DE3511608A1

DE3511608A1 - Luftkompressor

Info

Publication number: DE3511608A1
Application number: DE19853511608
Authority: DE
Inventors: Paul Gwent Wales Beaumont
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: Grau Ltd
Priority date: 1984-03-30
Filing date: 1985-03-29
Publication date: 1986-01-30
Also published as: GB2162254A; US4648805A; GB8507574D0; GB8507571D0; US4632639A; GB2162255A; DE3511607A1; GB2162255B; GB2162254B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Luftkompressor, der vorzugsweise an luftbetätigten Fahrzeugbremseinrichtungen einsetzbar ist, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In Fig. 1 der GB-Patentanmeldung Nr. 8215732 ist ein gattungsgemäßer Kompressor dargestellt, der eine Kupplung aufweist, mittels der, wenn eine Kompression erforderlich ist, ein Antrieb von der Antriebseinrichtung auf das Kompressorglied übertragen wird. Die Kupplung wird normalerweise über eine Federanordnungeingerückt gehalten und ist über eine Einrichtung, die auf den von dem Kompressor erzeugten Druck anspricht lösbar, um den Antrieb des Kompressorgliedes zu unterbrechen, wenn der Druck einen vorbestimmten Wert erreicht. Bei einer derartigen Anordnung ist es wünschenswert, daß die Federanordnung in vorbestimmter Weise vorgespannt ist, damit die Kupplung über einen Bereich von Arbeitsbedingungen zufriedenstellend arbeitet. Aufgrund von Herstellungstoleranzen in den übrigen Kupplungsbauteilen ist es in der Praxis oft schwierig, die gewünschte Vorspannung der Federanordnung mit dem gewünschten Grad an Genauigkeit zu erreichen. Es ist bereits vorgeschlagen worden, Paßscheiben zur Aufnahme übermäßiger Toleranzen vorzusehen, doch führt dies infolge der für den Einbau der Scheiben benötigten Zeit zu höheren Kosten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Luftkompressor zu schaffen, bei dem in einfacher Weise die gewünschte Genauigkeit der Vorspannung der Federanordnung erreicht wird.

Die Aufgabe ist bei einem Luftkompressor der eingangs beschriebenen Gattung erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche .

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung erläutert, in der ein Längsschnitt eines Luftkompressors dargestellt ist.

Der dargestellte Kompressor ist hauptsächlich für eine teilweise angedeutete druckluftbetätigte Fahrzeugbremseinrichtung vorgesehen. Der Kompressor weist ein Gehäuse 1 mit einem Zylinder 2 auf; der zugehörige Kolben 3 ist über eine Pleuelstange 4 mit einer Kurbelwelle 5 verbunden, die über Lager 6 im Gehäuse 1 gelagert ist. Wie durch Pfeile angedeutet, tritt während des Ladehubes des Kolbens 3 Luft über einen Einlaßkanal 7 in den Zylinder ein und tritt aus diesem über einen Auslaßkanal 8 aus, wobei die Luftströmung durch die Kanäle in herkömmlicher Weise, beispielsweise durch Zungenventile, gesteuert wird. Das Gehäuse 1 weist einen im wesentlichen zylinderförmigen Abschnitt IA auf, der ein Kupplungsgehäuse bildet.

Ein erstes hohles Kupplungsglied 9 ist Teil einer insgesamt mit 10 bezeichneten Kupplung, durch die die Kurbelwelle 5 über eine treibende Welle 11 angetrieben wird. Die treibende Welle 11 ist drehbar in einem Kegelrollen-

lager 12 gelagert, das in einer Endkappe 13 des Gehäuses 1 befestigt ist, die durch einen Sicherungsring 14 in dem Gehäuse 1 gehalten ist. Das erste Kupplungsglied 9 ist durch eine Paßfeder mit der treibenden Welle 11 verbunden, um sich mit dieser zu drehen.

Die dargestellte Kupplung 10 ist eine Lamellenkupplung, die trocken oder im ölbad laufen kann und mehrere Antriebslamellen 15 aufweist, die in dem ersten Kupplungsglied 9 enthalten und mit in diesem ausgebildeten Längsnuten 9A über Ansätze 15A verbunden sind. Zwischen den Antriebslamellen 15 sind Antriebslamellen 16 angeordnet, die drehfest, aber axial verschiebbar an Spannschrauben 17 befestigt sind. Die Spannschrauben 17 sind mit einem Kupplungsglied 18 verschraubt, das in bezug auf die treibende Welle 11 drehbar befestigt ist.

Ein Tellerfederpaket 19 ist zwischen einem zweiten Kupplungsglied 20 und einer Schubplatte 21 gehalten. Das zweite Kupplungsglied 20 ist über ein weiteres Kegelrol- * lenlager 25 mit der treibenden Welle 11 verbunden und es hat eine sich in radialer Richtung erstreckende Nabe 22, über die es mittels einer Paßfeder 24 mit einer Verlängerung 23 der Kurbelwelle 5 verbunden ist. Die Spannschrauben 17 verlaufen durch das zweite Kupplungsglied und die Schubplatte 21, die Köpfe 17A der Spannschi'auben 17 liegen an der Schubplatte 21 an, um den vom Tellerfederpaket ausgeübten Kräften entgegenzuwirken.

In dem Gehäuse 1 ist eine Kammer 28 ausgebildet, in der ein ringförmiger Kolben 29 verschiebbar aufgenommen ist, der über die Schubplatte 21 auf das Tellerfederpaket 19 wirkt. Ein Lufteinlaßkanal 30 für die Kammer 28 ist über ein Regelventil 31 mit einem Behälter 32 verbunden, der mit dem Ausgangskanal 8 des Kompressors in Verbindung steht. Der Behälter 32 ist normalerweise über eine

Leitung A in herkömmlicher Weise mit einer oder mehreren nicht dargestellten Bremsbetatigungsvorrichtungen einer Fahrzeugbremseinrichtung verbunden.

Um eine korrekte Wirkungsweise der Kupplung zu erreichen, ist es erwünscht, das Tellerfederpaket 19 so genau als möglich vorzubelasten. Einer der Hauptvorteile der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß dies in einfacher und bequemer Weise genauer als bisher durchgeführt werden kann, durch eine Einstellung der Spannschrauben 17, wodurch nach dem Zusammenbau der Teile der Kupplung die über die Schubplatte 21 auf das Tellerfederpaket 19 ausgeübte Kraft veränderbar ist.

Während des Betriebs wird die treibende Welle 11 über eine Antriebseinrichtung, wie z.B. einen Fahrzeugmotor, in den der Kompressor eingebaut ist, ständig angetrieben. Die Kammer 28 ist anfänglich drucklos und die kegelige Federringanordnung 19 hält die Kupplungslamellen 15,16 in festen Eingriff miteinander, wodurch der Antrieb von der treibenden Welle 11 über die Kupplung 10 auf die Verlängerung 23 der Kurbelwelle 5 übertragen und somit der Behälter 3 2 durch den sich hin- und herbewegenden Kolben 3 geladen wird.

Wenn der Druck im Behälter 32 einen vorgegebenen Wert erreicht, öffnet das auf den Behälterdruck ansprechende Regelventil 31, so daß der Behälterdruck in der Kammer 28 wirkt. Die Fläche des Kolbens 29 ist bezüglich des darauf wirkenden Luftdruckes und der vom Tellerfederpaket 19 ausgeübten Kraft so gewählt, daß der auf den Kolben 29 wirkende Behälterdruck groß genug ist, um das zweite Kupplungsglied 20 gegen die Kraft des Tellerfederpakets 19 nach links zu drücken und die Kupplung zu lösen. Dadurch wird der Antrieb zwischen der treibenden Welle 11

und dem Kolben 3 des Kompressors unterbrochen und ein weiteres Laden des Behälters 32 so lange verhindert, wie dies den Betriebsbedingungen entspricht.

Beim Bremsen wird der Behälterdruck ständig verkleinert, bis er einen vorgegebenen Wert erreicht, bei dem das Regelventil 31 die Kammer 28 von dem Behälter 32 trennt. Dadurch sinkt der Druck in der Kammer 28; infolgedessen wird die von dem Kolben 29 im Sinne des Lösens der Kupplung ausgeübte Kraft vermindert, so daß das Tellerfederpaket 19 wieder eine Kraft zum Betätigen der Kupplung ausübt.

Während des normalen Betriebs eines Fahrzeuges, in das die Einrichtung eingebaut ist, wird der Arbeitszyklus wiederholt, um den Druck in dem Behälter 32 in einem Bereich zwischen einem gewünschten größten und kleinsten Wert zu halten.

Da axiale Schubkräfte über die Spannschraube 17 und keine Axialkräfte über das erste Kupplungsglied 9 übertragen werden, muß dieses nur ein Drehmoment übertragen. Dieses Kupplungsglied 9 kann deshalb relativ leicht gebaut sein.

Die Schmierung der Kupplung erfolgt von einem öleinlaß 40 aus über Bohrungen 41 in der Kurbelwelle 5, durch die auch das Kurbellager 42 des Kompressors geschmiert wird. Unvermeidlich leckt Schmiermittel aus dem Kurbellager 42 in das Kurbelgehäuse IB; falls dies übermäßig geschieht, kann das Spritzen des Öls von dem Kurbellager 42 auf den Kolben 3 und Lecken des Öls hinter die Kolbenringe 3A in den Zylinder 2 zum Problem werden, da die Druckluft durch öl verschmutzt werden kann.

Um die Verschmutzung gering zu halten, sind nicht gezeigte Kanäle in dem Gehäuse 1 des Kompressors und dessen Bereich IA vorgesehen, damit während des Betriebs des Kompressors in dem Kurbelgehäuse IB angesammeltes öl in eine Kupplungskammer im Bereich IA des Gehäuses weitergeleitet werden kann. Die Kanäle erstrecken sich in Längsrichtung durch das Gehäuse 1 und dann nach oben in das Kupplungsgehäuse .

Wenn der Kompressor einige Zeit stillsteht, kann sich öl in dem Kurbelgehäuse IB ansammeln, bis es eine vorgegebene durch die Linie B-B gekennzeichnete Höhe erreicht. Aus im folgenden dargelegten Gründen verläuft diese Linie unter einem Winkel von 4° bezüglich der treibenden Welle 11 und befindet sich in der Ebene des höchsten Verlaufs der Kanäle. Weiteres in den Kurbelkasten IB eintretendes

, öl läuft einfach über einen Überlauf ab, wodurch der ge

zeigte ölstand in dem Kurbelkasten erhalten bleibt. Wenn

, der Kolben 3 des Kompressors sich zu bewegen beginnt,

kann anfänglich während einiger Umdrehungen der Kurbelwelle 5 Öl spritzen, aber durch den in dem Kurbelgehäuse aufgebauten Druck wird angesammeltes öl schnell durch die Kanäle in die Kupplungskammer gedrängt. Der Kurbelkasten bleibt dann im wesentlichen frei von übermäßigen ölansammlungen, bis der Kolben 3 wiederum zur Ruhe kommt.

Es ist manchmal erforderlich, den Kompressor derart einzubauen, daß dessen Drehachse um etwa 4° gekippt ist, wodurch die treibende Welle 11 dann etwas höher liegt als die Kurbelwelle 5. Um sicherzugehen, daß bei derart gekipptem Einbau sich öl nicht übermäßig hoch im Kurbelgehäuse IB anstaut, sind die Kanäle so angeordnet, daß als Maximalwert der erwünschte ölstand in der um 4° gekippten Position erreicht wird. Falls der Kompressor so eingebaut wird, daß die Drehachse horizontal verläuft, ist der öl-

< B-

stand in dem Kurbelgehäuse während des Ruhezustandes
automatisch geringer und innerhalb der gewünschten Grenzen.

Die Kanäle können jede geeignete Form aufweisen und innerhalb der Wände des Gehäuses 1 und dessen Bereich IA ausgebildet sein oder außerhalb davon verlaufen, indem ein oder mehrere Rohre vorgesehen werden. Als Kupplung kann auch eine in einem ölbad laufende Kupplung verwendet werden; die Einzelheiten des Kompressors selbst können entsprechend den Anforderungen variiert werden.

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Claims

PATENTANV51 T^ DR.-ING. FRANZ TUESTHOFF ™-™.l.freda tuesthoff WUESTHOFF-v. PECHMAN N-BEHRENS-GOETZ ™-™.l.freda tuesthoff («,»τ-ΐ,,β) « DIPL.-ING. GERHARD PULS (1952-I971) EUROPEAN PATENTATTORNEYS dipl.-chem. dr. ε. Freiherr von pechmann * DR.-ING. DIETER BEHRENS DIPL.-ING. DIPL.-VIRTSCH.-ING. RUPF RT GOET2 D-8000 MÜNCHEN 90 LUCAS INDUSTRIES 3511608 SCHWEIGERSTRASSE 2 lA-59 239 telefon: (089)662051 TELEGRAMM: PROTECTPATENT 29.03.85 telex: 524070 telefax: via (089) 2 71 60 63 (111) Patentansprüche :

1. Luftkompressor bei dem zwischen einer Antriebseinrichtung und mindestens einem Kompressionsglied eine Kupplung angeordnet ist, die von einer vorgespannten Federanordnung normalerweise eingerückt gehalten ist dadurch gekennzeichnet , daß die Vorspannung durch ein oder mehrere die Federanordnung (19) unter eine Druckspannung haltende Spannschrauben (17) erzeugt ist, durch die die Kupplung (10) zusammengehalten ist.

2. Luftkompressor nach Anspruch 1, dessen Kupplung (10) eine Lamellenkupplung ist,

dadurch gekennzeichnet , daß jede Spannschraube (17) sich axial durch die Kupplungslamellen (15,16) erstreckt und an einem Ende mit einem nicht angetriebenen Kupplungsglied (18) verschraubt ist, während das andere Ende jeder Spannschraube (17) mit einer Schubplatte (21), die an der Federanordnung (19) angreift, zusammenwirkt, und daß die Federanordnung (19) zwischen der Schubplatte (21) und einem v/eiteren Kupplungsglied (20) wirkt, das an der von dem nicht angetriebenen Kupplungsglied (18) entfernt gelegenen Seite der Kupplungslamellen (15,16) angeordnet ist.

3. Luftkompressor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Federanordnung eine kegelige Federringanordnung (19) ist.

4. Luftkompressor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß das nicht angetriebene Kupplungsglied (18) von der treibenden Welle (11) , die in bezug auf das nicht angetriebene Kupplungsglied (18) frei drehbar ist, getragen wird.

5. Luftkompressor nach einem der vorhergehenden Ansprüche ,

gekennzeichnet durch einen Kolben (29) , der mit dem Druck am Kompressorausgang beaufschlagbar ist, um die Kraft der Federanordnung (19) zum Lösen der Kupplung (10) zu überwinden, wenn der Druck einen vorbestimmten Wert erreicht.

6. Luftkompressor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Kolben (29) auf die Schubplatte (21) wirkt.

7. Luftkompressor nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Antriebskraft auf die Antriebslamellen (15) durch ein hohles Kupplungsgehäuse (9), das die Antriebslamellen (15) enthält, übertragen wird, wobei das Kupplungsgehäuse (9) über eine Paßfeder mit der treibenden Welle (11) und an seinem Außenumfang mit den Antriebslamellen (15) verbunden ist.