DE19935810B4

DE19935810B4 - Drucklufterzeuger

Info

Publication number: DE19935810B4
Application number: DE1999135810
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Yokohama Fukudome; Youichi Hadano Mizutani; Kan Fuchu Kobayashi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-07-31
Filing date: 1999-07-29
Publication date: 2006-03-16
Anticipated expiration: 2019-07-30
Also published as: DE19935810A1; US6231321B1; JP2000104662A; JP4286972B2

Abstract

Drucklufterzeuger, umfassend
einen Erzeugungsmechanismus (4, 5) für Druckluft, der mit einem Antrieb betrieben wird, um Druckluft zu erzeugen;
ein Durchgangselement (7, 52), das mit einem Luftzufuhrdurchgang (12, 91) versehen ist, der mit dem Erzeugungsmechanismus für Druckluft verbunden ist, um die erzeugte Druckluft zu einer pneumatischen Vorrichtung, wie einem Luftfederungssystem, zuzuführen und davon abzulassen; und
eine Auslassvorrichtung, die in dem Durchgangselement (7, 52) vorgesehen ist, um die Druckluft von dem Luftzufuhrdurchgang (12, 91) nach außen abzugeben,
wobei die Auslassvorrichtung umfasst:
einen ersten und zweiten Auslassdurchgang (24, 65; 28, 92), die jeweils mit dem Luftzufuhrdurchgang (12, 91) und der Umgebung verbunden sind;
ein normalerweise geschlossenes vorgesteuertes Schaltventil (38, 71), das in dem ersten Auslassdurchgang (24, 65) vorgesehen ist und eine Pilotkammer (44, 75) hat, wobei sich das Schaltventil öffnet, wenn auf es ein Pilotdruck in der Pilotkammer wirkt, so dass die Druckluft in der pneumatischen Vorrichtung...

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Drucklufterzeuger, z.B. zum Gebrauch in einem Fahrzeug. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Drucklufterzeuger, der geeignet verwendet wird, um Druckluft zur Anpassung der Fahrzeughöhe einem Luftfederungssystem oder ähnlichem, das eine Fahrzeughöhenanpassungsvorrichtung darstellt, zuzuführen und daraus zu entnehmen.
Im allgemeinen wird einem Luftfederungssystem, das in einem Fahrzeug als Fahrzeughöhenanpassungsvorrichtung befestigt ist, wechselweise Druckluft von einem Drucklufterzeuger zugeführt oder es wird entleert, um Wechsel in der Fahrzeughöhe zu unterdrücken, die aufgrund des Fahrzeuggewichtes oder ähnlichem auftreten können, und somit wird es möglich, dass die Anpassung der Fahrzeughöhe so geschieht, wie es der Fahrer möchte.
Ein im Fahrzeug befestigter Drucklufterzeuger, der für ein Luftfederungssystem oder ähnliches verwendet wird, hat einen Zylinder und einen Kolben, der hin- und herbeweglich in dem Zylinder vorgesehen ist, um die Luft in dem Zylinder zu komprimieren. Der Drucklufterzeuger umfasst weiterhin einen Zylinderkopf, der auf dem Zylinder befestigt ist. Der Zylinderkopf ist mit einem Luftzufuhrdurchgang versehen, um Druckluft, die durch den Kolben erzeugt wird, an eine pneumatische Vorrichtung zuzuführen, wie ein Luftfederungssystem. Zusätzlich ist ein Ablassventil in dem Zylinderkopf vorgesehen, um die Druckluft vom Luftzufuhrdurchgang nach außen abzuführen (z.B. siehe japanische Patentanmeldung, ungeprüfte Veröffentlichung (Kokai) Nr. 2-141321 A (1990)).

Bei dieser Art von herkömmlichem Drucklufterzeuger wird, wenn zum Beispiel Druckluft an ein Luftfederungssystem zugeführt werden soll, eine Hin- und Herbewegung des Kolbens im Zylinder bewirkt, wobei das Ablassventil im Voraus geschlossen wird, und dadurch wird Druckluft erzeugt und durch den Luftzufuhrdurchgang an das Luftfederungssystem zugeführt. Im Luftfederungssystem wird eine Luftkammer durch die Druckluft, die dorthin zugeführt wird, vergrößert, und dadurch wird eine Fahrzeughöhenanpassung so vorgenommen, dass die Fahrzeughöhe steigt.

Während der Fahrzeughöhenanpassung, um die Fahrzeughöhe zu erniedrigen, wird das Ablassventil geöffnet, wobei die Hin- und Herbewegung des Kolbens im Zylinder beendet wird, um zu ermöglichen, dass der Luftzufuhrdurchgang mit der Außenseite in Verbindung steht und dadurch einen Fluss der Druckluft zurück von der Luftkammer des Luftfederungssystems in den Luftzufuhrdurchgang bewirkt wird. Somit wird die Druckluft an die Außenseite entladen und die Luftkammer verkleinert.

Bei dem herkömmlichen Drucklufterzeuger ist der Zylinderkopf mit einem einzigen Ablassdurchgang versehen, um zu ermöglichen, dass der Luftzufuhrdurchgang mit der Außenluft in Verbindung steht, und ein magnetisch bedientes Ablassventil, das das Ablassventil darstellt, ist in einer Zwischenposition im Ablassdurchgang platziert. Das magnetbediente Ablassventil ist ein normalerweise geschlossenes Ventil. Entsprechend öffnet das magnetbediente Ablassventil den Ablassdurchgang nur, wenn es geöffnet wird, indem ein elektrischer Strom extern dorthin zugeführt wird, und erlaubt, dass die Druckluft von dem Luftzufuhrdurchgang an die Außenseite abgegeben wird.

Gelegentlich ist der oben beschriebene herkömmliche Drucklufterzeuger lediglich so angeordnet, dass ein einziger Ablassdurchgang im Zylinderkopf vorgesehen ist, und dass der Ablassdurchgang selektiv geöffnet oder geschlossen wird durch das magnetisch betätigte Ablassventil. Daher ist die Durchflussrate der Druckluft, die entladen werden soll, wenn Druckluft in dem Luftfederungssystem an die Außenseite abgegeben werden soll, um die Fahrzeughöhe auf ein niedrigeres Niveau anzupassen, unerwünschterweise durch den einzigen Ablassdurchgang beschränkt. Als Folge davon ist die Ablassgeschwindigkeit der Druckluft ungünstig niedrig. Daher ist es schwierig, die Anpassung der Fahrzeughöhe in einer kurzen Zeitdauer durchzuführen.

Es ist möglich, Maßnahmen zu ergreifen, um die Ablassgeschwindigkeit der Druckluft zu erhöhen, z.B. indem der Öffnungsdurchmesser des magnetisch betätigten Ablassventils vergrößert wird. Wenn jedoch der Öffnungsdurchmesser des magnetisch betätigten Ablassventils vergrößert wird, wird die Druck aufnehmende Fläche des Ventilelementes in Bezug auf die Ablassöffnung groß. Daher wird es nötig, die wirkende Kraft einer Ventilfeder, die das Ventilelement des magnetisch betätigten Ablassventils in eine Ventilschließrichtung bringt, zu vergrößern, und es wird ebenso nötig, die Größe eines Magneten (Spule) zum Treiben des Ventilelementes in eine Ventilöffnungsrichtung gegen die Ventilfeder zu vergrößern. Folglich müssen nicht nur das magnetisch betätigte Ablassventil sondern auch der Zylinderkopf in der Größe vergrößert werden.

US 5 010 923 offenbart eine Struktur eines elektromagnetischen Ventils zum Öffnen und Verschließen eines Durchflusskanals, welche Struktur für ein Luftfedersystem eines Fahrzeugs verwendbar ist.

Angesichts der oben beschriebenen Probleme, die mit dem Stand der Technik verbunden sind, ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Drucklufterzeuger vorzusehen, der so gestaltet ist, dass die Ablassgeschwindigkeit der Druckluft erhöht werden kann, ohne die Größe eines Durchgangselementes zu vergrößern, z.B. eines Zylinderkopfes, so dass zum Beispiel eine Fahrzeughöhenpassung in einer verkürzten Zeitdauer geschehen kann und weiterhin der gesamte Drucklufterzeuger in einer kompakten Struktur gebildet werden kann.

Diese Aufgabe wird mit einem Drucklufterzeuger mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind durch die übrigen Ansprüche gekennzeichnet.

Die vorliegende Erfindung wird auf einen Drucklufterzeuger angewendet, der eine Antriebsquelle hat und einen Mechanismus zur Erzeugung von Druckluft, der durch den Antrieb angetrieben wird, um Druckluft zu erzeugen. Ein Durchgangselement ist mit dem Erzeugungsmechanismus für die Druckluft verbunden. Das Durchgangselement ist mit einem Luftzufuhrdurchgang versehen, um die Druckluft an eine pneumatische Vorrichtung zuzuführen. Zusätzlich ist eine Ablassvorrichtung in dem Durchgangselement vorgesehen, um die Druckluft von der pneumatischen Vorrichtung an die Außenseite abzugeben.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung umfasst die Ablassvorrichtung erste und zweite Ablassdurchgänge, die in dem Durchgangselement vorgesehen sind, und mit dem Luftzufuhrdurchgang verbunden und parallel zueinander sind. Ein vorgesteuertes Schaltventil ist in dem ersten Ablassdurchgang vorgesehen und wird mit Druckluft aus dem Luftzufuhrdurchgang als Pilotdruck versorgt, wodurch selektiv der erste Ablassdurchgang in eine Verbindung mit dem im Außenbereich gebracht wird oder die Verbindung unterbrochen wird. Zusätzlich ist ein magnetisch betätigtes Ablassventil in dem zweiten Ablassdurchgang vorgesehen, um den zweiten Ablassdurchgang mit der Außenseite in eine Verbindung zu bringen oder die Verbindung zu unterbrechen und ebenso den Pilotdruck zu steuern, der dem vorgesteuerten Schaltventil als Antwort auf eine externe Zufuhr eines elektrischen Stroms zugeführt wird.

Bei der oben beschriebenen Anordnung wird z.B. der zweite Ablassdurchgang von der Außenluft abgeschnitten und Druckluft aus dem Luftzufuhrdurchgang wird an das Schaltventil zugeführt, die in einer Ventilschließrichtung wirkt, wenn das magnetisch bediente Ablassventil geschlossen wird, indem die externe Zufuhr eines elektrischen Stroms beendet wird. Somit kann der erste Ablassdurchgang durch das vorgesteuerte Schaltventil von der Außenluft abgeschnitten gehalten werden.

Wenn das magnetisch betätigte Ablassventil geöffnet wird, indem ein elektrischer Strom extern ihm zugeführt wird, wird ermöglicht, dass der zweite Ablassdurchgang mit der Außenluft in Verbindung steht. Zusätzlich wird dem vorgesteuerten Schaltventil ein Pilotdruck zugeführt, der in einer Ventilöffnungsrichtung wirkt. Indem das Schaltventil durch den Pilotdruck geöffnet wird, wird dem ersten Ablassdurchgang ermöglicht, mit der Außenluft in Verbindung zu stehen.

Entsprechend einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das vorgesteuerte Schaltventil ein Ventilelementgleitloch, das als ein gestuftes Loch ausgebildet ist, das in dem Durchgangselement in einer mittleren Position in dem ersten Ablassdurchgang vorgesehen ist. Das Ventilelementgleitloch hat einen Lochbereich mit kleinem Durchmesser, einen Lochbereich mit großem Durchmesser und einen ringförmigen gestuften Bereich, der zwischen dem Lochbereich mit kleinem Durchmesser und dem Lochbereich mit großem Durchmesser gebildet ist. Ein abgestuftes Ventilelement ist in das Ventilelementgleitloch eingepasst. Das abgestufte Ventilelement definiert eine ringförmige, Druck aufnehmende Kammer zwischen dem abgestuften Ventilelement und dem ringförmigen, gestuften Bereich. Eine Wirkvorrichtung ist zwischen dem gestuften Ventilelement und dem Durchgangselement vorgesehen, um das gestufte Ventilelement in eine Richtung zu bewegen, in der sich die Druck aufnehmende Kammer zusammenzieht, und dadurch das gestufte Ventilelement in einer Ventilschließposition hält. Normalerweise ermöglicht das magnetisch betätigte Ablassventil, dass ein Pilotdurchgang mit der Druck aufnehmenden Kammer in Verbindung steht, um sich an die atmosphärische Luft zu öffnen. Das magnetisch betätigte Ablassventil führt Druckluft als einen Pilotdruck von dem Luftzufuhrdurchgang in den Pilotdurchgang ein, wenn es mit einem von außen zugeführten elektrischen Strom angeregt wird.

Durch die oben beschriebene Anordnung wird das gestufte Ventilelement in der geschlossenen Ventilposition durch die Wirkvorrichtung gehalten, wenn die Druck aufnehmende Kammer des vorgesteuerten Schaltventils an die atmosphärische Luft durch das magnetisch betätigte Ablassventil geöffnet wird. Daher kann der erste Ablassdurchgang von der Außenluft abgeschnitten gehalten werden. Wenn das magnetisch betätigte Ablassventil angeregt wird, wird Druckluft vom Luftzufuhrdurchgang in den Pilotdurchgang als ein Pilotdruck eingeführt. Daher kann das gestufte Ventilelement des vorgesteuerten Schaltventils gegen die Wirkvorrichtung geöffnet werden, indem der Pilotdruck an die Druck aufnehmende Kammer zugeführt wird. Entsprechend wird dem ersten Ablassdurchgang ermöglicht, mit der Außenluft in Verbindung zu stehen, und die Druckluft in dem Luftzufuhrdurchgang kann an die Außenseite abgegeben werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 ist eine vertikale Querschnittsansicht eines Drucklufterzeugers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, gesehen aus der Richtung des Pfeils II-II in 1, die ein magnetisch betätigtes Ablassventil zeigt, ein vorgesteuertes Schaltventil, etc. die in einem Zylinderkopf vorgesehen sind.

3 ist eine vergrößerte Ansicht eines wesentlichen Teils der Anordnung von 2, die erste und zweite Ablassdurchgänge, usw. zeigt.

4 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die einen Zylinderkopf zeigt, ein Einlassventil, ein Ablassventil, ein vorgesteuertes Schaltventil, usw. aus 1.

5 ist eine vertikale Querschnittsansicht eines Drucklufterzeugers gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

6 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, gesehen aus der Richtung des Pfeils IV-IV in 5, die ein vorgesteuertes Schaltventil, etc. zeigt, das in einem Zylinderkopf vorgesehen ist.

7 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, gesehen aus der Richtung des Pfeils VII-VII in 6, die ein magnetisch betätigtes Ablassventil, usw. zeigt, das in dem Zylinderkopf vorgesehen ist.

8 ist ein pneumatisches Schaltkreisdiagramm, das den Drucklufterzeuger gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt, zusammen mit dem magnetisch betätigten Ablassventil, dem vorgesteuerten Schaltventil, usw.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Drucklufterzeuger gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden untenstehend detailliert beschrieben unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. In den folgenden Ausführungsformen wird die vorliegende Erfindung auf einen Drucklufterzeuger, der sich hin- und herbewegt, zum Gebrauch in einem Fahrzeug beispielhaft beschrieben.
1 bis 4 zeigen eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In den Figuren ist ein Kurbelgehäuse 1 in ein Motorgehäuse 2 integriert, das einen elektrischen Motor (nicht gezeigt) als Antrieb enthält. Eine Kurbelwelle 3 ist drehbar in dem Kurbelgehäuse 1 vorgesehen. Die Kurbelwelle 3 wird durch den elektrischen Motor zu einer Drehbewegung angetrieben. Es sollte bemerkt werden, daß die Kurbelwelle 3 mit einem Gegengewicht 3A versehen ist. Das Gegengewicht 3A ist angepasst, um der Kurbelwelle 3 ein Drehgegengewicht zu geben.
Ein Zylinder 4 ist auf dem Kurbelgehäuse 1 befestigt. Ein Kolben 5 ist gleitend in den Zylinder 4 eingepasst. Der Kolben 5 ist mit der Kurbelwelle 3 durch eine Verbindungsstange 6 verbunden, um sich vertikal in dem Zylinder 4 hin- und herzubewegen. Der Kolben 5 erzeugt Druckluft in einer Kompressionskammer in dem Zylinder 4 und stellt somit einen Erzeugungsmechanismus für Druckluft in Verbindung mit dem Zylinder 4 usw. dar.
Ein Zylinderkopf 7 ist auf dem Zylinder 4 befestigt und dort mit Bolzen 8 befestigt, um als ein Durchgangselement zu dienen. Wie in 2 und 3 gezeigt, ist der Zylinderkopf 7 mit einem Ansaugloch 9 und einem Ablassloch 10 versehen, die mit der Innenseite des Zylinders 4 in Verbindung stehen. Der Zylinderkopf 7 ist weiterhin mit einer Ansaugöffnung 11 versehen, die sich in der radialen Richtung des Ansauglochs 9 erstreckt, und einer Ablassöffnung 13, die sich in der tangentialen Richtung des Ablasslochs 10 erstreckt, um in Verbindung mit dem Ablassloch 10 einen Luftzufuhrdurchgang 12 zu bilden. Weiterhin ist der Zylinderkopf 7 mit Ablassdurchgängen 24 und 28 versehen (werden später beschrieben).
Wie in 2 gezeigt, ist der Zylinderkopf 7 integral mit einem ein Ventil aufnehmenden Zylinder 14 versehen, der in die Richtung vorsteht, die der Richtung, in die die Ablassöffnung 13 sich öffnet, gegenüberliegt. Der ein Ventil aufnehmende Zylinder 14 ist in der Form eines zylindrischen Elementes gebildet, von dem ein Ende geschlossen ist, und das einen verhältnismäßig großen Durchmesser hat. Ein magnetisch betätigtes Ablassventil 30 (wird später beschrieben), ist in dem ein Ventil aufnehmenden Zylinder 14 untergebracht.
Ein Einlassventil 15 öffnet oder schließt das Einlassloch 9 selektiv. Wie in 4 gezeigt, wird das Einlassventil 15 ständig in die Ventilschließrichtung durch eine Ventilfeder 16 gedrückt. Während des Ansaughubes des Kolbens 5 öffnet das Einlassventil 15 das Einlassloch 9 gegen die Ventilfeder 16, und erlaubt dadurch, dass die Außenluft in den Zylinder 4 von der Ansaugöffnung 11 durch das Einlassloch 9 angesaugt wird.
Ein Ablassventil 17 öffnet oder schließt das Ablassloch 10 selektiv. Eine zylindrische Führung 18 hält das Ablassventil 17 hebbar zurück. Wie in 4 gezeigt, ist die zylindrische Führung 18 in der Form eines Zylinders gestaltet, von dem ein Ende geschlossen ist. Die zylindrische Führung 18 nimmt das Ablassventil 17 zusammen mit einer Ventilfeder 19 auf. Die zylindrische Führung 18 ist in den Zylinderkopf 7 von über dem Ablassventil 17 aus eingeschraubt. Daher wird das Ablassventil 17 ständig in die Ventilschließrichtung durch die Ventilfeder 19 gedrückt. Es sollte bemerkt werden, dass in den 2 und 3 die Darstellung des Einlassventils 15 und des Ablassventils 17 ausgelassen ist, um das Einsaugloch 9 und das Auslassloch 10 deutlich zu zeigen.
Ein Ventilelementgleitloch 20 ist in dem Zylinderkopf 7 vorgesehen. Wie in 2 bis 4 gezeigt, ist das Ventilelementgleitloch 20 gegenüber dem Einlassloch 9 quer zum Auslassloch 10 angeordnet. Das Ventilelementgleitloch 20 ist in der Form eines gestuften Lochs gebildet, das sich annähernd horizontal erstreckt und zur Außenseite hin öffnet. Das Ventilelementgleitloch 20 stellt einen Teil eines vorgesteuerten Schaltventils 38 (wird später beschrieben) dar. Ein Ventilsitz 21 ist in dem Ventilelementgleitloch 20 gebildet an dessen Endoberflächenseite. Ein Ventilelement 39 (wird später beschrieben) bleibt in dem Ventilsitz oder trennt sich von dem Ventilsitz 21 selektiv.
Eine Auslassöffnung 22 ist in dem Zylinderkopf 7 vorgesehen. Wie in 4 gezeigt, steht die Auslassöffnung 22 an deren oberem Ende mit dem Ventilelementgleitloch 20 in Verbindung. Der untere Endbereich der Auslassöffnung 22 steht nach unten von der unteren Seite des Zylinderkopfes 7 vor und öffnet sich an die Außenseite.
Ein erster Auslassweg 23 erstreckt sich annähernd horizontal von der Lage des Auslasslochs 10 zum Ventilelementgleitloch 20. Der erste Auslassweg 23 steht an einem Ende von ihm mit dem Luftzufuhrdurchgang 12 in Verbindung und an seinem anderen Ende mit dem Ventilelementgleitloch 20 auf der Ventilsitz(21)-Seite. Der erste Auslassweg 23 stellt einen ersten Auslassdurchgang 24 in Verbindung mit dem Ventilelementgleitloch 20 und der Auslassöffnung 22 dar.
Ein erster Pilotdurchgang 25 ist in dem Zylinderkopf 7 geformt. Der erste Pilotdurchgang 25 ist im wesentlichen parallel zum Ventilelementgleitloch 20 und dem ersten Auslassweg 23 angebracht. Der erste Pilotdurchgang 25 steht an einem Ende von ihm mit dem Luftzufuhrdurchgang 12 in Verbindung. An dem anderen (distalen) Ende von ihm steht der erste Pilotdurchgang 25 mit einer Pilotkammer 43 des vorgesteuerten Schaltventils 38 (wird später beschrieben) in Verbindung, um Druckluft von dem Luftzufuhrdurchgang 12 in die Pilotkammer 43 als Pilotdruck einzuführen.
Ein Zweigweg 26 zweigt von einem mittleren Bereich des ersten Pilotdurchgangs 25 ab. Wie in 2 und 3 gezeigt, ist der Zweigweg 26 in der Form eines gestuften Lochs ausgebildet, das sich in der radialen Richtung des ersten Pilotdurchgangs 25 erstreckt. Der Zweigweg 26 steht mit einer Kammer 36A an der stromauf gelegenen Seite des magnetisch betätigten Auslassventils 30 (wird später beschrieben) in Verbindung.
Ein zweiter Auslassweg 27 ist in dem Zylinderkopf 7 gebildet, so dass er sich annähernd parallel zu dem Zweigweg 26 erstreckt. Der zweite Auslassweg 27 steht an einem Ende von ihm mit einer Kammer 36B an der stromab gelegenen Seite des magnetisch betätigten Auslassventils 30 (wird später beschrieben) in Verbindung. Am anderen Ende davon steht der zweite Auslassweg 27 mit der Auslassöffnung 22 in Verbindung, wie in 4 gezeigt ist. Der zweite Auslassweg 27 hat eine kleinere Fläche für den Strömungsweg als diejenige des ersten Auslassweges 23. Wie später festgestellt wird, hat der zweite Auslassweg 27 einen solchen Durchgangsdurchmesser, dass, wenn Druckluft durchfließt, der zweite Auslassweg 27 einen Öffnungswiderstand oder einen Behinderungswiderstand in Verbindung mit einem Luftloch 37 (wird später beschrieben), beispielsweise, hervorruft.
Der zweite Auslassweg 27 stellt einen zweiten Auslassdurchgang 28 in Verbindung mit dem Pilotdurchgang 25, dem Zweigweg 26 und der Kammer 36A an der stromaufwärtigen Seite und der Kammer 36B an der stromabwärtigen Seite des magnetisch betätigten Ablassventils 30 dar. Der zweite Auslassdurchgang 28 ist mit dem Luftzufuhrdurchgang 12 und der Auslassöffnung 22 parallel zum ersten Auslassdurchgang 24 verbunden.
Ein zweiter Pilotdurchgang 29 ist in dem Zylinderkopf 7 gebildet. Wie in 3 gezeigt, ist der zweite Pilotdurchgang 29 gegenüber dem zweiten Auslassweg 27 quer zu dem Zweigweg 26 angebracht. Der zweite Pilotdurchgang 29 erstreckt sich annähernd parallel zum zweiten Auslassweg 27. Der zweite Pilotdurchgang 29 steht mit einem Ende von ihm mit der Kammer 36B an der stromabwärtigen Seite des magnetisch betätigten Auslassventils 30 in Verbindung. An seinem anderen Ende steht der zweite Pilotdurchgang 29 mit einer Pilotkammer 44 des vorgesteuerten Schaltventils 38 (wird später beschrieben) in Verbindung.
Das magnetisch betätigte Auslassventil 30 ist in dem Ventil aufnehmenden Zylinder 14 in einer mittleren Position in dem zweiten Auslassdurchgang 28 vorgesehen. Wie in 2 und 3 gezeigt, besteht das magnetisch betätigte Auslassventil 30 im wesentlichen aus einem Ventilgehäuse 32 und einem Ventilelement 35. Das Ventilgehäuse 32 hat eine Spule 31, die um den äußeren Umfang des Gehäuses gewunden ist. Das Ventilgehäuse 32 hat einen Ventilsitzbereich 32A an einem seiner Enden. Der Endbereich des Ventilgehäuses 32, an dem der Ventilsitzbereich 32A vorgesehen ist, ist in einem Bereich großen Durchmessers des Zweigwegs 26 in einer luftdichten Weise eingepasst. Das Ventilelement 35 ist in dem Ventilgehäuse 32 gegenüber einem Kern 33 angebracht. Das Ventilelement 35 wird ständig in Richtung auf den Ventilsitzbereich 32A des Ventilgehäuses 32 durch eine Ventilfeder 34 gedrückt.
Das Ventilgehäuse 32 des magnetisch betätigten Auslassventils 30 definiert die Kammer 36A an der stromaufwärtigen Seite und die Kammer 36B an der stromabwärtigen Seite im Boden des das Ventil aufnehmenden Zylinders 14. Die Kammer 36A an der stromaufwärtigen Seite ist stromauf des Ventilsitzbereichs 32A angebracht. Die Kammer 36B an der stromabwärtigen Seite ist stromab des Ventilsitzbereichs 32A angebracht. Ein Luftloch 37 mit einem kleinen Durchmesser ist im Zentrum des Ventilsitzbereichs 32A vorgesehen. Das Luftloch 37 wird selektiv durch das Ventilelement 35 geöffnet oder geschlossen. Bei dem magnetisch betätigten Auslassventil 30 ruht das Ventilelement 35 auf dem Ventilsitzbereich 32A durch die Ventilfeder 34, um das Luftloch 37 zu schließen, wenn die äußere Zufuhr eines elektrischen Stroms gestoppt wird (ausgeschaltet wird), und unterbricht dadurch die Verbindung zwischen der Kammer 36A an der stromaufwärtigen Seite und der Kammer 36B an der stromabwärtigen Seite.
Wenn das magnetisch betätigte Auslassventil 30 extern mit einem elektrischen Strom versorgt wird, um die Spule 31 anzuregen, wird das Ventilelement 35 in Richtung auf den Kern 33 gegen die Ventilfeder 34 angezogen, und dadurch von dem Ventilsitzbereich 32A getrennt, um das Luftloch 37 zu öffnen. Folglich stehen die Kammer 36A an der stromaufwärtigen Seite und die Kammer 36B an der stromabwärtigen Seite miteinander in Verbindung, und dadurch strömt die Druckluft, die von dem Luftzufuhrdurchgang 12 (erster Pilotdurchgang 25) zugeführt wird, von der Kammer 36A an der stromaufwärtigen Seite in die Kammer 36B an der stromabwärtigen Seite.
In diesem Fall bleibt das Ventilelement 35 auf dem Ventilsitzbereich 32A, um das Luftloch 37 zu schließen, wenn das magnetisch betätigte Auslassventil 30 geschlossen ist. Daher nimmt das Ventilelement 35 den Druck der Druckluft mit einer Druck aufnehmenden Fläche auf, die dem Durchmesser des Luftlochs 37 entspricht (Öffnungsdurchmesser). Aus diesem Grund ist es nötig, dass die wirkende Kraft der Ventilfeder 34 entsprechend dem Öffnungsdurchmesser des Luftlochs 37 erhöht wird. Wenn die wirkende Kraft der Ventilfeder 34 erhöht wird, muss die Größe der Spule 31 entsprechend vergrößert werden.
Das vorgesteuerte Schaltventil 38 ist in dem Zylinderkopf 7 in einer mittleren Position in dem ersten Auslassdurchgang 24 vorgesehen. Das vorgesteuerte Schaltventil 38 besteht im wesentlichen aus einem spulenförmigen Ventilelement 39, einem Gehäuse 40 und einer Feder 41. Das spulenförmige Ventilelement 39 ist in dem Ventilelementgleitloch 20 eingepasst und ein Ende des Ventilelementes 39 ruht jeweils auf bzw. trennt sich von dem Ventilsitz 21. Das Gehäuse 40 ist an dem anderen Ende des Ventilelementes 39 positioniert, um das offene Ende des Ventilelementgleitlochs 20 zu schließen. Die Feder 41 ist zwischen dem Ventilelement 39 und dem Gehäuse 40 platziert, um das Ventilelement 39 ständig in Richtung auf den Ventilsitz 21 mit einer verhältnismäßig geringen Federkraft zu drücken.
Eine ringförmige Nut 39A ist am äußeren Umfang eines (distalen) Endbereichs des Ventilelementes 39 gebildet, das in Richtung auf den Ventilsitz 21 weist. Die ringförmige Nut 39A definiert einen ringförmigen Durchgang 42 zwischen ihr selbst und der inneren Umfangswand des Ventilelementgleitlochs 20. Der ringförmige Durchgang 42 steht mit der Auslassöffnung 22 zu jeder Zeit in Verbindung. Ein ringförmiger Reif 39B steht radial nach außen von einem axial mittleren Bereich des Ventilelementes 39 vor. Der ringförmige Reif 39B definiert erste und zweite Pilotkammern 43 und 44 in dem Ventilelementgleitloch 20.
Die erste und zweite Pilotkammer 43 und 44 sind voneinander in der axialen Richtung des Ventilelementes 39 getrennt. Die erste Pilotkammer 43, die näher an dem Gehäuse 40 ist, steht mit dem ersten Pilotdurchgang 25 zu allen Zeiten in Verbindung. Die zweite Pilotkammer 44 steht mit dem zweiten Pilotdurchgang 29 zu allen Zeiten in Verbindung. Wie in 4 gezeigt, ist der ringförmige Reif 39B des Ventilelementes 39 so angeordnet, dass die Druck aufnehmende Fläche S1 in Bezug auf die erste Pilotkammer 43 kleiner ist als die Druck aufnehmende Fläche S2 in Bezug auf die zweite Pilotkammer 44, wie es durch die folgende Formel (1) ausgedrückt wird: S2 > S1 > S3
Weiterhin hat das Ventilelement 39 eine Druck aufnehmende Fläche S3 in Bezug auf den ersten Auslassweg 23 in einem Zustand, in dem das Ventilelement 39 auf dem Ventilsitz 21 ruht. Die Druck aufnehmende Fläche S3 ist kleiner als die Druck aufnehmende Fläche S1 in Bezug auf die erste Pilotkammer 43, wie durch die obenstehende Formel (1) ausgedrückt wird.
Das Folgende ist eine Beschreibung der Bedienung des Drucklufterzeugers zum Gebrauch in einem Fahrzeug gemäß dieser Ausführungsform, der die oben beschriebene Anordnung hat.
Zuerst ist die Auslassöffnung 13, die in dem Zylinderkopf 7 vorgesehen ist, in einem Zustand, in dem der Drucklufterzeuger in einem Fahrzeug montiert ist, mit einem Luftfederungssystem (nicht gezeigt) des Fahrzeuges durch einen Lufttrockner (nicht gezeigt) verbunden. Um die Fahrzeughöhe durch das Luftfederungssystem anzuheben, wird verursacht, dass sich der Kolben 5 in dem Zylinder 4 hin- und herbewegt, und dadurch Luft verdichtet, die durch das Einlassventil 15 in den Zylinder 4 eingesaugt ist, und die Druckluft von dem Auslassventil 17 in den Luftzufuhrdurchgang 12 abgibt.
In diesem Fall wird das magnetisch betätigte Auslassventil 30, das in dem Zylinderkopf 7 vorgesehen ist, geschlossen gehalten. Folglich ist, wie in 2 und 3 gezeigt, die Verbindung zwischen der Kammer 36A der stromaufwärtigen Seite und der Kammer 36B der stromabwärtigen Seite des magnetisch bedingten Auslassventils 30 durch das Ventilelement 35 unterbrochen. In dem vorgesteuerten Schaltventil 38 steht die Pilotkammer 44 mit der Auslassöffnung 22 durch den zweiten Pilotdurchgang 29, der Kammer 36B auf der stromabwärtigen Seite und dem zweiten Auslassweg 27 in Verbindung und steht damit weiterhin mit der Außenluft in Verbindung. Folglich wird der Druck in der Pilotkammer 44 auf einem niedrigen Druck aufrechterhalten, der im wesentlichen dem der Außenluft entspricht.
Auf der anderen Seite wird der Pilotkammer 43 des vorgesteuerten Schaltventils 38 Druckluft von dem Luftzufuhrdurchgang 12 durch den ersten Pilotdurchgang 25 als Pilotdruck zugeführt. Entsprechend nimmt das Ventilelement 39 den Pilotdruck von der Pilotkammer 43 auf, mit der Druck aufnehmenden Fläche S1, wie in 4 gezeigt. Folglich wird das Ventilelement 39 in die Ventilschließrichtung zusammen mit der Feder 41 gedrückt.
In der Zwischenzeit nimmt das Ventilelement 39 den Pilotdruck von dem Auslassweg 23 auf der Ventilsitz(21)-Seite mit der Druck aufnehmenden Fläche des S3 auf. Da jedoch die Druck aufnehmende Fläche S1 größer ist als die Druck aufnehmende Fläche S3, wie es durch die obenstehende Formel (1) ausgedrückt ist, wird das Ventilelement 39 in der Ventilschließposition gehalten.
Die Verbindung zwischen dem Auslassweg 23 und der Auslassöffnung 22 wird durch das Ventilelement 39 unterbrochen. Folglich wird verhindert, dass die Druckluft im Luftzufuhrdurchgang 12 in Richtung auf den Auslassweg 23 fließt. Folglich wird die Druckluft, die in den Luftzufuhrdurchgang 12 abgegeben wird, von dem Auslassventil 17 nur der Luftfederungssystemseite von der Auslassöffnung 13 in Richtung auf den externen Lufttrockner zugeführt. In dem Luftfederungssystem wird die Luftkammer durch die Zufuhr von Druckluft ausgedehnt. Folglich wird die Fahrzeughöhenanpassung so ausgeführt, dass die Fahrzeughöhe angehoben wird.
Als nächstes, um die Fahrzeughöhe zu erniedrigen, wird das magnetisch bediente Auslassventil 30 in einem Zustand geöffnet, in dem die Hin- und Herbewegung des Kolbens 5 gestoppt wird, wodurch bewirkt wird, dass das Ventilelement 35 das Luftloch 37 öffnet und folglich erlaubt, dass die Kammer 36A der stromaufwärtigen Seite und die Kammer 36B der stromabwärtigen Seite miteinander in Verbindung stehen. Folglich steht der Pilotdurchgang 25 mit der Auslassöffnung 22 durch den Zweigweg 26, die Kammer 36A der stromaufwärtigen Seite, die Kammer 36B der stromabwärtigen Seite und den Auslassweg 27 in Verbindung, und ein Teil der Druckluft in dem Luftzufuhrdurchgang 12 wird an die Außenseite durch das magnetische betätigte Auslassventil 30 abgegeben.
Der Pilotdurchgang 25 und der Auslassweg 27 sind jedoch mit einer kleineren Strömungswegfläche als derjenigen des Auslassweges 23 gebildet. Daher unterliegt die Druckluft, die zu dieser Zeit abgegeben wird, einem Behinderungswiderstand, wenn sie z.B. durch den Auslassweg 27 strömt. Entsprechend kann ein Pilotdruck, der etwa dem Druck in dem Pilotdurchgang 25 entspricht, in dem Pilotdurchgang 29 erzeugt werden.
Daher werden in etwa gleiche Pilotdrücke zu den Pilotkammern 43 und 44 des vorgesteuerte Schaltventils 38 zugeführt. Da das Ventilelement 39 so angeordnet ist, dass die Druck aufnehmende Fläche S2 auf der Pilotkammer(44)-Seite größer ist als die Druck aufnehmende Fläche S1 auf der Pilotkammer(43)-Seite, wie durch die obenstehende Formel (1) ausgedrückt wird, wird das Ventilelement 39 in eine Ventilöffnungsposition gegen die Feder 41 bewegt, die eine verhältnismäßig schwache Feder ist.
Wenn das Ventilelement 39 des vorgesteuerten Schaltventils 38 sich in die Ventilöffnungsposition bewegt, steht der Auslassweg 23 mit der Auslassöffnung 22 in Verbindung. Folglich wird die Druckluft in dem Luftzufuhrdurchgang 12 an die Außenseite durch den Auslassweg 23 abgegeben, den ringförmigen Durchgang 42 und die Auslassöffnung 22. Entsprechend kann Druckluft von der Luftkammer des Luftfederungssystems durch den ersten Auslassdurchgang 24 (Auslassweg 23) und den zweiten Auslassdurchgang 28 (Auslassweg 27) in einer großen Menge (bei einer hohen Strömungsrate) innerhalb eines kurzen Zeitraums abgegeben werden.
Weiterhin sind entsprechend dieser Ausführungsform der erste und zweite Auslassdurchgang 24 und 28 parallel zwischen dem Luftzufuhrdurchgang 12 und der Auslassöffnung 22 des Zylinderkopfes 7 vorgesehen. Das vorgesteuerte Schaltventil 38 ist in einer mittleren Position in dem ersten Auslassdurchgang 24 vorgesehen, und das magnetisch betätigte Auslassventil 30 ist in einer Zwischenposition in dem zweiten Auslassdurchgang 28 vorgesehen. Das magnetisch betätigte Auslassventil 30 wird selektiv geöffnet oder geschlossen mit einem elektrischen Strom, der von außen zugeführt wird, und dadurch einen Pilotdruck zuführt oder entlädt, zur geöffnet/geschlossen-Steuerung in bezug auf das Ventilelement 39 des vorgesteuerten Schaltventils 38.
Wenn verursacht wird, dass das Ventilelement 35 des magnetisch betätigten Auslassventils 30 das Luftloch 37 öffnet, um dadurch zu ermöglichen, dass die Kammer 36A der stromaufwärtigen Seite und die Kammer 36B der stromabwärtigen Seite miteinander in Verbindung stehen, um die Fahrzeughöhe auf ein niedrigeres Niveau anzupassen, kann der Pilotdurchgang 25 mit der Auslassöffnung 22 durch den Zweigweg 26, die Kammer 36A der stromaufwärtigen Seite, die Kammer 36B der stromabwärtigen Seite und den Auslassweg 27 in Verbindung stehen. Entsprechend kann die Druckluft in dem Luftzufuhrdurchgang 12 an die Außenseite von dem zweiten Auslassdurchgang 28 mit einer verhältnismäßig geringen Strömungsrate abgegeben werden. Zusätzlich kann ein Pilotdruck zur Bewegung des Ventilelementes 39 in die Ventilöffnungsrichtung von dem Pilotdurchgang 29 an die Pilotkammer 44 des vorgesteuerten Schaltventils 38 zugeführt werden.
Als Folge davon ermöglicht es das Ventilelement 39 des vorgesteuerten Schaltventils 38, dass der Auslassweg 23 mit der Auslassöffnung 22 in Verbindung steht. Folglich kann die Druckluft in dem Luftzufuhrdurchgang 12 an die Auslassöffnung 22 von dem Auslassweg 23 mit einer hohen Strömungsrate abgegeben werden. Folglich kann die Druckluft von der Luftkammer des Luftfederungssystems durch den ersten und zweiten Auslassdurchgang 24 und 28 gleichzeitig abgegeben werden. Entsprechend ist es möglich, die benötigte Zeit, um Druckluft abzugeben, um die Fahrzeughöhe zu erniedrigen, sicher zu verkürzen.
Gemäß dem Stand der Technik wird Druckluft an die Außenseite nur durch das Luftloch 37 des magnetisch betätigten Auslassventils 30 z.B. abgegeben. Daher ist es schwierig, die Zeit, die benötigt wird, um die Druckluft zu entladen, zu verkürzen, ohne den Öffnungsdurchmesser des Luftlochs 37 zu vergrößern, und es ist nötig, um den Öffnungsdurchmesser des Luftlochs 37 zu vergrößern, eine Gestaltungsänderung durchzuführen, so, dass das magnetisch betätigte Auslassventil 30 groß in der Größe wird.
Im Gegensatz dazu ermöglicht diese Ausführungsform, dass Druckluft schnell mit einer hohen Strömungsrate durch den ersten und zweiten Auslassdurchgang 24 und 28 durch das magnetisch betätigte Auslassventil 30 und das vorgesteuerte Schaltventil 38 abgegeben wird. Entsprechend kann die Zeit, die benötigt wird, um die Druckluft während der Fahrzeughöhenanpassung abzugeben, sicher verkürzt werden.
Weiterhin muss das magnetisch betätigte Auslassventil 30 nicht groß gemacht werden, und es ist möglich, das derzeit verwendete magnetisch betätigte Auslassventil zu verwenden.
Entsprechend ist es möglich bei dieser Ausführungsform, dass die Auslassgeschwindigkeit der Druckluft erhöht werden kann, ohne die Größe des Zylinderkopfes 7 zu vergrößern. Entsprechend kann die Fahrzeughöhenanpassung z.B. innerhalb eines verkürzten Zeitraums durchgeführt werden. Zusätzlich kann der Drucklufterzeuger zur Verwendung in einem Fahrzeug klein in der Größe gestaltet werden und insgesamt als kompakte Struktur gebildet werden.
5 bis 8 zeigen eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Merkmal dieser Ausführungsform liegt ebenfalls darin, dass eine ringförmige, Druck aufnehmende Kammer zwischen einem Bereich eines Ventilelementgleitlochs in einem vorgesteuerten Schaltventil und einem Ventilelement davon gebildet ist, und dass, wenn ein magnetisch betätigtes Auslassventil geschlossen wird, die Druck aufnehmende Kammer zur Atmosphäre geöffnet wird, wohingegen, wenn das magnetisch betätigte Auslassventil geöffnet wird, ein Pilotdruck in die Druck aufnehmende Kammer eingeführt wird, um das Ventilelement in eine Ventilöffnungsposition zu bewegen. Es sollte bemerkt werden, dass in dieser Ausführungsform die gleichen Elemente wie diejenigen in der ersten Ausführungsform durch die gleichen Referenzziffern bezeichnet werden und eine Beschreibung davon entfällt.
Unter Bezugnahme auf die Figuren umfasst ein Drucklufterzeuger 51, der in dieser Ausführungsform eingesetzt wird, ein Kurbelgehäuse 1, ein Motorgehäuse 2, eine Kurbelwelle 3, die ein Gegengewicht 3A hat, einen Zylinder 4, einen Kolben 5 und eine Verbindungsstange 6 auf eine im wesentlichen gleiche Weise wie in der ersten Ausführungsform.
Ein Zylinderkopf 52 ist auf dem Zylinder 4 durch Bolzen 53 befestigt, um als ein Durchgangselement zu dienen. Der Zylinderkopf 52 ist annähernd auf die gleiche Weise wie der Zylinderkopf 7, wie in der ersten Ausführungsform festgestellt, angeordnet. Wie in 6 gezeigt, ist der Zylinderkopf 52 mit einem Einlassloch 54 versehen, einem Auslassloch 55, einer Auslassöffnung 56 und Auslassdurchgängen 65 und 92 (werden später beschrieben). Es sollte bemerkt werden, dass die Auslassöffnung 56, die in dem Zylinderkopf 52 vorgesehen ist, einen Teil eines Luftzufuhrdurchgangs 91 (wird später beschrieben) darstellt.
Wie in 5 und 7 gezeigt, ist der Zylinderkopf 52 mit einem abgestuften Ventilbefestigungsbereich 57 versehen. Der Ventilbefestigungsbereich 57 ist auf einer Seite des Zylinders 4 angebracht und öffnet sich nach unten. Ein magnetisch betätigtes Auslassventil 77 (wird später beschrieben) ist lösbar an dem Ventilbefestigungsbereich 57 befestigt. Wie in 7 gezeigt, ist der Ventilbefestigungsbereich 57 mit einem radialen Luftloch 57A versehen. Das Luftloch 57A steht mit einer atmosphärischen Kammer 76 eines vorgesteuerten Schaltventils 71 (wird später beschrieben) zu jeder Zeit in Verbindung.
Ein Auslassventil 58 öffnet oder schließt selektiv das Auslassloch 55. Das Auslassventil 58 wird ständig in eine Ventilschließrichtung durch eine Ventilfeder 59 gedrückt. Wenn es geöffnet wird, ermöglicht das Auslassventil 58, dass Druckluft von dem Auslassloch 55 zu der Auslassöffnung 56 strömt.
Ein Ventilelementgleitloch 60 ist in dem Zylinderkopf 52 als ein abgestuftes Loch gebildet. Wie in 6 gezeigt, hat das Ventilelementgleitloch 60 einen Lochbereich 60A mit einem kleinen Durchmesser, der sich in der horizontalen Richtung erstreckt und an einem Ende davon mit einem Auslassweg 64 (wird später beschrieben) in Verbindung steht. Das Ventilelementgleitloch 60 hat weiterhin einen Lochbereich 60B mit einem großen Durchmesser, der an dem anderen Ende des Lochbereichs 60A mit kleinem Durchmesser angebracht ist, und sich an die Außenseite des Zylinderkopfes 52 öffnet. Ein ringförmiger Schulterbereich 60C ist zwischen dem Lochbereich 60A kleinen Durchmessers und dem Lochbereich 60B großen Durchmessers gebildet.
Das Ventilelementgleitloch 60 stellt einen Teil des vorgesteuerten Schaltventils 71 (wird später beschrieben) dar. Ein Ventilsitz 61 ist an der Grenze zwischen dem Lochbereich 60A kleinen Durchmessers des Ventilelementgleitlochs 60 und dem Auslassweg 64 gebildet. Ein abgestuftes Ventilelement 72 (wird später beschrieben) ruht selektiv auf dem Ventilsitz 61 oder ist getrennt davon.
Eine Einlass- und Auslassöffnung 62 ist in dem Zylinderkopf 52 vorgesehen, dass sie sich in eine Richtung annähernd senkrecht zu dem Ventilelementgleitloch 60 erstreckt. Wie in 6 gezeigt, steht die Einlass- und Auslassöffnung 62 an ihrem proximalen Ende mit dem Lochbereich 60A kleinen Durchmessers des Ventilelementgleitlochs 60 in Verbindung. Das distale Ende der Einlass- und Auslassöffnung 62 steht nach hinten von dem Zylinderkopf 52 vor und öffnet sich zur Außenseite.
Ein Einlassweg 63 ist in dem Zylinderkopf 52 vorgesehen, dass er die Einlass- und Auslassöffnung 62 annähernd in einem rechten Winkel zu schneidet. Der Einlassweg 63 steht an seinem einem Ende mit dem Einlassloch 54 in Verbindung und an seinem anderen Ende mit der Einlass- und Auslassöffnung 62. Während der Betätigung des Drucklufterzeugers 51 wird Luft in den Zylinder 4 gesaugt, wenn ein Einlassventil (nicht gezeigt) geöffnet ist, durch die Einlass- und Auslassöffnung 62, den Einlassweg 63 und das Einlassloch 54.
Ein Auslassweg 64 erstreckt sich im wesentlichen horizontal von der Position des Auslassventils 58 auf das Ventilelementgleitloch 60. Der Auslassweg 64 steht an seinem einem Ende mit der Auslassöffnung 56 in Verbindung und an seinem anderen Ende mit dem Ventilelementgleitloch 60 auf der Seite des Ventilsitzes 61. Der Auslassweg 64 stellt einen ersten Auslassdurchgang 65 in Verbindung mit dem Ventilelementgleitloch 16 und der Einlass- und Auslassöffnung 62 dar.
Ein Verbindungsöffnung 66 ist in dem Zylinderkopf 52 vorgesehen. Die Verbindungsöffnung 66 ist gegenüber der Einlass- und Auslassöffnung 62 angebracht, quer zum Lochbereich 60A kleinen Durchmessers des Ventilelementgleitlochs 60. Die verbindende Öffnung 66 ist mit einer Fuge 67 versehen. Der Stift 67 ist mit einem Luftzufuhrdurchgang 91 verbunden (gezeigt in 8) durch eine Zweigleitung 93 (wird später beschrieben).
Ein Druckeinführungsweg 68 ist in dem Zylinderkopf 52 vorgesehen, so dass er mit der Verbindungsöffnung 66 zu jeder Zeit in Verbindung steht. Wie in 7 gezeigt, hat der Druckeinführungsweg 68 einen abgestuften Durchführungsbereich 68A, der sich nach unten erstreckt. Der Durchführungsbereich 68A steht am unteren Ende (Bereich großen Durchmessers) von ihm mit einer Kammer 87A der stromaufwärtigen Seite eines magnetisch betätigten Auslassventils 77 (wird später beschrieben) zu jeder Zeit in Verbindung.
Ein Pilotdurchgang 69 ist in dem Zylinderkopf 52 vorgesehen. Der Pilotdurchgang 69 ist als ein länglicher Durchgang, der sich nach unten erstreckt, gebildet und ist zwischen dem ringförmigen abgestuften Bereich 60C des Ventilelementgleitlochs 60 und dem Durchführungsbereich 68A des Druckeinführungsweges 68 angeordnet. Der Pilotdurchgang 69 steht an seinem oberen Ende mit einer Druck aufnehmenden Kammer 75 eines vorgesteuerten Schaltventils 71 (wird später beschrieben) zu jeder Zeit in Verbindung. An seinem unteren Ende steht der Pilotdurchgang 69 mit einem ringförmigen Durchgang 86 (wird später beschrieben) in Verbindung.
Bolzendurchführungsbereiche 70 mit einer zylindrischen Form sind auf dem Zylinderkopf 52 vorgesehen. Wie in 5 gezeigt, werden Bolzen 53 durch die Bolzendurchführungsbereiche 70 jeweils durchgeführt. Somit ist der Zylinderkopf 52 lösbar am oberen Ende des Zylinders 4 befestigt.
Das vorgesteuerte Schaltventil 71 ist in dem Zylinderkopf 52 in einer mittleren Position in dem ersten Auslassdurchgang 65 vorgesehen. Wie in 6 gezeigt, besteht das vorgesteuerte Schaltventil 71 im wesentlichen aus einem abgestuften Ventilelement 72, einem Gehäuse 73 und einer Feder 74. Das abgestufte Ventilelement 72 ist in dem Ventilelementgleitloch 60 eingepasst. Ein Endbereich des abgestuften Ventilelementes 72 ist als ein Ventilbereich 72A definiert, der selektiv auf dem Ventilsitz 61 ruht oder von ihm getrennt ist. Das Gehäuse 73 ist an dem anderen Ende des abgestuften Ventilelementes 72 angebracht, um das offene Ende des Ventilelementgleitlochs 60 zu schließen. Die Feder 74 ist zwischen dem abgestuften Ventilelement 72 und dem Gehäuse 73 platziert, um als eine Wirkvorrichtung zu dienen, die das abgestufte Ventilelement 72 zu allen Zeiten in Richtung auf den Ventilsitz 61 drückt. Es sollte bemerkt werden, dass das Gehäuse 73 ein Durchgangselement in Verbindung mit dem Zylinderkopf 52 darstellt.
Das abgestufte Ventilelement 72 definiert eine ringförmige Druck aufnehmende Kammer 75 als eine Pilotkammer zwischen ihr selbst und dem ringförmigen abgestuften Bereich oder der Schulter 60C des Ventilelementgleitlochs 60. Der Druck aufnehmenden Kammer 75 wird selektiv ermöglicht, mit dem Druck einführenden Weg 68 oder der Atmosphäre durch den Pilotdurchgang 69, das magnetisch betätigte Auslassventil 77 usw. in Verbindung zu stehen. Die Feder 74 des vorgesteuerten Schaltventils 71 drückt das abgestufte Ventilelement 72 ständig in eine Richtung, in der sich die Druck aufnehmende Kammer 75 zusammenzieht. Indem verursacht wird, dass der Ventilbereich 72A des abgestuften Ventilelementes 72 auf dem Ventilsitz 61 ruht, wird das vorgesteuerte Schaltventil 71 in einer Ventilschließposition (I), gezeigt in 8, gehalten.
Wenn das magnetisch gesteuerte Auslassventil 77 (wird später beschrieben) von einer Position niedrigen Drucks (a) auf eine Position hohen Drucks (b) geschaltet wird, wird ein hoher Druck von dem Druckeinführungsweg 68 in die Druck aufnehmende Kammer 75 durch den Pilotdurchgang 69 zugeführt. Folglich wird das vorgesteuerte Schaltventil 71 von der Ventilschließposition (I) auf eine Ventilöffnungsposition (II) gegen die Feder 74 geschaltet. Zu dieser Zeit wird das abgestufte Ventilelement 72 des vorgesteuerten Schaltventils 71 in dem Ventilelementgleitloch 60 gegen die Feder 74 verschoben, um sich von dem Ventilsitz 61 zu trennen, und dadurch zu erlauben, dass der Auslassweg 64 mit der Einlass- und Auslassöffnung 62 in Verbindung steht und dadurch Druckluft von dem Luftzufuhrdurchgang 91 zur Außenseite abgibt.
Eine atmosphärische Kammer 76 ist zwischen dem Zylinderkopf 52 und dem Gehäuse 73 am offenen Ende des Ventilelementgleitlochs 60 gebildet. Die atmosphärische Kammer 76 steht ständig mit der Außenseitenluft durch den Einlassweg 63 und die Einlass- und Auslassöffnung 62 in Verbindung und wird auf dem atmosphärischen Druck gehalten. Die atmosphärische Kammer 76 steht ebenso ständig mit einem äußeren Durchgangsbereich 84 des magnetisch betätigten Auslassventils 77 (wird später beschrieben) durch das Luftloch 57A (gezeigt in 7) in Verbindung, das in dem Ventilbefestigungsbereich 57 des Zylinderkopfes 52 gebildet ist.
Das magnetisch betätigte Auslassventil 77 ist an dem Ventilbefestigungsbereich 57 des Zylinderkopfes angebracht, um sich nach unten an der Seite des Zylinders 4 zu erstrecken. Wie in 5 und 7 gezeigt, ist das magnetisch betätigte Auslassventil 77 in der Form eines Zylinders gebildet, von dem ein Ende geschlossen ist. Das magnetisch betätigte Auslassventil 77 hat ein Ventilgehäuse 78, das lösbar an seinem oberen offenen Ende befestigt ist mit dem Ventilbefestigungsbereich 57 des Zylinderkopfes 53. Ein Ventilaufnahmezylinder 79 ist in dem Ventilgehäuse 78 platziert. Der Ventilaufnahmezylinder 79 hat einen Ventilsitzbereich 79A an seinem oberen Ende. Der Ventilsitzbereich 79A ist in den Bereich großen Durchmessers des Durchgangsbereichs 68A in einer luftdichten Weise eingepasst. Eine Spule 80 ist am äußeren Umfang des Ventilaufnahmezylinders 79 gewunden, so dass sie zwischen dem Ventilaufnahmezylinder 79 und dem Ventilgehäuse 78 liegt. Das magnetisch betätigte Auslassventil 77 hat weiterhin ein Ventilelement 81, einen Kern 82 usw. (wird später beschrieben).
Das Ventilelement 81 des magnetisch betätigten Auslassventils 77 ist in dem Ventilaufnahmezylinder 79 platziert, so dass es dem Kern 82 gegenüberliegt. Wie in 7 gezeigt, ist das Ventilelement 81 gleitbar in den Ventilaufnahmezylinder 79 eingepasst, direkt über dem Kern 82. Das Ventilelement 81 hat einen ersten Ventilbereich 81a, der an seinem oberen Ende vorgesehen ist. Der erste Ventilbereich 81a ruht jeweils auf dem Ventilsitzbereich 79A oder trennt sich von ihm. Eine Ventilfeder 83 ist zwischen dem Ventilelement 81 und dem Kern 82 platziert. Die Ventilfeder 83 drückt das Ventilelement 81 ständig nach oben in Richtung auf den Ventilsitzbereich 79A des Ventilaufnahmezylinders 79.
Der Kern 82 hat einen Luftdurchgang 82a mit einem kleinen Durchmesser, der axial in der Mitte von ihm vorgesehen ist. Ein zweiter Ventilbereich 81B ist am Boden des Ventilelementes 81 vorgesehen, um den Luftdurchgang 82a selektiv zu öffnen oder zu schließen. Der Luftdurchgang 82a des Kerns 82 steht am unteren Ende von ihm mit einem ringförmigen äußeren Durchgangsbereich 84 in Verbindung, der zwischen dem Ventilgehäuse 78 und der Spule 80 gebildet ist. Folglich steht der Luftdurchgang ständig mit der atmosphärischen Kammer 76 in Verbindung, die im Inneren des Gehäuses 73 gebildet ist, durch den äußeren Durchgangsbereich 84 und das Luftloch 57A des Ventilbefestigungsbereichs 57. Auf der anderen Seite ist ein innerer Durchgangsbereich 85 zwischen dem Ventilelement 81 und dem Ventilaufnahmezylinder 79 vorgesehen. Der innere Durchgangsbereich 85 ist durch eine Nut gebildet, die sich axial am äußeren Umfang des Ventilelementes 81 erstreckt. Der innere Durchgangsbereich 85 wird selektiv in Verbindung oder aus der Verbindung mit dem Luftdurchgang 82a durch den zweiten Ventilbereich 88b gebracht.
Der Ventilaufnahmezylinder 79 des magnetisch betätigten Auslassventils 77 ist auf dem Ventilbefestigungsbereich 57 des Zylinderkopfes 52 von unten angebracht und ein ringförmiger Durchgang 86 ist um den äußeren Umfang des Ventilaufnahmezylinders 79 gebildet. Der ringförmige Durchgang 86 steht mit dem Pilotdurchgang 69 zu jeder Zeit in Verbindung. Der Ventilaufnahmezylinder 79 definiert eine Kammer 87A der stromaufwärtigen Seite und eine Kammer 87B der stromabwärtigen Seite zwischen ihm selbst und dem Durchgangsbereich 68A des Druck einführenden Wegs 68. Die Kammer 87A der stromaufwärtigen Seite ist über (stromaufwärts) dem Ventilsitzbereichs 79A positioniert. Die Kammer 87B der stromabwärtigen Seite ist unter (stromabwärts) dem Ventilsitzbereichs 79A positioniert. Die Kammer 87B der stromabwärtigen Seite steht zu jeder Zeit mit dem ringförmigen Durchgang 86 in Verbindung.
Ein Luftloch 88 mit einen kleinen Durchmesser ist in dem Zentrum des Ventilsitzbereichs 79A vorgesehen. Das Luftloch 88 wird selektiv geöffnet oder geschlossen durch den Ventilbereich 81A des Ventilelementes 81. Bei dem magnetisch betätigten Auslassventil 77 wird durch die Ventilfeder 83 verursacht, dass der erste Ventilbereich 81A des Ventilelementes 81 auf dem Ventilsitzbereich 79A ruht, um das Luftloch 88 zu schließen, wenn die externe Zufuhr eines elektrischen Stroms gestoppt wird (unterbrochen wird), wie in 7 gezeigt, und dadurch wird die Verbindung zwischen der Kammer 87A der stromaufwärtigen Seite und der Kammer 87B der stromabwärtigen Seite unterbrochen.
In diesem Fall steht der innere Durchgangsbereich 85 zwischen dem Ventilaufnahmezylinder 79 und dem Ventilelement 81 ständig mit der Kammer 87B der stromabwärtigen Seite an der ersten Ventilbereich(81A)-Seite in Verbindung. Da der zweite Ventilbereich 81B den Luftdurchgang 82A des Kerns 82 öffnet, steht der innere Durchgangsbereich 85 zusätzlich auch mit dem äußeren Durchgangsbereich 84 durch den Luftdurchgang 82A in Verbindung. Folglich steht die Druck aufnehmende Kammer 75 des vorgesteuerten Schaltventils 71 mit der atmosphärischen Kammer 76 durch den Pilotdurchgang 69, den ringförmigen Durchgang 86, die Kammer 87B der stromabwärtigen Seite, den inneren Durchgangsbereich 85 und den Luftdurchgang 82A des Kerns 82 in Verbindung. Folglich wird die Druck aufnehmende Kammer 75 auf atmosphärischem Druck gehalten.
Auf der anderen Seite wird das Ventilelement 81 in Richtung auf den Kern 82 gegen die Ventilfeder 83 gezogen, wenn das magnetisch betätigte Ablassventil 77 von außen mit einem elektrischen Strom versorgt wird, um die Spule 80 anzuregen, was verursacht, dass der erste Ventilbereich 81a des Ventilelementes 81 sich von dem Ventilsitzbereich 79A trennt. Zu diesem Zeitpunkt stehen die Kammer 87A der stromaufwärtigen Seite und die Kammer 87B der stromabwärtigen Seite miteinander in Verbindung, da der Ventilbereich 81A des Ventilelementes 81 das Luftloch 88 öffnet. Folglich wird Druckluft von dem Druckeinführungsweg 68 (Luftzufuhrdurchlass 91) zur Druck aufnehmenden Kammer 75 des vorgesteuerten Schaltventils 71 durch die Kammer 87A der stromaufwärtigen Seite, die Kammer 87B der stromabwärtigen Seite, den ringförmigen Durchgang 86 und den Pilotdurchgang 69 zugeführt.
In dem Zustand, in dem das Ventilelement 81 gegen die Ventilfeder 83 durch den extern zugeführten elektrischen Strom geführt wurde, schließt der zweite Ventilbereich 81B den Luftdurchgang 82A des Kerns 82. Folglich wird der innere Durchgangsbereich 85 vom äußeren Durchgangsbereich 84 und der atmosphärischen Kammer 76 abgeschnitten. Daher wird das magnetisch betätigte Ablassventil 77 von der Position niedrigen Drucks (a) auf die Position hohen Drucks (b) geschaltet, die in 8 gezeigt sind. Folglich wird hoher Druck von dem Druckeinführungsweg 68 zur Druck aufnehmenden Kammer 75 durch den Pilotdurchgang 69 zugeführt, um das vorgesteuerte Schaltventil 71 von der Ventilschließposition (I) zur Ventilöffnungsposition (II) gegen die Feder 74 zu schalten.
Das bedeutet, dass das magnetisch betätigte Ablassventil 77 als ein Drei-Öffnungs-, Zwei-Positions-, magnetisch betätigtes Richtungssteuerventil angeordnet ist, wie in 8 gezeigt. Wenn die Spule 80 nicht energetisiert ist, wird das magnetisch betätigte Ablassventil 77 in der Position niedrigen Drucks (a) durch die Ventilfeder 83 gehalten. Folglich wird dem Pilotdurchgang 69 ermöglicht, mit der atmosphärischen Kammer 76 in Verbindung zu stehen, und dadurch die Druck aufnehmende Kammer 75 auf atmosphärischen Druck (niedriger Druck) zu halten. Wenn die Spule 80 energetisiert wird, wird das magnetisch betätigte Ablassventil 77 von der Position niedrigen Drucks (a) auf die Position hohen Drucks (b) gegen die Ventilfeder 83 geschaltet, um Druckluft von dem Druckeinführungsweg 68 zu dem Pilotdurchgang 69 einzuführen, dadurch die Druck aufnehmende Kammer 75 auf hohem Druck zu halten.
Ein Lufttrockner 89 ist mit der Auslassöffnung 56 des Zylinderkopfes 52 verbunden. Der Lufttrockner 89 trocknet Druckluft, die von der Auslassöffnung 56 abgegeben wird, und führt trockene Druckluft zu einer pneumatischen Vorrichtung (nicht gezeigt), wie einem Luftfederungssystem, durch eine Luftführung 90 in der Richtung des Pfeils A in 8 zu. Der Lufttrockner 89 ist mit einem Restriktor 89A versehen, um die Strömungsrate der Luft, die durch den Lufttrockner 89 strömt, anzupassen.
Ein Luftzufuhrdurchgang 91, der in dieser Ausführungsform verwendet wird, umfasst die Auslassöffnung 56, den Lufttrockner 89 und die Luftführung 90.
Ein zweiter Auslassdurchgang 92, der in dieser Ausführungsform angebracht ist, ist mit einem mittleren Teil des Luftzufuhrdurchgangs 91 in paralleler Beziehung zum ersten Auslassdurchgang 65 verbunden. Insbesondere umfasst der zweite Auslassdurchgang 92 die Zweigrohrleitung 92 (gezeigt in 6), die von dem Luftzufuhrdurchgang 91 in einer Position zwischen dem Lufttrockner 89 und dem Luftfederungssystem verzweigt. Der zweite Auslassdurchgang 92 umfasst weiterhin den Druckeinführungsweg 68, die Kammer 87A der stromaufwärtigen Seite, die Kammer 87B der stromabwärtigen Seite, den inneren Durchgangsbereich 85, den Luftdurchgang 82a des Kerns 82 und den äußeren Durchgangsbereich 84, die das magnetisch betätigte Auslassventil 77 darstellen, und weiterhin das Luftloch 57A des Ventilbefestigungsbereichs 57 und die atmosphärische Kammer 76.
Wie in 8 gezeigt, ist ein Ansaugfilter 94 mit der Einlass- und Auslassöffnung 62 verbunden. Der Ansaugfilter 94 saugt die außenseitige Luft in den Ansaugweg 63 in Richtung des Pfeils B in 8 ein, wobei er die Luft reinigt. Wenn Druckluft abgegeben wird, werden Fremdstoffe, wie Staub, die an dem Einsaugfilter 94 haften, entfernt, indem die Luft, die in der Richtung des Pfeils C strömt, genützt wird.
Mit der oben beschriebenen Anordnung sieht diese Ausführungsform auch vorteilhafte Wirkungen im wesentlichen ähnlich zu denen der ersten Ausführungsform vor. In dieser Ausführungsform ist insbesondere die Druck aufnehmende Kammer 75 des vorgesteuerten Schaltventils 71 mit dem Pilotdurchgang 69, der in dem Zylinderkopf 52 gebildet ist, verbunden, und dem Pilotdurchgang 69 wird selektiv erlaubt, mit der atmosphärischen Kammer 76 oder dem Druck einführenden Weg 68 durch das magnetisch betätigte Ablassventil 77 in Verbindung zu stehen. Daher werden die folgenden vorteilhaften Wirkungen erreicht.
Das heißt, wenn das magnetisch betätigte Ablassventil 77, das ein Dreiöffnungs-, Zweipositions- magnetisch betätigtes Richtungssteuerventil ist, in der Position niedrigen Drucks (a) durch die Ventilfeder 83 gehalten wird, wird dem Pilotdurchgang 69 ermöglicht, mit der atmosphärischen Kammer 76 durch den ringförmigen Durchgang 86, die Kammer der stromabwärtigen Seite 87B, den inneren Durchgangsbereich 85, den Luftdurchgang 82a des Kerns 82 und den äußeren Durchgangsbereich 84 in Verbindung zu stehen und dadurch zu ermöglichen, dass die Druck aufnehmende Kammer 75 auf atmosphärischem Druck gehalten wird.
Somit wird das abgestufte Ventilelement 72 des vorgesteuerten Schaltventils 71 durch die Feder 74 in die Richtung zum Zusammenziehen der Druck aufnehmenden Kammer 75 gedrückt und bleibt auf dem Ventilsitz 61, wodurch ermöglicht wird, dass das vorgesteuerte Schaltventil 71 in der Ventilschließposition (I), die in 8 gezeigt ist, gehalten wird. Entsprechend ist es möglich, zu verhindern, dass Druckluft im Luftzufuhrdurchgang 91 zur Außenseite durch die Einlass- und Auslassöffnung 62 abgegeben wird.
Wenn der Drucklufterzeuger 51 in diesem Zustand betätigt wird, und dadurch verursacht wird, dass der Kolben 50 sich im Zylinder 4 hin- und herbewegt, wird Luft eingesaugt von dem Ansaugloch 54 und in dem Zylinder 4 komprimiert, und während dies geschieht, wird Druckluft zum Luftfederungssystem von dem Auslassventil 58 durch die Auslassöffnung 56, den Lufttrockner 89 und die Luftführung 90 in der Richtung des Pfeils A zugeführt, wodurch ermöglicht wird, dass eine Fahrzeughöhenanpassung gemacht wird, so dass die Fahrzeughöhe durch das Luftfederungssystem angehoben wird.
Auf der anderen Seite, um die Fahrzeughöhe zu erniedrigen, wird die Spule 80 des magnetisch betätigten Ablassventils 77 energetisiert, um das Ventilelement 81 von der Position niedrigen Drucks (a) zur Position hohen Drucks (b) gegen die Ventilfeder 83 zu schalten. Folglich wird Druckluft in dem Luftzufuhrdurchgang 91 zur Druck aufnehmenden Kammer 75 von dem Druckeinführungsweg 68 durch den Pilotdurchgang 69 zugeführt. Folglich wird das vorgesteuerte Schaltventil 71 von der Ventilschließposition (I) zur Ventilöffnungsposition (II) gegen die Feder 74 geschaltet.
In diesem Fall wird das abgestufte Ventilelement 72 des vorgesteuerten Schaltventils 71 in dem Ventilelementgleitloch 60 gegen die Feder 74 durch den Druck der Druckluft, die in die Druck aufnehmende Kammer 75 zugeführt wird, verschoben, was bewirkt, dass der Ventilbereich 72A sich von dem Ventilsitz 61 trennt und somit erlaubt, dass der Auslassweg 64 mit der Einlass- und Auslassöffnung 62 in Verbindung steht. Entsprechend kann Druckluft in dem Luftzufuhrdurchgang 91 zur Außenseite von der Auslassöffnung 56 durch den Auslassweg 64 und die Einlass- und Auslassöffnung 62 in der Richtung des Pfeils C abgegeben werden. Folglich kann die Fahrzeughöhe auf ein niedrigeres Niveau durch das Abgeben von Druckluft angepasst werden.
Daher kann in dieser Ausführungsform die Druck aufnehmende Kammer 75 des vorgesteuerten Schaltventils 71 sofort zwischen einem Zustand atmosphärischen Drucks und einem Zustand hohen Drucks, der durch die Druckluft erzeugt wird, geschaltet werden, indem das magnetisch gesteuerte Ablassventil 77 zwischen der Position niedrigen Drucks (a) und der Position hohen Drucks (b) geschaltet wird. Entsprechend kann das abgestufte Ventilelement 72 des vorgesteuerten Schaltventils 71 mit einer kurzen Antwortzeit auf dem Ventilsitz 61 bleiben oder von ihm getrennt werden.
Wenn das vorgesteuerte Schaltventil 71 von der Ventilschließposition (I) zur Ventilöffnungsposition (II) gegen die Feder 74 geschaltet wird, um das abgestufte Ventilelement 72 von dem Ventilsitz 61 zu trennen, kann Druckluft schnell von dem Auslassweg 64 zur Einlass- und Auslassöffnung 62 abgegeben werden. Entsprechend kann die Ablassgeschwindigkeit für Druckluft sicherlich erhöht werden, indem ein magnetisch betätigtes Ablassventil 77 kleiner Größe verwendet wird. Zusätzlich kann der Prozess zum Abgeben der Druckluft um die Fahrzeughöhe zu erniedrigen in einer verkürzten Zeitdauer durchgeführt werden.
Obwohl in der vorstehenden ersten Ausführungsform die vorliegende Erfindung auf einen Drucklufterzeuger angewendet wird, bei dem das Einsaugventil 15, das selektiv das Einlassloch 9 öffnet oder schließt, im Zylinderkopf 7 vorgesehen ist, sollte bemerkt werden, dass die vorliegende Erfindung nicht notwendigerweise auf den beschriebenen Drucklufterzeuger beschränkt ist. Zum Beispiel kann die Anordnung so sein, dass ein Einsaugventil in einem Kolben vorgesehen ist, der in einem Zylinder sich hin- und herbewegt, und Luft von einer Kurbelkammer in eine Kompressionskammer in dem Zylinder eingesaugt wird. Das ist der Fall der zweiten Ausführungsform.
Drucklufterzeuger, bei denen die vorliegende Erfindung anwendbar ist, sind nicht notwendigerweise auf diejenigen, die in 1 und 5 veranschaulicht sind, beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist anwendbar auf verschiedene Drucklufterzeuger, z.B. einen Drucklufterzeuger, der einen pendelnden Kolben verwendet, und einen Drucklufterzeuger, der durch eine Membran betätigt ist.
Wie oben detailliert ausgeführt wurde, ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein Durchgangselement vorgesehen mit ersten und zweiten Auslassdurchgängen, die parallel zueinander mit einem Luftzufuhrdurchgang verbunden sind. Der erste Auslassdurchgang ist mit einem vorgesteuerten Schaltventil versehen, das Druckluft von dem Luftzufuhrbereich als einen Pilotdruck aufnimmt, um selektiv den ersten Auslassdurchgang in Verbindung mit der Außenseite zu bringen oder diese Verbindung zu trennen. Der zweite Auslassdurchgang ist mit einem magnetisch betätigten Auslassventil versehen, das selektiv den zweiten Auslassdurchgang in Verbindung mit der Außenseite bringt oder diese Verbindung trennt, und den Pilotdruck steuert, der zu dem vorgesteuerten Schaltventil als Antwort auf die externe Zufuhr eines elektrischen Stroms zugeführt wird. Daher wird dem zweiten Auslassdurchgang ermöglicht, mit der Außenseitenluft in Verbindung zu stehen, wenn das magnetisch betätigte Auslassventil geöffnet wird, indem extern ein elektrischer Strom ihm zugeführt wird. Zusätzlich wird dem vorgesteuerten Schaltventil ein Pilotdruck zugeführt, der in einer Ventilöffnungsrichtung wirkt. Indem das vorgesteuerte Schaltventil mit dem Pilotdruck geöffnet wird, wird dem ersten Auslassdurchgang ermöglicht, mit der Außenseitenluft in Verbindung zu stehen.
Entsprechend kann Druckluft in dem Luftzufuhrdurchgang durch sowohl den ersten als auch den zweiten Auslassdurchgang abgegeben werden, und somit kann die Abgabegeschwindigkeit der Druckluft erhöht werden, ohne die Größe des Zylinderkopfes zu erhöhen. Folglich ist es möglich, Druckluft von einer pneumatischen Vorrichtung zur Außenseite in einer verringerten Zeitdauer abzugeben. Zum Beispiel kann die Zeit, die benötigt wird, um Druckluft während einer Fahrzeughöhenanpassung abzugeben, sicherlich verkürzt werden. Zusätzlich kann ein Drucklufterzeuger zur Verwendung in einem Fahrzeug klein in der Größe gemacht werden und als Gesamtheit in einer kompakten Struktur gebildet werden.
Entsprechend einem besonderen Beispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Ventilelementgleitloch des vorgesteuerten Schaltventils als ein abgestuftes Loch in dem Durchgangselement vorgesehen, in einem mittleren Bereich in dem ersten Auslassdurchgang. Ein abgestuftes Ventilelement ist in das Ventilelementgleitloch eingepasst, um eine ringförmige Druck aufnehmende Kammer zwischen dem abgestuften Ventilelement und einem ringförmigen Stufenbereich des Ventilelementgleitlochs zu definieren. Zusätzlich ist eine Wirkvorrichtung zwischen dem abgestuften Ventilelement und dem Durchgangselement vorgesehen, um das abgestufte Ventilelement in eine Ventilschließrichtung zu drücken. Normalerweise wird einem Pilotdurchgang, der mit der Druck aufnehmenden Kammer in Verbindung steht, ermöglicht, sich zur atmosphärischen Luft durch das magnetisch gesteuerte Auslassventil zu öffnen. Wenn das magnetisch gesteuerte Auslassventil energetisiert wird, wird der Pilotdurchgang von der atmosphärischen Luft abgeschnitten und Druckluft von dem Luftzufuhrdurchgang wird in den Pilotdurchgang als ein Pilotdruck eingeführt. Daher kann die Druck aufnehmende Kammer des vorgesteuerten Schaltventils sofort zwischen einem Zustand atmosphärischen Drucks und einem Zustand hohen Drucks, der durch Druckluft erzeugt wird, indem die Zufuhr eines elektrischen Stroms zum magnetisch gesteuerten Auslassventil gesteuert wird, geschaltet werden. Entsprechend kann das vorgesteuerte Schaltventil geöffnet oder geschlossen werden mit einer kurzen Antwortzeit. Zusätzlich kann Druckluft in dem Luftzufuhrdurchgang schnell durch den ersten Auslassdurchgang abgegeben werden, wenn das vorgesteuerte Schaltventil geöffnet ist. Folglich kann Druckluft in einer verkürzten Zeitdauer abgegeben werden, indem ein magnetisch gesteuertes Ablassventil einer geringen Größe verwendet wird.

Claims

Drucklufterzeuger, umfassend einen Erzeugungsmechanismus (4, 5) für Druckluft, der mit einem Antrieb betrieben wird, um Druckluft zu erzeugen; ein Durchgangselement (7, 52), das mit einem Luftzufuhrdurchgang (12, 91) versehen ist, der mit dem Erzeugungsmechanismus für Druckluft verbunden ist, um die erzeugte Druckluft zu einer pneumatischen Vorrichtung, wie einem Luftfederungssystem, zuzuführen und davon abzulassen; und eine Auslassvorrichtung, die in dem Durchgangselement (7, 52) vorgesehen ist, um die Druckluft von dem Luftzufuhrdurchgang (12, 91) nach außen abzugeben, wobei die Auslassvorrichtung umfasst: einen ersten und zweiten Auslassdurchgang (24, 65; 28, 92), die jeweils mit dem Luftzufuhrdurchgang (12, 91) und der Umgebung verbunden sind; ein normalerweise geschlossenes vorgesteuertes Schaltventil (38, 71), das in dem ersten Auslassdurchgang (24, 65) vorgesehen ist und eine Pilotkammer (44, 75) hat, wobei sich das Schaltventil öffnet, wenn auf es ein Pilotdruck in der Pilotkammer wirkt, so dass die Druckluft in der pneumatischen Vorrichtung durch den Luftzufuhrdurchgang (12, 91) nach außen abgegeben wird; ein normalerweise geschlossenes magnetisch betätigtes Auslassventil (30, 77), das in dem zweiten Auslassdurchgang (28, 92) vorgesehen ist; und einen Pilotdurchgang (29, 69), der die Pilotkammer (44, 75) mit dem zweiten Auslassdurchgang (28, 92) an einem Ort stromabwärts des magnetisch betätigten Auslassventils (30, 77) verbindet, so dass das magnetischbetätigte Auslassventil normalerweise zur Umgebung offen ist und im offenen Zustand Druckluft von dem Luftzufuhrdurchlass in die Pilotkammer (44, 75) einlässt.
Drucklufterzeuger nach Anspruch 1, wobei das vorgesteuerte Schaltventil (38, 71) umfasst: ein Ventilelementgleitloch (20, 60), das als ein abgestuftes Loch gebildet ist, das in dem Durchgangselement (7, 52) in einer Zwischenposition in dem ersten Auslassdurchgang vorgesehen ist, wobei das Ventilelementgleitloch einen Lochbereich kleinen Durchmessers (60A), einen Lochbereich großen Durchmessers (60B) und einen ringförmigen Schulterbereich (60C), der zwischen dem Lochbereich kleinen Durchmessers und dem Lochbereich großen Durchmessers gebildet ist, hat; ein abgestuftes Ventilelement (39, 72), das in dieses Ventilelementgleitloch (20, 60) eingepasst ist, wobei das abgestufte Ventilelement die Pilotkammer (44, 75) zwischen dem abgestuften Ventilelement (39, 72) und dem ringförmigen Schulterbereich (60C) definiert; und eine Wirkvorrichtung (41, 74), die zwischen dem abgestuften Ventilelement (39, 72) und dem Durchgangselement (7, 52) vorgesehen ist, um das abgestufte Ventilelement in eine Richtung zu drücken, in der die Pilotkammer (44, 75) komprimiert wird, wodurch das abgestufte Ventilelement (39, 72) in einer geschlossenen Ventilposition gehalten wird.
Drucklufterzeuger nach Anspruch 2, wobei das magnetisch gesteuerte Auslassventil (30, 77) umfasst: ein Gehäuse, das einen Ventilsitzbereich (32A, 79A) definiert, der ein Luftloch (37, 88) hat und auf den dem Ventilsitzbereich gegenüberliegenden Seiten Kammern der stromaufwärtigen Seite (36A, 87A) und stromabwärtigen Seite (36B, 87B), wobei die Kammer der stromaufwärtigen Seite (36A, 87A) mit dem Luftzufuhrdurchgang (12, 91) in Verbindung steht und die Kammer der stromabwärtigen Seite (36B, 87B) mit der Umgebung in Verbindung steht, wenigstens, wenn das magnetisch betätigte Auslassventil geschlossen ist; ein Ventilelement (35, 81), das normalerweise zum Ventilsitzbereich vorgespannt ist, um das Luftloch (37, 88) zu schließen, und eine Magnetspule (31, 80), die, wenn sie energetisiert wird, das Ventilelement (35, 81) betätigt, um das Luftloch (37, 88) zu öffnen, wobei Pilotkammer (44, 75) mit der Kammer der stromabwärtigen Seite (36B, 87B) durch den Pilotdurchgang (29, 69) in Verbindung steht.
Drucklufterzeuger nach Anspruch 3, wobei die Kammer der stromabwärtigen Seite (36B) mit der Umgebung durch einen Durchgang (27) in Verbindung steht, der einen Strömungswiderstand vorsieht.
Drucklufterzeuger nach Anspruch 3, wobei die Kammer der stromabwärtigen Seite (87B) mit der Umgebung durch einen Durchgang in Verbindung steht, der geschlossen ist, wenn die Spule (80) energetisiert ist.
Drucklufterzeuger nach Anspruch 4, wobei das abgestufte Ventilelement (39) einen ringförmigen Kragen (39B) hat, der eine Druck aufnehmende Kammer (43) zwischen ihm selbst und dem Durchgangselement (7) definiert, so dass der in der Druck aufnehmenden Kammer (43) eingestellte Druck das abgestufte Ventilelement (39) in die Ventilschließposition vorspannt und wobei die Druck aufnehmende Kammer (43) mit der Kammer der stromaufwärtigen Seite (36A) des magnetisch betätigten Auslassventils (30) in Verbindung steht.