-
Die Erfindung bezieht sich auf Gasverdichter mit
Antriebskupplung, insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, auf
einen Luftverdichter mit Antriebskupplung für den Einsatz in Kraftfahrzeugen.
-
Es ist üblich, Luftverdichter mit Motorantrieb in
Nutzfahrzeugen einzusetzen, um Speicherbehälter für die Druckluftbremsanlage
und andere Anlagen aufzuladen. Derartige Behälter umfassen einen Teil der
pneumatischen Bremsanlage und anderer Anlagen des Fahrzeugs. Wenn
die Behälter
voll aufgeladen sind, kann der Verdichter bzw. Kompressor mittels
eines mit Regler betätigten
Entlastungsventils außer
Betrieb gesetzt werden, das sich entweder in der Verdichterzuführleitung
oder innerhalb des Verdichters selbst befindet. In jedem Fall läuft der
Verdichter beim Entladen weiter um und kann deshalb eine gewisse
Energie aufnehmen. Als Alternative zu einem Entlastungsventil besteht
darin, einen Luftverdichter mit Reibungskupplung vorzusehen, die
sich durch ein Drucksignal von einem Regler ausrücken lässt, wenn der Verdichter den
Ladebetrieb einstellen soll. Bei einer derartigen Anordnung kann
der Verdichter weniger Energie verbrauchen, da er die Umdrehung
einstellt, wenn er nicht belastet ist, und kann somit eine längere Lebensdauer
als ein Verdichter haben, der mit Hilfe eines Entlastungsventils
gesteuert wird.
-
In der französischen Patentschrift Nr. 2452011
oder in der britischen Patentschrift Nr. 2125114 werden beispielsweise
Formen von Reibungskupplungen für
den Einsatz bei einem Luftverdichter beschrieben. Im Zusammenhang
mit jedem dieser Beispiele wird der Standpunkt vertreten, dass die
Kupplungsmechanik insofern einen möglichen Nachteil aufweist,
als die Gesamtabmessungen des Verdichters in Verbindung mit der
zugehörigen
Kupplungsmechanik unter Umständen
größer als
wünschenswert
sind, wenn man mögliche Überlegungen hinsichtlich
des Raums in einem Fahrzeugmotor oder in einem Motorraum eines Fahrzeugs
berücksichtigt. In ähnlicher
Weise offenbart die europäische
Patentschrift
EP 0270713(D1) eine
Anordnung, bei welcher das Stellorgan der Kupplung sich in radialer
Richtung außerhalb
des Endlagers der Kurbelwelle befindet und sich somit in axialer
Richtung deutlich über
das Zylindergehäuse
und in radialer Richtung über
das Lager hinaus erstreckt. In der britischen Patentanmeldung GB
2182732 (D2) wird außerdem
eine Anordnung beschrieben, bei welcher das Stellorgan und die Kupplung
sich in axialer Richtung jenseits des Gehäuses des Zylinders befinden
und somit beim Einsatz ein Endlager
33 für die Kurbelwelle
und ein weiterer Satz Lager
12 und
24 erforderlich
werden, welche ein Antriebswellenteil abstützen, das über die Kupplung mit der Kurbelwelle
verbunden ist. Diese Anordnung setzt ebenfalls einen erheblich großen freien
Raum in axialer Richtung des Zylinders des Verdichters und auch
in radialer Richtung über
das Hauptlager der Kurbelwelle hinaus voraus.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
besteht darin, einen verbesserten Verdichter mit Antriebskupplung
zu schaffen, mit dessen Hilfe sich derlei Überlegungen hinsichtlich des
Einbauraums leichter berücksichtigen
lassen, wobei der von der Kupplung und dem Stellorgan eingenommene
Raum über das
Hauptgehäuse
des Verdichters nur um einen vergleichsweise geringen Betrag übersteht.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung
ist ein Gasverdichter vorgesehen, welcher ein Gehäuse und
eine hin- und her bewegbare Wand aufweiset, wobei die Wand in dem
Gehäuse
so bewegt werden kann, dass sie das Volumen einer Verdichtungskammer
zyklisch so vergrößert und
verkleinert, dass Gas unter Druck angesaugt und abgegeben werden
kann, wobei die Wand mit einem exzentrischen Lager einer Welle verbunden
ist, die in einem Hauptlager des Gehäuses drehbar ist, wobei die
Welle über
eine Kupplungseinrichtung antreibbar ist, wobei die Kupplungseinrichtung
durch ein Stellorgan in der Weise ausrückbar ist, dass der Betrieb
des Verdichters unterbrochen wird, wobei sich der Verdichter dadurch auszeichnet,
dass das Stellorgan sich in einer Baugruppe befindet, welche eine
antriebsseitige Abschlussabdeckung des Verdichters aufweist, welcher
das Hauptlager umschließt,
wobei die Abschlussabdeckung und das Stellorgan zumindest teilweise
in einem Vorsprung der Kammer in der Bewegungsrichtung der Wand
enthalten sind.
-
Vorzugsweise weist die Kupplungseinrichtung
eine Reibungskupplung auf. Die Abschlussabdeckung kann eine Öffnung in
dem Gehäuse
verschließen, über welche
die Kurbelwelle in das Ende des Verdichters eingebaut werden kann,
das auf der Seite des Kurbelgehäuses
liegt, durch welches das Lager des Antriebsendes der Welle sich
so verläuft, dass
diese an die Antriebsseite der Kupplung ankoppelbar ist.
-
Zum besseren Verständnis der
Erfindung und zur leichter Ausführung
der Erfindung wird die Erfindung nachstehend beispielhaft unter
Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung ausführlicher beschrieben, in welcher:
-
1 eine
Schnittansicht eines Teils einer Kurbelgehäuse-Baugruppe eines Luftverdichters
mit Doppelzylinder und Kupplungsantrieb von der Seite darstellt;
-
2 eine
Schnittansicht von oben mit der Darstellung der Kurbelwelle ist,
welche in eine Position in der Mitte gedreht ist, wobei die Kupplung
gelöst ist;
-
3a und 3b einen Schnitt entlang
der Linie XX zeigt, welcher eine Form der Verbindungseinrichtung
durch das Gehäuse
und das Lagerbauteil aus 2 darstellt,
und
-
4 einen
Schnitt durch eine bevorzugte Verbindungseinrichtung zeigt.
-
Unter Bezugnahme aus 1 und 2 der Zeichnung
weiset das Verdichtergehäuse 1 ein
integral ausgebildetes, aus Metall gegossenes Kurbelgehäuse 2,
zwei parallele Zylinderbohrungen 14 und 15 und
ein Kurbelgehäuse 4 auf,
welches eine Mehrplatten-Flüssigkeitskupplung 12 umschließt, die
ein Antriebsende einer Kurbelwelle 6 aufnimmt. Die Einzelheiten
der Lösekupplung
(12) und Einzelheiten des (hier nicht dargestellten) Zylinderkopfes
wurden aus Gründen
der Vereinfachung in 1 weggelassen. Das
Lager 5 der Kurbelwelle 6 auf dem nicht angetriebenen
Ende wird in einer integral ausgebildeten Abschlussplatte 7 des
Kurbelgehäuses
getragen, wohingegen das Hauptlager 8 auf dem angetriebenen
Ende in einem Verschlussteil 19 von im Allgemeinen ringförmiger Form
getragen wird, das zu Einbauzwecken durch das Kupplungsgehäuse 4 zugänglich ist.
Die Öffnung 20,
welche das Bauteil 19 aufnimmt, weist derartige Außenabmessungen
auf, dass der Einbau der Kurbelwelle (6) in das Kurbelgehäuse 2 durch
die Öffnung 20 möglich wird.
Das Bauteil 19 wird dann vor dem Einsetzen einer (hier
nicht dargestellten) Kupplungsmechanik mit mehreren Kupplungsplatten
der Kupplung 12 mittels einer Vielzahl von Schraubenbolzen – zum Beispiel 22 – befestigt, die
auf dem Umfang von einander beabstandet angeordnet sind. Das ringförmige Abschlussbauteil 19 und
das darauf getragene Lager 8 erstrecken sich zur Innenseite
der Öffnung 20 des
Kurbelgehäuses
in einen axialen Vorsprung des Zylinders 14 und bilden ein
axiales Widerlager mit dem benachbarten Kurbelsteg 9. Dies
sorgt zusammen mit einem entsprechenden nach innen ragenden Vorsprung 11 des
Endes 7, welches das andere Hauptlager 5 trägt, für eine optimale
Ausnutzung der Gesamtlänge
des Kurbelgehäuses
in axialer Richtung.
-
Das ringförmige Abschlussbauteil 19 ist
so ausgebildet, dass es eine ringförmige Zylinderbohrung 23 bildet,
welche koaxial zum Lager 8 dieses umschließt. Ein
ringförmiger
Kolben 24 weist außen und
innen liegende ringförmige
Dichtungen 25 und 26 auf, welche unter Abdichtung
in der ringförmigen Bohrung 23 in
axialer Richtung verschieblich sind. Ein Stützring 27, den das
Teil 24 trägt,
ist mit einem Ring 28 als Axialdrucklagerring für das Löselager
der Kupplung in Eingriff bringbar.
-
Die Hauptlager 5 und 8 des
Verdichters werden mit Öl
unter Druck aus dem Fahrzeugmotor über einen weiteren Anschluss 35 und Ölführungen 36, 37, 38 versorgt,
die an Kurbelwellenzapfen 16 und 17 am großen Ende
und an den Hauptlagern Ausbrüche aufweisen,
um für
die übliche
Schmierung zu sorgen. Eine weitere (hier nicht dargestellte) Ölführung ist
außerdem
vorgesehen, um die Ölbenetzung
der Platten bei dem hier angesprochenen Beispiel einer Flüssigkeitskupplung
mit mehreren Platten aufrecht zu erhalten.
-
Der (hier nicht dargesteilte) Zylinderkopf weist
in der üblichen
Weise Einlass- und Auslassanschlüsse
und entsprechende Membranventile auf, welche mit den Verdichtungskammern
der jeweiligen Zylinder in Strömungsverbindung
stehen. Der Verdichter arbeitet in der bekannten Weise, während er die
Energieeinspaarung bietet, die bei einem reglergesteuerten Verdichter
mit Kupplungsantrieb zu erwarten ist, welcher nur dann umläuft, wenn
dies erforderlich ist. Wegen des Einsatzes einer einzigen Abschlussabdeckung
des Gehäuses
auf der Antriebsseite, wie zum Beispiel mit 19 angegeben, die den ringförmigen Lösekolben
trägt und
sich gemäß der Erfindung
in axialer Richtung zur Innenseite des Kurbelgehäuses hin erstreckt, um so den
Einbauraum in einem Vorsprung der Zylinderbohrung 14 auszunutzen,
lassen sich außerdem
die Gesamtabmessungen in axialer Richtung auf ein Mindestmaß verringern.
-
Gemäß 2 und 3 ist
ein einschraubbares Dichtungsteil 31 zum Abdichten einer
Steuerdrucköffnung 30 in
dem Kurbelgehäuse
zu erkennen, welches für
die Abdichtung gegen die Baugruppe 19 sorgt und mit dem
Innenraum des ringförmigen
Lösezylinders 23 der
Kupplung in dem Abschlussbauteil 19 so in Strömungsverbindung
steht, dass dann, wenn mit einem Steuerdruck von einer Reglervorrichtung
mit Druck beaufschlagt wird, der Kolben nach links gedrängt wird,
wie dies in 1 und 2 zu erkennen ist, damit
er auf den Axialdrucklagerring 28 einwirkt, um so die Reibungskupplung
zu lösen
und den Verdichter zu entlasten.
-
Bei einer bevorzugten Verbindungseinrichtung,
wie sie in 3a und in
dem vergrößerten Teilausschnitt
gemäß 3b dargestellt ist, weist
Tellerdichtung 32 zwei umlaufende O-Ring-Dichtungen 33 und 34 auf
und ist das Bauteil 19 mit einer Erhebung 19a von
ausreichender Länge
in axialer Richtung versehen, um die am weitesten innen liegende
Dichtung 33 aufzunehmen. Die Tellerdichtung 32 ist
in der Öffnung 31 des
Gehäuses
mit Hilfe eines Einschraubteils 31a in ihrer Position fixiert.
Die Tellerdichtung ist an ihrem inneren Ende mit einer Öffnung 19b in
einer Erhebung 19a fixiert, welche für die Fixierung mit einer axialen
Vertiefung 1b im Gehäuse
sorgt. Die Dichtung 32 ist deshalb in der Lage, ausreichend
weit zu kippen, um so eine nur ungefähre Ausrichtung zwischen den
Teilen 19a und 31a ohne Leckbifdung zu sorgen.
-
Bei der weiteren alternativen Anordnung
des Steuerdruckanschlusses, wie sie in 4 dargestellt ist, kann eine flüssigkeitsdichte
Strömungsverbindung
zwischen einer Einschrauböffnung 41 ein
Dichtungsteil 42 mit einem umlaufenden O-Ring 43 umfassen,
der die sich gegenseitig mit der Öffnung 41 und einem
O-förmigen
Dichtungsring auf der Abschlussseite abdichtet. Das Teil 42 wird
von dem Teil 31 über
ein Paar Tellerfedern 45 in abdichtenden Eingriff mit einer
flachen Oberfläche 19c des
Teils 19 gespannt. Mit derartigen Mitteln ist es nicht
erforderlich, eine Erhebung des Teils 19 aufzunehmen und
damit kann die Anordnung noch kompakter als die Anordnung aus 3 ausgeführt werden.
-
Wie zuvor schon angedeutet, wird
der Verdichter dadurch zusammengebaut, dass die Kurbelwelle (6)
vor dem Verschließen
des Kurbelgehäuses mit
dem Verschlussbauteil 19 eingeführt und mit den fünf von einander
beabstandeten Sicherungsschrauben 22 wie zum Beispiel den
Schrauben 22 befestigt wird, welche in entsprechende Gewindebohrungen eingesetzt
werden. Kolben mit (hier nicht dargestellten) Verbindungsstangen
werden dann zum Anschluss über
(hier nicht dargestellte) Verbindungsstangen an Kurbelwellenzapfen 16 und 17 in
herkömmlicher
Weise in die jeweiligen Zylinderbohrungen 14 und 15 abgesenkt,
wobei der Zugang über
die jeweiligen Abdeckplatten 3a und 3b des Kurbelgehäuses genutzt
wird. Die Lösekupplung 12 wird
dann so eingebaut, dass sie mit dem Antriebsende der Kurbelwelle über Keilprofile
oder eine Feder (die nicht dargestellt sind) in Antriebseingriff
gebracht wird.
-
Der vorstehend beschriebene Verdichter wird
an einem Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs mit Flanschen angebracht
und arbeitet in der bekannten Weise, um einem oder mehreren Vorratsbehältern einer
Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs oder einer anderen Anlage im Kraftfahrzeug
Druckluft zuzuführen.
Wenn der Vorratsbehälter
bzw. die Vorratsbehälter
unter dem geforderten Schaltdruck bzw. den nötigen Schaltdrücken stehen,
die von einem Regler erfasst werden, liefert der Regler der Lösekupplung
ein Steuerdrucksignal, um so den Verdichterantrieb vom Motor abzukuppeln,
bis ein niedrigerer Schaltdruck erfasst wird.