DE202006005954U1

DE202006005954U1 - Kolbeneinheit für eine Luftpumpe

Info

Publication number: DE202006005954U1
Application number: DE200620005954
Authority: DE
Original assignee: Chen Chi-Ming Hsin-Tien
Current assignee: Chen Chi-Ming Hsin-Tien
Priority date: 2006-04-12
Filing date: 2006-04-12
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2016-04-13

Abstract

Eine Kolbeneinheit für eine Luftpumpe, bestehend aus:
– einer Platte mit einer ersten Vertiefung auf der Unterseite und einer senkrechten durchgehenden Bohrung innerhalb dieser Vertiefung;
– einer Manschette, in die die Platte eingelegt ist, mit einer zentralen Öffnung;
– einer Kolbenstange, deren eines Ende mit einer Kurbelwelle verbunden ist und die am anderen Ende eine Unterstützungsfläche hat, an der die Platte und die Manschette mit Befestigungselementen befestigt sind, wobei die Unterstützungsfläche eine zweite Vertiefung hat, die der ersten Vertiefung gegenüber liegt und die ebenfalls eine senkrechte durchgehende Bohrung hat, die mit der der ersten Vertiefung fluchtet und wobei die zentrale Öffnung in der Manschette es möglich macht, daß die Vertiefungen zusammen einen Hohlraum bilden;
– mindestens einem flexiblen Auslaßventilstück, das teilweise zwischen Platte und Unterstützungsfläche eingeklemmt ist, während sich der Rest in dem durch die beiden Vertiefungen gebildeten Hohlraum befindet, der so geformt ist, daß sich...

Description

Hintergrund der Erfindung
Wenn eine Kolbenluftpumpe während des Pumpvorgangs abgeschaltet wird, verbleibt im Zylinder je nach Stellung eine mehr oder weniger große Luftmenge unter mehr oder weniger hohem Druck. Falls die Pumpe nun wieder eingeschaltet wird, muß sie gegen diese Last anlaufen, was nicht nur zu einem hohen Einschaltstrom, sondern sogar zu Beschädigungen der Pumpe führen kann. Herkömmliche Luftpumpen werden daher entweder am Zylinderkopf (A2) oder im Verlauf der Druckluftleitung (A3) mit einer Druckablaßvorrichtung (A1) versehen, die durch eine Vorrichtung (A4) aktiviert wird.
Kleine Luftpumpen, wie sie z.B. häufig in Kraftfahrzeugen mitgeführt werden, haben keine derartige Entlastungsvorrichtung, sondern sind im Allgemeinen mit einer kleinen Öffnung im Zylinder versehen, durch die Luft entweichen kann. Es wird also bewußt ein Teil der komprimierten Luft geopfert, um potentielle Probleme beim Anlauf unter Last zu verringern.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 Schnitt durch eine herkömmliche Luftpumpe mit einer Druckablaßvorrichtung
2 Perspektivische Explosionsdarstellung einer Zylindereinheit für eine Luftpumpe entsprechend der vorliegenden Erfindung
3 Perspektivische Darstellung einer Kolbeneinheit entsprechend der vorliegenden Erfindung
4 Perspektivische Explosionsdarstellung von 3
5 Schnitt durch die Kolbeneinheit aus 3
6 Vergrößerte Darstellung der Luftströmung um das Auslaßventilstück im ungebogenen Zustand bei ruhendem Kolben
7 Vergrößerte Darstellung der Lage des Auslaßventilstücks bei Vorwärtsbewegung der Kolbeneinheit
8 Vergrößerte Darstellung der Lage des Auslaßventilstücks bei Rückwärtsbewegung der Kolbeneinheit
9 Schnitt durch das Modul mit Ein- und Auslaßventil aus der Zylindereinheit nach 2
10 Schnitt durch die Kolbeneinheit einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführung
Die in 2 gezeigte Zylindereinheit entsprechend der vorliegenden Erfindung enthält einen Zylinderkopfdeckel (1), ein Distanzstück (2), einen Zylinderkopf (3) mit Ein- und Auslaßventil, eine Zylinderlaufbuchse (4), eine Kolbeneinheit (5) und einen Motor (6). Die Kolbeneinheit (5) hat ein Lager (50), über das sie mit der mit dem Motor (6) verbundenen Kurbelwelle gekoppelt ist.
Gegenstand der Erfindung ist die Kolbeneinheit (5).
3 und 4 zeigen eine Ausführung der Kolbeneinheit (5) entsprechend der vorliegenden Erfindung. Sie enthält eine kreisförmige Platte (51), eine Manschette (52), ein Auslaßventilstück (53), eine Anzahl erste Verbindungselemente (54), eine Kolbenstange (55) und eine Anzahl zweite Verbindungselemente (56). Das obere Ende der Kolbenstange (55) ist als ringförmige Unterstützungsfläche (551) mit einem inneren ringförmigen Flansch (552) ausgeführt. Die Manschette (52) hat eine kreisförmige zentrale Öffnung (521), deren Durchmesser dem äußeren Durchmesser des Flansches (552) entspricht. Die Manschette (52) kann so leicht auf der Unterstützungsfläche (551) zentriert werden. Innerhalb des Flansches (552) befinden sich Durchgangsbohrungen (553), die benutzt werden, um die Platte (51) und damit auch die Manschette (52) mit Hilfe von Befestigungselementen (56) zu befestigen.
5 ist ein Querschnitt durch die Kolbeneinheit (5). Innerhalb des Flansches (552) befindet sich außer den Durchgangsbohrungen (553) eine Vertiefung (554) in der Oberfläche der Unterstützungsfläche (551). In der Unterseite der Platte (51) ist an entsprechender Stelle eine zu ihr spiegelbildliche Vertiefung (511) zu finden. Nach Montage der Platte (51) auf der Unterstützungsfläche (551) bilden die Vertiefungen (511) und (554) einen Hohlraum, in dem sich das Auslaßventilstück (53) der Kolbenbewegung folgend leicht hin- und herbewegen kann. Wie aus 5 hervorgeht ist das Auslaßventilstück (53) mit ersten Befestigungselementen (54) innerhalb der Fläche des Flansches befestigt. Wenn die kreisförmige Platte (51) auf der Unterstützungsfläche (551) befestigt wird, wird ein Teil des Auslaßventilstücks (53) dazwischen eingeklemmt, während der Rest in dem durch die Vertiefungen (554) und (511) gebildeten Hohlraum zu liegen kommt. Innerhalb der Vertiefung (554) befindet sich ein Auslaßloch (555) und innerhalb der Vertiefung (511) ein Auslaßloch (512). Wenn sich die Kolbeneinheit schnell vor- und zurückbewegt öffnet und schließt das Auslaßventilstück (53) die Auslaßlöcher (555) und (512) im Takt. Zusätzlich kann das Auslaßventilstück wie in 4 gezeigt mit einer Nut (531) versehen werden, um seine Flexibilität zu erhöhen.
Die Vertiefungen (554) und (511) können auch gekrümmt oder schräg ausgeführt werden, um ihre Form mehr an die Bewegung des Auslaßventilstücks (53) anzupassen.
Die Bewegungsweise des Auslaßventilstücks (53) ist in 6 bis 8 deutlich illustriert. Im Ruhezustand der Kolbeneinheit (5) (6) ist das Auslaßventilstück (53) gestreckt und deckt weder Auslaßöffnung (512) noch Auslaßöffnung (555) ab. Der Druck im Zylinder (4) kann sich also schnell über diese Öffnungen abbauen, so daß kein Wiederanlauf unter Last erfolgen muß.
7 zeigt das Auslaßventilstück (53), wie es während des Kompressionsvorgangs die Auslaßöffnung (555) verschließt, so daß die komprimierte Luft die Pumpe nur durch die Druckluftleitung verlassen kann. 8 zeigt den Ansaugvorgang. Das Auslaßventilstück blockiert die Auslaßöffnung (512).
Aus 9 sieht man, daß der Zylinderkopf (3) separate Kanäle (31, 32) für Luftein- und Luftauslaß hat. Der Luftstrom durch diese Kanäle wird durch Einlaßventil (311) und Auslaßventil (321) gesteuert. Während des Ansaugvorgangs ist das Einlaßventil (311) geöffnet und das Auslaßventil (321) geschlossen, so daß Luft in den Zylinder eindringen kann. Während des Kompressionsvorgangs schließt sich das Einlaßventil (311) und das Auslaßventil (321) öffnet, so daß die komprimierte Luft in die Druckluftleitung gezwungen wird.
10 ist ein Schnitt durch eine weitere Ausführung der vorliegenden Erfindung. Bei ihr werden die zweiten Befestigungselemente (56) von der Platte (51) durch die Manschette (52) in die Unterstützungsfläche (551) montiert, anstatt umgekehrt wie in der ersten Ausführung (siehe 5).

Claims

Eine Kolbeneinheit für eine Luftpumpe, bestehend aus: – einer Platte mit einer ersten Vertiefung auf der Unterseite und einer senkrechten durchgehenden Bohrung innerhalb dieser Vertiefung; – einer Manschette, in die die Platte eingelegt ist, mit einer zentralen Öffnung; – einer Kolbenstange, deren eines Ende mit einer Kurbelwelle verbunden ist und die am anderen Ende eine Unterstützungsfläche hat, an der die Platte und die Manschette mit Befestigungselementen befestigt sind, wobei die Unterstützungsfläche eine zweite Vertiefung hat, die der ersten Vertiefung gegenüber liegt und die ebenfalls eine senkrechte durchgehende Bohrung hat, die mit der der ersten Vertiefung fluchtet und wobei die zentrale Öffnung in der Manschette es möglich macht, daß die Vertiefungen zusammen einen Hohlraum bilden; – mindestens einem flexiblen Auslaßventilstück, das teilweise zwischen Platte und Unterstützungsfläche eingeklemmt ist, während sich der Rest in dem durch die beiden Vertiefungen gebildeten Hohlraum befindet, der so geformt ist, daß sich das Auslaßventistück darin hin- und herbewegen kann; wobei bei der Rückwärtsbewegung der Kolbeneinheit das Auslaßventilstück nach vone springt und das erste Auslaßloch abdeckt; wobei bei der Vorwärtsbewegung der Kolbeneinheit das Auslaßventilstück nach hinten springt und das zweite Auslaßloch abdeckt; wobei im Stillstand der Pumpe das Auslaßventilstück in seinen Ruhezustand zurückkehrt, zwischen den beiden Auslaßlöchern verharrt und so einen Abbau des restlichen Drucks erlaubt.
Die Kolbeneinheit aus Anspruch 1, bei der das Auslaßventilstück mindestens eine Öffnung hat, um seine Flexibilität zu erhöhen.
Die Kolbeneinheit aus Anspruch 1, bei der die erste und die zweite Vertiefung gekrümmt oder schräg sind, um sich an die Bewegung des Auslaßventilstücks anzupassen.
Die Kolbeneinheit aus Anspruch 1, bei der die Unterstützungsfläche oben einen ringförmigen Flansch hat, der zur Positionierung der Manschette dient.
Die Kolbeneinheit aus Anspruch 1, bei der eine Anzahl Befestigungselemente von der Platte durch die Manschette in die Unterstützungsfläche gehen.
Die Kolbeneinheit aus Anspruch 1, bei der eine Anzahl Befestigungselemente von der Unterstützungsfläche durch die Manschette in die Platte gehen.