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Integrierte Motor/Luftpumpen-Anordnung
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Beschreibung: Die vorliegende Erfindung betrifft eine integrierte
Motor/Luftpumpen-Anordnung, wobei der Motor die Luftpumpe antreibt. Mehr im einzelnen
betrifft die Erfindung eine solche integrierte Motor/ Luftpumpen-Anordnung, wie
sie häufig als Stellantrieb in einer Steuereinrichtung verwendet wird, beispielsweise
bei einer selbsttätig arbeitenden Geschwindigkeitssteuereinrichtung (ASCD von Automatic
Speed Control Device) an Kraftfahrzeugen.
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Bei einer automatischen Geschwindigkeitssteuereinrichtung an einem
Kraftfahrzeug ist beispielsweise ein pumpen-artiger Stellantrieb vorgesehen, der
- in Abhängigkeit von einem Geschwindigkeits-Steuersignal - eine Beschleunigungseinrichtung,
etwa das "Gaspedal" betätigt. Der pumpen-artige Stellantrieb wird seinerseits von
einem Gleichstrommotor angetrieben, und dieser Gleichstrommotor wird in Abhängigkeit
von dem Geschwindigkeits-Steuersignal gesteuert. Bei einer solchen als Stellantrieb
dienenden
Motor/Luftpumpen-Anordnung ist der Motor zusammen mit
einer Luftpumpenanordnung, die ihrerseits einen Kolben, eine Membran und dergleichen
umfaßt, innerhalb eines einzigen Pumpengehäuses untergebracht, weil für einen solchen
Stellantrieb sowohl ein möglichst geringer Platzbedarf wie ein möglichst geringes
Gewicht gefordert wird. Der sich drehende Motor treibt die Luftpumpe an, die ihrerseits
Überdruck oder Unterdruck erzeugt, der zur Betätigung der Beschleunigungseinrichtung
(Gaspedal) dient, um die Kraftfahrzeuggeschwindigkeit zu steuern.
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In bekannten Motor/Luftpumpen-Anordnungen der oben beschriebenen Art
sind die Luftpumpe und der Motor gemeinsam luftdicht innerhalb eines einzigen Pumpengehäuses
untergebracht, und Luft, die aus der Pumpenkammer in eine Stellantriebkammer eingeleitet
oder aus der Stellantriebkammer in die Pumpenkammer zurückgeführt wird, strömt ausschließlich
durch einen außerhalb des Pumpengehäuses ausgebildeten Raum. In Fällen, wo der Motor
ununterbrochen mehrere Stunden läuft, führt diese Bauweise notwendigerweise zu der
Schwierigkeit, das der Motor bald überhitzt wird, wodurch die Isolierung der den
Motor antreibenden Wicklung beschädigt wird, was im schlimmsten Falle den Stillstand
des Motors zur Folge hat.
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Mit Bezugnahme auf Figur 1 wird der Aufbau einer solchen bekannten
Motor/Luftpumpen-Anordnung nachstehend noch im einzelnen erläutert.
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Ausgehend von den oben geschilderten Nachteilen dieser Bauweise besteht
die wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine integrierte Motor/Luftpumpen-Anordnung
bereit zu stellen, die konstant und ununterbrochen viele Stunden lang betrieben
werden kann, ohne daß eine Überhitzung auftritt, sodaß eine ausgezeichnete Standfestigkeit
gewährleistet ist.
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Bei einer integrierten Motor/Luftpumpen-Anordnung ist zur erfindungsgemäßen
Lösung dieser Aufgabe vorgesehen, daß die Luft, die - abhängig von der Hin- und
Herbewegung eines Kolbenelementes - aus der äußeren Umgebung in die Stellantriebkammer,
oder
aus der Stellantriebkammer in die äußere Umgebung geleitet
wird, stets durch eine Motorkammer geführt wird, in welcher der Motor untergebracht
ist, um die Motoranordnung selbst durch denjenigen Luftstrom zu kühlen, der von
der Motor/Luftpumpen-Anordnung erzeugt wird. Mehr im einzelnen ist die erfindungsgemäße,
integrierte Motor/Luftpumpen-Anordnung zur Beaufschlagung einer Stellantriebkammer
mit Unterdruck oder Überdruck gekennzeichnet durch: a) ein Pumpengehäuse mit einer
Verbindungsbohrung zum Luftaustausch mit der Stellantriebkammer und weiterhin mit
einer Umgebungsbohrung zum Luftaustausch mit der umgebenden Atmosphäre; b) ein die
Verbindungsbohrung öffnendes oder sperrendes Verbindungsventil; c) eine innerhalb
des Pumpengehäuses untergebrachte Motoranordnung, die benachbart zur Umgebungsbohrung
im Strömungspfad der Luft von oder zu der Stellantriebkammer durch die Umgebungsbohrung
angeordnet ist; d) eine innerhalb des Pumpengehäuses untergebrachte Luftpumpenan-Anordnung,
die von der Motoranordnung angetrieben wird, benachbart zur Verbindungsbohrung angeordnet
ist und eine Luftströmungsbohrung aufweist; und e) ein die Luftströmungsbohrung
der Luftpumpenanordnung in der Weise öffnendes oder sperrendes Luftströmungsventil,
das geöffnet ist, wenn das Verbindungsventil geschlossen ist, das jedoch geschlossen
ist, wenn das Verbindungsventil geöffnet ist, so daß die Luft aus der Stellantriebkammer
in die äußere Umgebung oder umgekehrt strömen kann, wenn die von der Motoranordnung
angetriebene Luftpumpenanordnung eine Hin- und Herbewegung ausführt.
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Weitere Besonderheiten und Vorteile der erfindungsgemäßen, integrierten
Motor/Luftpumpen-Anordnung ergeben sich noch deutlicher
aus der
nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anordnung
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen; die letzteren zeigen: Figur 1: in einer Querschnittsdarstellung,
teilweise in Seitenansicht, die wesentlichen Bauteile und deren Zuordnung einer
beispielhaften, bekannten Motor/Luftpumpen-Anordnung; Figur 2: in einer Querschnittsdarstellung,
teilweise in Seitenansicht, die wesentlichen Bauteile und deren Zuordnung einer
ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen, integrierten Motor/Luftpumpen-Anordnung;
und Figur 3: in einer ausschnittsweisen Querschnittsdarstellung noch weitere beschränkt
die wesentlichen Bauteile und deren Zuordnung einer zweiten Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen, integrierten Motor/Luftpumpen-Anordnung.
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Nachstehend wird die Erfindung mehr im einzelnen mit Bezugnahme auf
bevorzugte Ausführungsformen erläutert. Zum besseren Verständnis der vorliegenden
Erfindung wird zuerst eine beispielhafte Ausführungsform einer bekannten Motor/Luftpumpen-Anordnung
mit Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.
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Figur 1 zeigt eine solche bekannte Luftpumpe, die im wesentlichen
aus einem Pumpengehäuse 1, einer Luftpumpenanordnung 2 und einem Gleichstrommotor
3 besteht. Innerhalb des Pumpengehäuses 1 ist eine Luftpumpenkammer la ausgebildet,
in welcher die Luftpumpen-Anordnung 2 untergebracht ist. Weiterhin ist eine Stellantriebkammer
lb vorhanden, die einer anderen - nicht dargestellten -Vorrichtung wie beispielsweise
einer Beschleunigungseinrichtung zugeordnet ist; diese Stellantriebkammer lb steht
über eine Verbindungsbohrung 1-1 mit der Luftpumpenkammer la in Verbindung, so daß
diese Vorrichtung mit Überdruck beaufschlagt werden kann, wenn die Luftpumpe betätigt
wird. Schließlich ist eine Motorkammer lc vorhanden, in welcher ein Gleichstrommotor
3 untergebracht ist, der die Luftpumpenanordnung 2 antreibt.
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Wie dargestellt, sind die Stellantriebkammer 1b und die Motorkammer
lc benachbart zur Pumpenkammer la ausgebildet und angeordnet.
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Eine Gehäuseplatte 1-6 wird an dem Pumpengehäuse 1 angebracht, nachdem
die Luftpumpenanordnung 2 innerhalb der Luftpumpenkammer la untergebracht worden
ist. Eine Gehäuseabdeckung 1-2 wird am offenen Ende des Pumpengehäuses 1 angebracht,
nachdem der Motor 3 innerhalb des Pumpengehäuses 1 untergebracht worden ist.
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Die Luftpumpenanordnung 2 besteht aus einer Membran 2-1 und einem
Kolbenelement 2-2. Das Kolbenelement 2-2 ist an der Membran 2-1 angebracht, und
diese ist so innerhalb der Luftpumpenkammer la untergebracht, daß diese Luftpumpenkammer
la in zwei Kammern unterteilt wird, nämlich in eine Pumpenkammer la-l und in eine
Kolbenkammer la-2.
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Zum Motor 3 gehört ein Motorgehäuse 3-1 und eine Motorwelle 3-2, an
welcher ein - nicht dargestellter - Rotor befestigt ist. Ein Ende des Motorgehäuses
3-1 ist an einer Innenwand 1-3 des Pumpengehäuses 1 etwa in dessen Mittelabschnitt
befestigt. Ein Ende der Motorwelle 3-2 ist drehbar in einem Lager 1-4 gehalten,
das mittig an der Gehäuseabdeckung 1-2 befestigt ist. Am Wellenschaft 3-2 ist ein
Kurbelabschnitt 3-3 ausgebildet, der in die Luftpumpenkammer la hineinragt. Der
Kurbelabschnitt 3-3 greift drehbar in ein Lagerteil 2-3 ein, das seinerseits am
Ende eines Kolbenelementes 2-2 angebracht ist.
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Die Anordnung nach Figur 1 weist eine im Pumpengehäuse 1 ausgebildete
Verbindungsbohrung 1-1 auf, durch welche hindurch der Luftaustausch zwischen der
Pumpenkammer la-l und der Stellantriebkammer 1b erfolgen kann; im einzelnen wird
die in der Pumpenkammer 1a-1 befindliche Luft in die Stellantriebkammer 1b gedrückt,
sobald sich die Luftpumpen-Anordnung 2 nach oben bewegt.
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Weiterhin weist diese Anordnung eine im Pumpengehäuse 1 ausgebildete
Umgebungsbohrung 1-5 auf, durch welche der Luftaustausch zwischen der äußeren Umgebung
und der Pumpenkammer la-l erfolgen kann; im einzelnen wird durch diese Umgebungsbohrung
1-5 hindurch Luft aus der äußeren Umgebung in die Pumpenkammer la-1 angesaugt, sobald
sich die Luftpumpen-Anordnung 2 nach unten bewegt. Weiterhin
ist
ein Luftventil 4 vorhanden und so angeordnet, daß es die Umgebungsbohrung 1-5 öffnen
oder sperren kann; auf diese Weise kann die Verbindung zwischen der Innenfläche
des Pumpengehäuses 1 mit der Innenseite der Pumpenkammer la-l geöffnet oder gesperrt
werden. Mit der beschriebenen Anordnung wird gewährlelstet, daß Luft aus der äußeren
Umgebung in die Pumpenkammer 1a-1 eingeleitet wird, sobald sich die Luftpumpenanordnung
2 nach unten bewegt, weil das Luftventil 4 seine Offenstellung einnimmt.
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Nachstehend wird der Betrieb der bekannten, wie oben erläutert aufgebauten
Motor/Luftpumpen-Anordnung erläutert. Sobald der Motor 3 in Betrieb gesetzt wird,
rotiert die Motorwelle 3-2 und das schwenkbar über den Kurbelabschnitt 3-3 mit der
Motorwelle 3-2 verbundene Kolbenelement 2-2 führt eine Hin- und Herbewegung nach
oben und unten aus. Dementsprechend wird das Volumen der Pumpenkammer lang, welche
von der Membran 2-1 von der Kolbenkammer la-2 abgetrennt ist, abwechselnd vergrößert
oder verkleinert. Wenn sich das Kolbenelement 2-2 nach unten bewegt, wird das Volumen
der Pumpenkammer la-l vergrößert, und der Druck innerhalb dieser Pumpenkammer la-l
verkleinert, so daß das Luftventil 4 öffnet und nunmehr Luft aus der äußeren Umgebung
durch das nunmehr seine Offenstellung einnehmende Luftventil 4 aus der äußeren Umgebung
in die Pumpenkammer la-l eintreten kann. Sofern sich andererseits das Kolbenelement
2-2 nach oben bewegt, wird das Volumen der Pumpenkammer la-l verkleinert und somit
der Druck innerhalb dieser Pumpenkammer la-l erhöht, so daß das Luftventil 4 schließt,
und die angesaugte Luft durch die Verbindungsbohrung 1-1 aus der Pumpenkammer la-l
in die Stellantriebkammer lb geleitet wird, wie das mit dem Pfeil in Figur 1 angedeutet
ist.
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Weil bei der bekannten, oben beschriebenen Motor/Luftpumpen-Anordnung
der Motor 3 luftdicht in die Pumpenkammer lc oder das Pumpengehäuse 1 eingesetzt
ist, ist der Motor 3 vom Luftstrom abgeschnitten; das heißt, weil die Luft lediglich
aus der Pumpenkammer la-l in die äußere Umgebung oder in die Stellantriebkammer
lb strömt, kann sich der Motor 3 leicht überhitzen, wenn er ununterbrochen viele
Stunden lang läuft, was eine Beschädigung der Isolierung der Motorelemente hervorrufen
kann, die im schlimmsten
Falle zu einem Stillstand des Motors führt.
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Unter Berücksichtigung obiger Beschreibung wird nunmehr eine bevorzugte
Ausführungsform der erfindungsgemäßen integrierten Motor/Luftpumpen-Anordnung mit
Bezugnahme auf Figur 2 erläutert.
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Die mit Figur 2 erläuterte integrierte Motor/Luftpumpen-Anordnung
besteht im wesentlichen aus einem Pumpengehäuse 11, einer Luftpumpen-Anordnung 12
und einem Gleichstrommotorabschnitt 13. Zum Pumpengehäuse 11 gehört eine Luftpumpenkammer
lla in welcher die Luftpumpen-Anordnung 12 untergebracht ist; weiterhin ist eine,
einer anderen - nicht dargestellten - Vorrichtung, wie etwa einer Beschleunigungseinrichtung
zugeordnete Stellantriebkammer llb vorhanden; die Verbindung zwischen der Luftpumpenkammer
lla und der Stellantriebkammer 11b erfolgt über eine Verbindungsbohrung 11-1, um
die - nicht dargestellte - Vorrichtung mit Überdruck zu beaufschlagen, wenn die
Pumpenanordnung angetrieben wird; ferner ist eine Motorkammer llc vorhanden, in
welcher der Gleichstrommotor-Abschnitt 13 untergebracht ist, mit welchem die Luftpumpenanordnung
12 angetrieben wird.
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Wie dargestellt, sind die Stellantriebkammer llb und die Motorkammer
llc benachbart zur Luftpumpenkammer lla ausgebildet und angeordnet. Am offenen Ende
des Pumpengehäuses 11 wird eine Gehäuseabdeckung llA angebracht, nachdem sämtliche
notwendigen Bauteile innerhalb des Pumpengehäuses 11 untergebracht worden sind.
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Die Luftpumpen-Anordnung 12 besteht aus einer Membran 12-1 und einem
Kolbenelement 12-2. Das Kolbenelement 12-2 ist mit der Membran 12-1 verbunden, und
die letztere ist so innerhalb der Luftpumpenkammer lla angeordnet, daß sie diese
Luftpumpenkammer lla in zwei Kammern unterteilt, nämlich in eine Pumpenkammer lla-1
und eine Kolbenkammer lla-2.
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Im Unterschied zu der bekannten Motor/Luftpumpen-Anordnung ist bei
dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung jedes Motorelement getrennt innerhalb
der Motorkammer llc untergebracht. Der Motorabschnitt 13 weist einen als Stator
13-1 dienenden
Permanentmagneten innerhalb der Motorkammer llc
auf; eine Motor-Antriebswicklung ist in geeigneter Form an einem zylindrischen Rotor
13-2 gewickelt; am Rotor ist eine Rotorwelle 13-3 befestlgt und steht beidseitig
mittig über den Rotor hinaus; ein zylindrischer Kollektor 13-4 ist an der Rotorwelle
13-3 befestigt; und schließlich ist ein Paar Bürsten 13-5 an der Gehäuseabdeckung
11A befestigt. Der Rotor 13-2 mit der Rotorwelle 13-3 ist so innerhalb des als Stator
dienenden Permanentmagneten 13-1 gehalten, daß die beidseitig über den Rotor 13-2
hinausstehenden Abschnitte der Rotorwelle 13-3 drehbar in zwei Motorlagern 11-4
gehalten sind, die an beiden Seiten des Pumpengehäuses 11 angebracht sind. Nach
dem Zusammenbau des Motorabschnittes 13 verbleibt ein vorgegebener Ringspalt 13a
in axialer Richtung zwischen der Außenumfangsfläche des Rotors 13-2 und der Innenumfangsfläche
des Stators 13-1. Weiterhin werden die fest an der Gehäuseabdeckung llA angebrachten
Bürsten 13-5 in Druck-Kontakt mit der Zylinderfläche des Kollektors 13-4 gebracht,
nachdenr die Gehäuseabdeckung 11A in geeigneter Weise am Gehäuse 11 fixiert worden
ist. Der als Stator dienende Permanentmagnet 13-1 ist bereits bei der Formgebung
des Pumpengehäuses 11 in die geeignete Stellung innerhalb der Motorkammer llc gebracht
worden.
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Der in die Luftpumpenkammer lla hineinragende Abschnitt der Motorwelle
13-3 ist mit einem Kurbelabschnitt 13-4 versehen, der drehbar in ein Kolbenelementlager
12-3 eingreift, das am unteren Ende des Kolbenelementes 12-2 angebracht ist.
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Weiterhin weist die mit Figur 2 dargestellte Anordnung im Pumpengehäuse
11 eine Verbindungsbohrung 11-1 zum Luftaustausch zwischen Pumpenkammer lla-l und
Stellantriebkammer 11b auf; im einzelnen wird die in der Stellantriebskammer 11b
befindliche Luft durch diese Verbindungsbohrung 11-1 hindurch in die Pumpenkammer
lla-l gesaugt, sobald sich die Luftpumpenanordnung 12 nach unten bewegt. Weiterhin
weist diese Anordnung in der Gehäuseabdeckung 11A zwei Umgeblingsbohrungen 11-2
auf, durch welche der Luftaustausch zwischen der äußeren Umgebung und der Motorkammer
llc erfolgt; im einzelnen wird die in der Pumpenkammer lla und in der Motorkammer
llc befindliche Luft durch diese Umgebungsbohrungen
11-2 hindurch
in die äußere Umgebung abgelassen, sobald sich die Luftpumpen-Anordnung 12 nach
unten bewegt. In der Gehäuseabdeckung 11A sind deshalb zwei Umgebungsbohrungen 11-2
ausgespart, um die Luftströmung innerhalb des Pumpengehäuses 11, insbesondere innerhalb
der Motorkammer llc zu vergleichmäßigen. Deshalb ist die Beschränkung auf zwei Umgebungsbohrungen
11-2 nicht zwingend; vielmehr können vorzugsweise auch drei oder mehr Umgebungsbohrungen
11-2 in radialer Richtung symmetrisch zur Rotorwelle 13-3 vorgesehen werden.
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Weiterhin ist ein Verbindungsventil 14 so ausgebildet und angeordnet,
daß es die Verbindungsbohrung 11-1 zu öffnen oder zu schließen vermag; in diesem
Falle wird die Verbindung zwischen der Innenwand des Pumpengehäuses 11 mit der Innenseite
der Pumpenkammer lla-i ermöglicht oder gesperrt.
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Zusätzlich zu der oben erläuterten Verbindungsbohrung 11-1, den Umgebungsbohrungen
11-2 und dem Verbindungsventil 14 sind bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Anordnung noch zwei weitere Luftströmungsbohrungen und zwei weitere Luftströmungsventile
in der Membran 12-1 und in dem Kolbenelement 12-2 ausgebildet.
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Im einzelnen sind in der Membran 12-1 und im Kolbenelement 12-2 zwei
fluchtende Luftströmungsbohrungen 12-4 ausgespart, welche durch diese beiden Bauteile
hindurchführen und den Luftaustausch zwischen der Pumpenkammer lla-l und der Kolbenkammer
lla-2 ermöglichen. Diesen beiden Luftströmungsbohrungen 12-4 ist Je ein Luftströmungsventil
12-5 an der Unterseite des Kolbenelementes 12-2 benachbart zur Kolbenkammer lla-2
zugeordnet. Diese beiden Luftströmungsventile 12-5 sind so ausgebildet und angeordnet,
daß sie den Luftaustausch durch die beiden Luftströmungsbohrungen 12-4 hindurch
zulassen oder sperren können.
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Im einzelnen ist eine solche Anordnung vorgesehen, daß die beiden
Luftströmungsventile 12-5 die Luftströmungsbohrungen 12-5 sperren, sobald sich die
Luftpumpenanordnung 12 nach unten bewegt, wodurch die in der Luftpumpenkammer lla
oder in der Motorkammer
llc befindliche Luft durch die Umgebungsbohrungen
11-2 hindurch in die äußere Umgebung gedrückt wird.
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Bei der mit Figur 2 dargestelltn Ausführungsform sind jeweils zwei
Luftströmungsbohrungen 12-4 und zwei Luftströmungsventile 12-5 vorgesehen; diese
Ausbildung ist jedoch nicht zwingend; vielmehr ist es auch möglich, die erfindungsgemäße
Motor/Luftpumpen-Anordnung mit lediglich einer Luftströmungsbohrung und einem zugeordneten
Luftströmungsventil oder mit drei oder mehr Luftströmungsbohrungen und diesen zugeordneten
Luftströmungsventilen zu betreiben. Im vorliegenden Falle ist es wünschenswert,
zwei Luftströmungsbohrungen und zwei diesen zugeordnete Luftströmungsventile zu
verwenden, um eine radial symmetrische Anordnung bezüglich der Mittelachse des Kolbenelementes
12-2 zu erzielen.
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Nachstehend wird die oben beschriebene Ausführungsform der erfindungsgemäßen,
integrierten Motor/Luftpumpen-Anordnung im einzelnen erläutert.
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Nachdem der Motor 13 an eine Stromquelle angschlossen worden ist,
und Strom über die Bürsten 13-5 und den Kollektor 13-4 durch die Rotorwicklung 13-2
fließt, beginnt sich der Rotor 13-2 einschließlich der Rotorwicklung zu drehen,
und der Kurbelabschnitt 13-4 an der Rotorwelle 13-3 dreht sich ebenfalls. Aufgrund
der Kurbelabschnittdrehung führt die damit verbundene Kolbenanordnung 12 eine Hin-
und Herbewegung nach oben und unten aus, wie das mit dem Pfeil A in Figur 2 angedeutet
ist. Infolge der Hin- und Herbewegung der Kolbenanordnung 12 verändert sich das
Volumen der Pumpenkammer lla-l periodisch. Mehr im einzelnen wird bei einer Bewegung
der Kolbenanordnung 12 nach unten das Volumen in der Pumpenkammer lla-l vergrößert,
so daß der innerhalb der Pumpenkammer lla-1 herrschende Druck sinkt; daraufhin öffnet
das Verbindungsventil 14, und Luft wird aus der Stellantriebkammer 11b durch die
Verbindungsbohrung 11-1 hindurch in die Pumpenkammer lla-1 gesaugt, wobei die Luftströmungsventile
12 bis 5 geschlossen sind. Weiterhin wird im Verlauf der nach unten gerichteten
Bewegung der Kolbenanordnung 12 die innerhalb des Pumpengehäuses 11 befindliche
Luft durch die Umgebungsbohrungen 11-2 hindurch
nach außen in die
umgebende Atmosphäre gedrückt, weil die Luftströmungsventile 12-5 geschlossen bleiben.
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Sobald sich die Kolbenanordnung 12 nach oben bewegt, wird das Volumen
in der Pumpenkammer lla-1 verkleinert, und der in dieser Pumpenkammer lla-l herrschende
Druck steigt an; hierdurch schließt das Verbindungsventil 14, und die Luftströmungsventile
12-5 werden geöffnet, so daß die in der Pumpenkammer lla-l befindliche Luft durch
die Luftströmungsbohrungen 12-4 hindurch in die Kolbenkammer lla-2 geleitet wird.
Im weiteren Verlauf der nach oben gerichteten Bewegung der Kolbenanordnung 12 bleiben
die Luftströmungsventile 12-5 geöffnet, und die in der Pumpenkammer lla-l befindliche
Luft wird durch die Luftströmungsbohrungen 12-4 hindurch in das Pumpengehäuse 11
gedrückt.
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Hierbei ist zu beachten, daß Verschiebung der Kolbenanordnung 12 die
Luft innerhalb des Pumpengehäuses 12 aus der Kolbenkammer lla in die Motorkammer
llc drückt und weiterhin aus dieser Motorkammer llc durch die Umgebungsbohrungen
11-2 hindurch in die äußere Umgebung abgibt. Das heißt, die durch den Ringspalt
13a zwischen dem Permanentmagnet 13-1 und dem Rotor 13-2 strömende Luft dient zur
Ktihlung der Motorelemente einschließlich des Magneten 13-1, des Rotors 13-2, des
Kollektors 13-4 und der Bürsten 13-5. Weil die von der erfindungsgemäßen Motor/Luftpumpen-Anordnung
erzeugte Luftströmung zur Kühlung des Motors ausgenutzt wird, kann selbst dann eine
Überhitzung des Motors verhindert und dessen Standfestikeit verbessert werden, wenn
der Motor ununterbrochen viele Stunden lang läuft.
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Die E'igur 3 zeigt eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemessen
Motor/Luftpumpen-Anordnung. Bei dieser Ausführungsform befinden sich die Luftströmungsventile
12-5 zum Öffnen oder Schließen der Luftströmungsbohrungen 12-4 innerhalb der Pumpenkammer
lla-1 an der Oberseite der Membran 12-1. Weiterhin ist das Verbindungsventil so
ausgebildet und angeordnet, daß es die Verbindungshohrung 11-1 zwischen der Innenfläche
des Pumpengehäuses 11 und der Lnnenseite der Stellantriebskammer 11b zu öffnen oder
zu schlieren vermag. Sofern bei dieser Ausführungsform die Kolbenanordnung
12
nach oben und unten bewegt wird, wird die Luft aus der äußeren Umgebung durch die
Umgebungsbohrungen 11-2 hindurch in die Motorkammer llc, von dort in die Luftpumpenkammer
lla und weiterhin in die Pumpenkammer lla-1 entgegengesetzt zur Richtung des Pfeiles
in Figur 2 geleitet. Anders ausgedrückt, bei dieser zweiten Ausführungsform wird
die Luft aus der äußeren Umgebung in die Stellantriebskammer llb geleitet; dies
ist ein Unterschied zur ersten Ausführungsform, bei welcher die Luft aus der Stellantriebskammer
11b in die äußere Umgebung geleitet wird.
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Mit dieser zweiten Ausführungsform ist es analog zur ersten Ausführungsform
ebenfalls möglich, die von der Motor/ Luftpumpen-Anordnung erzeugte Luftströmung
zur Kühlung der Motorelemente auszunutzen.
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Weiterhin kann eine erfindungsgemäße integrierte Motor/Luftpumpen-Anordnung
in der Weise aufgebaut sein, daß eine vollständige Motoreinheit innerhalb eines
Motorgehäuses 3-1 untergebracht ist, wie das in Figur 1 dargestellt ist. Auch mit
einer solchen Anordnung ist es möglich, die gleiche Kühlwirkung für die Motoreinheit
vorzusehen, indem eine Anzahl durchgehender Bohrungen im Motorgehäuse 3-1 und in
der Motorgrundplatte 3-5 (vgl. Figur 1) vorgesehen werden. In diesem Falle ist die
Pumpenanordnung im Sinne der ersten Ausführungsform nach Fig. 2 ausgebildet.
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Wie dargelegt, wird in den oben erläuterten Ausführungsformen die
Kolbenanordnung 12 von der Kurbelbewegung einer Kurbelwelle nach oben und unten
verschoben. Hierin ist jedoch keine Beschränkung der Erfindung zu sehen; vielmehr
kann anstelle einer Kurbelwelle auch eine Nockenanordnung vorgesehen werden, um
die Hin- und erbewegung der Kolbenanordnung 12 zu bewirken.
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Wie oben dargelegt, ist es mit der erfindungsgemäßen, integrierten
Motor/Luftpumpen-Anordnung möglich, die Motorelemente wirksam zu kühlen, sobald
die Luftpumpen-Anordnung von dem Motor angetrieben wird; die von der Luftpumpenanordnung
erzeugte Luftströmung wird durch das Pumpengehäuse hindurch von der äußeren Umgebung
in die Stellantriebskammer geleitet oder umgekehrt; in jedem Falle wird die Luftströmung
durch die Motoranordnung geführt und
kühlt die Motorelemente, wodurch
jegliche Überhitzungsgefahr des Motors auch dann vermieden wird, wenn der Motor
ununterbrochen viele Stunden lang betrieben wird.
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Wie dargelegt, ist die Erfindung mit Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen
erläutert worden. Für Fachleute ist ersichtlich, daß verschiedene Abänderungen und
Modifizierungen der erläuterten Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne
vom Kern der Erfindung abzuweichen; diese Abänderungen und Modifizierungen sollen
daher ebenfalls von der vorliegenden Erfindung umfaßt sein, solange sie sich unter
den Gegenstand der Ansprüche und deren Äquivalente subsumieren lassen.
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