinander eine Kolbenstange vorgesehen ist und ein Kolben bzw. eine Membran einen Fortsatz zur Betätigung des Kippventils aufweist.Air pump driven by an internal combustion engine. The invention refers to an air pump driven by an internal combustion engine, consisting of from at least two working spaces, which are connected by pistons and membranes Od. The like. Different diameter and corresponding cylinder are limited, whereby two work spaces are formed, one of which is used to convey air, while the other, which has a return pressure spring, alternates with it via a tilt valve the outside air and via a line to a room of the internal combustion engine in which when the internal combustion engine is operating, a negative pressure prevails, can be connected, wherein a piston rod is provided to connect the pistons or membranes to one another and a piston or a membrane is an extension for actuating the tilt valve having.

Es ist bekannt, zur Erzeugung von Druckluft durch Brennkraftmaschinen angetriebene Kolbenkompressoren zu verwenden, die z. B. über Keilriemen mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbunden sind. Die verwendeten Kolbenkompressoren haben eine hohe Leistungsaufnahme, einen großen Platzbedarf und sind relativ teuer. Sie sind daher für Anwendungsfälle, bei denen im Verhältnis nur wenig Druckluft benötigt wird, vollkommen ungeeignet.It is known to generate compressed air by internal combustion engines to use driven reciprocating compressors that z. B. via V-belt with the Crankshaft of the internal combustion engine are connected. The piston compressors used have a high power consumption, a large space requirement and are relatively expensive. They are therefore for applications in which relatively little compressed air is required, completely unsuitable.

Weiter ist eine Luftpumpe für den Anschluß an das Saugrohr einer Brennkraftmaschine bekannt, die am Ende des Zylinders ein Kippventil trägt. Durch die Anordnung und die Art der Steuerung des Kippventils dieser Konstruktion ergibt sich ein Aggregat mit sehr großer Baulänge, einem komplizierten Aufbau und einem hohen Gewicht.Next is an air pump for connection to the intake manifold of an internal combustion engine known, which carries a tilt valve at the end of the cylinder. By the arrangement and the type of control of the tilt valve of this construction results in an aggregate with a very large overall length, a complicated structure and a high weight.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine durch ejpe Brennkraftmaschine angetriebene Luftpumpe zu schaffen, die die Nachteile der bekannten Konstrukti( n vermeidet und einen kompakten Aufbau aufw ist. Die Luftpumpe soll ferner billig in der Herst Ilung sein und ohne Schwierigkeiten nachträglich an jede beliebige Brennkraftmaschine angeschlossen werden können.The object of the invention is to provide an internal combustion engine by ejpe to create a driven air pump that eliminates the disadvantages of the known construction ( n avoids and requires a compact structure. The air pump is also said to be cheap be in the manufacturing process and without difficulty afterwards to any Internal combustion engine can be connected.

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß das Kippventil seitlich am Zylinder im Bereich der Kolbenstange angeordnet ist und auch der andere Kolben bzw. die andere Membran einen Fortsatz aufweist und beide Fortsätze auf der Kolbenstangenseite angeordnet und topfförmig ausgebildet sind. Durch die Anordnung des Kippventils im Bereich der Kolbenstange und durch seine Steuerung mittels sehr einfacher Bauteile ergibt sich eine Luftpumpe, die besonders kurz ist und nur leicht zu fertigende und daher billige Teile enthält.The object of the invention is achieved in that the tilt valve is arranged laterally on the cylinder in the area of the piston rod and also the other Piston or the other membrane has an extension and both extensions on the Are arranged piston rod side and cup-shaped. By the arrangement of the tilt valve in the area of the piston rod and its control by means of very Simple components result in an air pump that is particularly short and only light contains parts to be manufactured and therefore cheap.

Eine solche Luftpumpe kann für viele Zwecke verwendet werden. Hier seien als Anwendungsbeispiele nur angeführt das Füllen von Kraftfahrzeugreifen, das Aufblasen von Schlauchbooten und Luftmatrazen, das Füllen des Überdruckkessels bei Scheibenwaschanlagen.Such an air pump can be used for many purposes. here The only application examples are the filling of motor vehicle tires, inflating dinghies and air mattresses, filling the overpressure tank in windscreen washer systems.

Erfindungsgemäß erhält man eine besonders einfache Konstruktion, wenn das Kippventil aus einem doppelarmigen Hebel besteht, der an jedem Arm eine Verschlußplatte für Öffnungen im Ventilkörper trägt. Dabei kann eine Überdruckpunktsteuerung in der Weise verwirklicht werden, daß zur Festhaltung des doppelarmigen Hebels in je einer Endstellung, bei der er jeweils eine öffnung im Ventilkörper abdeckt, wie an sich bekannt, eine Feder vorgesehen und ein Hebelarm mit den Fortsätzen in Verbindung gebracht werden kann.According to the invention, a particularly simple construction is obtained if the tilt valve consists of a double-armed lever with a locking plate on each arm for openings in the valve body. An overpressure point control in the way to be realized that to hold the double-armed lever in each an end position in which it covers an opening in the valve body, such as known per se, a spring is provided and a lever arm is connected to the extensions can be brought.

Zur einfachen Ein- und Ausschaltung der Luftpumpe kann nach der Erfindung in der absperrbaren Leitung ein Betätigungshahn angeordnet werden. Es erübrigt sich dann, die absperrbare Leitung, die beispielsweise aus einem Schlauch bestehen kann, vor Inbetriebnahme der Luftpumpe erst an der Brennkraftmaschine zu befestigen.For simple on and off switching of the air pump can according to the invention an actuating valve can be arranged in the shut-off line. There is no need then, the shut-off line, which can consist of a hose, for example, to be attached to the internal combustion engine before the air pump is started up.

Da bei Brennkraftmaschinen in den überwiegenden Fällen das Ansaugrohr die beste Unterdruckquelle ist, wird nach der Erfindung die absperrbare Leitung in an sich bekannter Weise an das Saugrohr der Brennkraftmaschine angeschlossen.Since in internal combustion engines in the majority of cases the intake pipe the best source of negative pressure is, according to the invention, the lockable line connected in a manner known per se to the intake manifold of the internal combustion engine.

Damit eine durch den Unterdruck im Ansaugrohr betätigte Luftpumpe auch größere Drücke erzeugen kann, wird nach der Erfindung an der Kolbenstange an einem Ende eine Membran und am anderen Ende ein Kolben mit gegenüber der Membran kleinerem Durchmesser befestigt.Thus an air pump activated by the negative pressure in the suction pipe can also generate higher pressures, according to the invention on the piston rod one end a diaphragm and at the other end a piston opposite the diaphragm attached to a smaller diameter.

In den Figuren ist eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Figuren zeigen in F i g. I den Einbau einer erfindungsgemäßen Luftpumpe in ein Kraftfahrzeug, F i g. 2 einen Längsschnitt durch die Luftpumpe entsprechend der Erfindung bei Beginn des Druckhubes, F i g. 3 einen Längsschnitt entsprechend F i g. 2, jedoch bei Beginn des Saughubes, F i g. 4 einen Querschnitt durch die F i g. 3 entsprechend der Linie IV-IV.An example embodiment of the invention is shown in the figures. The figures show in FIG. I the installation of an air pump according to the invention in a motor vehicle, FIG. 2 is a longitudinal section through the pump according to the invention at the beginning of the compression stroke, F i g. 3 shows a longitudinal section corresponding to FIG. 2, but at the beginning of the suction stroke, F i g. 4 shows a cross section through FIG. 3 according to line IV-IV.

Die im Ausführungsbeispiel dargestellte Luftpumpe besteht im wesentlichen aus den beiden Zylindern 3 und 4, die den Arbeitsraum 3' für das Arbeitsmedium und den Arbeitsraum 4' für die Druckluft enthalten, sowie aus dem Ventilgehäuse 5. An den Zylinder 4 ist stirnseitig die Druckluftleitung 8 angeschlossen. An dem Ventilgehäuse ist die durch den Betätigungshahn absperrbare Leitung 6 befestigt, die die Luftpumpe mit dem Ansaugrohr 2 der Brennkraftmaschine 1 des Kraftfahrzeuges verbindet. Die Luftpumpe ist bei diesem Ausführungsbeispiel seitlich an der Brennkraftmaschine befestigt. Sie kann aber auch gesondert von ihr aufgestellt bzw. befestigt werden.The air pump shown in the exemplary embodiment consists essentially of the two cylinders 3 and 4, which contain the working space 3 'for the working medium and the working space 4' for the compressed air, as well as the valve housing 5. The compressed air line 8 is connected to the cylinder 4 at the front . The line 6 , which can be shut off by the actuating valve and which connects the air pump to the intake pipe 2 of the internal combustion engine 1 of the motor vehicle, is fastened to the valve housing. In this exemplary embodiment, the air pump is attached to the side of the internal combustion engine. But it can also be set up or attached separately from it.

Aus den F i g. 2 und 4 ist an Hand der dargestellten Schnitte der Innenaufbau der Luftpumpe gemäß der Erfindung ersichtlich. Innerhalb der miteinander verbundenen Zylinder 3 und 4 ist ein Kolben 16 (im Zylinder 4) und eine von dem Teil 22 gehaltene Membran 17 (im Zylinder 3) angeordnet. Der Kolben 16 und die Membran 17 sind über die Kolbenstange 18 aneinander befestigt. Am Kolben 16 befindet sich weiterhin ein topfartiges Teil 19 und an der Membran 17 ein ähnliches Teil 20, die beide zur Steuerung des Kippventils 9 dienen. Die Rückdruckfeder 21 hält den Kolben 16 und die Membran 17 in ihrer Ausgangsstellung. Im Ventilgehäuse 5 ist auf einem Bolzen 10 das Kippventil 9 schwenkbar gelagert, das je nach Stellung wechselweise die zur Außenluft führende Öffnung 12 mit der Verschlußplatte 15 (F i g. 2) oder die mit der absperrbaren Leitung 6 verbundene Öffnung 13 mit der Absperrplatte 14 (F i g. 3) verschließt. Das Kippventil 9 wird durch eine Feder 11 in seinen Endstellungen festgehalten. Das Verschwenken erfolgt dadurch, daß die topfartigen Teile 19 bzw. 20 auf den Hebelarm 25 des Kippventils 9 einwirken. Zwischen der Öffnung 12 im Ventilgehäuse und der Außenluft kann ein Filter 26 vorgesehen werden. Der Zylinder 4 trägt an seiner Stirnseite ein Ansaugventil 23 und ein Druckventil 24, an das die Druckluftleitung 8 angeschlossen ist. From the F i g. 2 and 4, the internal structure of the air pump according to the invention can be seen on the basis of the sections shown. A piston 16 (in cylinder 4) and a membrane 17 held by part 22 (in cylinder 3) are arranged within the cylinders 3 and 4, which are connected to one another. The piston 16 and the diaphragm 17 are fastened to one another via the piston rod 18. A cup-like part 19 is also located on the piston 16 and a similar part 20 is located on the membrane 17 , both of which serve to control the tilting valve 9. The back pressure spring 21 holds the piston 16 and the diaphragm 17 in their initial position. In the valve housing 5 , the tilting valve 9 is pivotably mounted on a bolt 10 , which, depending on the position, alternately connects the opening 12 leading to the outside air with the closure plate 15 ( FIG. 2) or the opening 13 connected to the lockable line 6 with the shutoff plate 14 (Fig. 3) closes. The tilt valve 9 is held in its end positions by a spring 11. The pivoting takes place in that the pot-like parts 19 and 20 act on the lever arm 25 of the tilt valve 9. A filter 26 can be provided between the opening 12 in the valve housing and the outside air. The cylinder 4 has on its end face a suction valve 23 and a pressure valve 24 to which the compressed air line 8 is connected.

Die Wirkungsweise der Luftpumpe ist folgende: Wird der Betätigungshahn 7 in der absperrbaren Leitung 6 geöffnet, so erfolgt ein Ansaugen der im Arbeitsraum 3' befindlichen Luft durch den Unterdruck im Ansaugrohr 2. Das Kippventil 9 befindet sich dabei in der in F i g. 2 gezeichneten Stellung, wobei die Öffnung 12 durch die Verschlußplatte 15 abgedeckt und die Öffnung 13 freigegeben ist. Durch den im Arbeitsraum 3' entstehenden Unterdruck wird die Membran 17 gegen die Kraft der Rückdruckfeder 21 in Pfeilrichtung bewegt. Dadurch wird über die Verbindungsstange 18 auch der Kolben 16 in Pfeilrichtung verschoben, die im Arbeitsraum 4' befindliche Luft komprimiert und durch das Überdruckventil 24 in die Druckluftleitung 8 gedrückt. Erreicht die Membran 17 und damit der Kolben 16 die in F i g. 3 gezeichnete rechte Endstellung, so beginnt der Ansaughub. Durch das mit der Membran 17 ver-bundene topfartige Teil 20 wird nämlich das Kippventil 9 über den Hebelarm 25 verschwenkt und verschließt mit der Verschlußplatte 14 die Öffnung 13, die mit der absperrbaren Leitung 6 verbunden ist. Dadurch wird die Öffnung 12 zur Außenluft freigegeben, und es strömt Luft von atmosphärischem Druck in den von der Membran 17 und dem Kolben 16 begrenzten Arbeitsraum 3'. Durch die Rückdruckfeder 21 werden die Membran 17 und damit die Verbindungsstange 18 sowie der Kolben 16 in Richtung des in F i g. 3 eingezeichneten Pfeiles bewegt. Durch das Saugventil 23 strömt dabei Luft in den Arbeitsraum 4' nach. Erreicht die Membran 17 (und damit auch der Kolben 16) die in F i g. 2 gezeigte linke Endstellung, so beginnt erneut ein Druckhub, denn durch das mit dem Kolben 16 verbundene topfartige Teil 19 wird das Kippventil 9 über den Hebelarm 25 in die in F i g. 2 gezeigte Stellung geschwenkt, wobei dann die Öffnung 13 freigegeben und die Öffnung 12 verschlossen wird. Von nun an wiederholen sich die schon beschriebenen Vorgänge. Soll die Luftpumpe abgestellt werden, so wird über den Betätigungshahn 7 die Leitung 6 mit der Außenluft verbunden und die Leitung 6' einseitig verschlossen. Die Membran 17 kehrt dann in die in F i g. 2 gezeigte Endstellung zurück. Als Betätigungshahn 7 kann ein an sich bekannter Dreiwegehahn verwendet werden.The operation of the air pump is as follows: If the actuating valve 7 in the lockable line 6 is opened, the air in the working space 3 ' is sucked in by the negative pressure in the suction pipe 2. The tilt valve 9 is in the position shown in FIG. 2 position shown, wherein the opening 12 is covered by the closure plate 15 and the opening 13 is released. Due to the negative pressure arising in the working space 3 ', the membrane 17 is moved against the force of the return pressure spring 21 in the direction of the arrow. As a result, the piston 16 is also displaced in the direction of the arrow via the connecting rod 18 , the air located in the working chamber 4 ′ is compressed and pressed through the pressure relief valve 24 into the compressed air line 8. Reaches the membrane 17 and thus the piston 16 in F i g. 3 drawn right end position, the suction stroke begins. Because of the pot-like part 20 connected to the membrane 17, the tilting valve 9 is pivoted via the lever arm 25 and, with the closure plate 14, closes the opening 13, which is connected to the line 6 that can be shut off. As a result, the opening 12 is released to the outside air, and air at atmospheric pressure flows into the working space 3 ' delimited by the membrane 17 and the piston 16. By the back pressure spring 21 , the membrane 17 and thus the connecting rod 18 and the piston 16 are moved in the direction of FIG. 3 drawn arrow moves. Air flows through the suction valve 23 into the working space 4 ' . If the membrane 17 (and thus also the piston 16) reaches the values shown in FIG. 2, a pressure stroke begins again, because the cup-like part 19 connected to the piston 16 causes the tilting valve 9 to move via the lever arm 25 into the position shown in FIG. 2 pivoted position shown, the opening 13 is then released and the opening 12 is closed. From now on the processes already described are repeated. If the air pump is to be switched off, the line 6 is connected to the outside air via the actuating valve 7 and the line 6 'is closed on one side. The membrane 17 then returns to the position shown in FIG. 2 end position shown. A three-way valve known per se can be used as the actuating valve 7.

Claims

Claims: 1. Air pump driven by an internal combustion engine, consisting of at least two working spaces, which are delimited by interconnected pistons, membranes or the like of different diameters and corresponding cylinders, whereby two working spaces are formed, one of which is used to convey air, while the other , which has a back pressure spring, can be connected via a tilt valve alternately to the outside air and via a line to a chamber of the internal combustion engine in which there is negative pressure when the internal combustion engine is operating, a piston rod being provided to connect the pistons or membranes to one another and a piston or a membrane has an extension for actuating the tilt valve, marked by the fact that the tilt valve (9) is arranged on the side of the cylinder (3, 4) in the area of the piston rod (18) and the other piston or the other membrane (16, 17) has an extension (19) and both extensions (19, 20) are arranged on the piston rod side and are pot-shaped.

2. Air pump according to claim 1, characterized in that the tilting valve (9) consists of a double-armed lever which carries a closure plate (1.4,15) for openings (12, 13) in the valve body (5) on each arm.

3. Air pump according to claim 1 and 2, characterized in that to hold the double-armed lever in one end position, in which it each covers an opening (12 or 13) in the valve body (5) - as known per se - a spring (11 ) is provided and a lever arm (25) can be brought into connection with the extensions (19, 20).

4. Air pump according to claim 1 to 3, characterized in that in the line (6 and 6 ') an actuating valve (7) is arranged to shut off.

5. Air pump according to claim 1 to 4, characterized in that that the lockable line (6) in a known manner to the suction pipe (2) of the Internal combustion engine (1) is connected.

6. Air pump according to claim 1 to 5, characterized characterized in that on the piston rod (18) at one end a membrane (17) and at the other end a piston (16) with a smaller diameter than the diaphragm is attached. Documents considered: French patent specification n ° 1 157 235.