DE102011106629A1 - Control cylinder for an engine brake with means for generating a springback - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Steuerzylinder (12) für eine Motorbremse zur Schaffung einer Verzögerungsfunktion durch Drosselung des Abgasstroms auslassseitig eines Turboladers (2) eines Fahrzeugmotors (1), umfassend ein zylindrisches Gehäuse (13) zur Unterbringung eines Kolbens (14) mit einer Kolbenstange (15) für eine Unterteilung des Gehäuses (13) in – einer Federkammer (16) zur Unterbringung einer Rückstellfeder (17) für die Kolbenstange (21), und – eine Druckkammer (18) zur Erzeugung einer Betätigungskraft durch den Kolben (14) per Druckluft, wobei – der Kolben (14) mit Mitteln zur Erzeugung einer Rückfederung zusammenwirkt, wobei die Mittel zur Erzeugung der Rückfederung innerhalb des zylindrischen Gehäuses (13) als elastische Abstandhalter zwischen Kolben (14) und Kolbenstange (15) ausgebildet sind.The invention relates to a control cylinder (12) for an engine brake to create a deceleration function by throttling the exhaust gas flow on the outlet side of a turbocharger (2) of a vehicle engine (1), comprising a cylindrical housing (13) for accommodating a piston (14) with a piston rod (15 ) for dividing the housing (13) into - a spring chamber (16) for accommodating a return spring (17) for the piston rod (21), and - a pressure chamber (18) for generating an actuating force by the piston (14) by compressed air, wherein - the piston (14) cooperates with means for producing a springback, the means for producing the springback within the cylindrical housing (13) being designed as an elastic spacer between the piston (14) and the piston rod (15).
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft einen Steuerzylinder für eine Motorbremse zur Erzeugung einer Verzögerungsfunktion durch Drosselung des Abgasstroms auslassseitig eines Turboladers bei einem Fahrzeugmotor, umfassend ein zylindrisches Gehäuse zur Unterbringung eines Kolbens mit Kolbenstange, welcher das zylindrische Gehäuse in eine Federkammer zur Unterbringung einer Rückstellfeder für die Kolbenstange und eine Druckkammer zur Erzeugung einer Betätigungskraft für den Kolben durch Druckluft unterteilt, wobei der Kolben mit Mitteln zur Erzeugung einer Rückfederung zusammenwirkt.The invention relates to a control cylinder for an engine brake for generating a deceleration function by throttling the exhaust gas flow outlet side of a turbocharger in a vehicle engine, comprising a cylindrical housing for housing a piston with piston rod, which the cylindrical housing in a spring chamber for accommodating a return spring for the piston rod and a Pressure chamber for generating an actuating force for the piston divided by compressed air, wherein the piston cooperates with means for generating a springback.
Pneumatische Zylinder dieser Art werden in der Nutzfahrzeugtechnik beispielsweise genutzt, um auslassseitig eines Turboladers von Dieselmotoren angeordnete Ventile zu betätigen. Der Steuerzylinder für die Motorbremse erzeugt eine lineare Schließ- und Öffnungskraft für einen Betätigungshebel des Ventils, das in die Abgasauslassleitung des Turboladers eingesetzt ist. Der Steuerzylinder der Motorbremse erzeugt die Schließkraft für das Ventil durch Druckluft, das vom Fahrzeug bereitgestellt wird. Die Rückstellfeder und der Abgasrückstau definiert die Öffnungskraft für das Ventil.Pneumatic cylinders of this type are used, for example, in commercial vehicle technology to actuate valves arranged on the outlet side of a turbocharger of diesel engines. The engine brake control cylinder generates a linear closing and opening force for an operating lever of the valve that is inserted into the exhaust gas exhaust passage of the turbocharger. The control cylinder of the engine brake generates the closing force for the valve by compressed air provided by the vehicle. The return spring and exhaust back pressure defines the opening force for the valve.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Die Druckschrift
Wenn das Fahrzeug andererseits im normalen Betrieb ist und die Motorbremse betätigt wird, bewegt sich der Kolben des Steuerzylinders der Motorbremse gegen erste und zweite Druckfedern infolge von auf einem hohen Druckniveau eingeregelte Druckluft und stoppt an einer Position, bei der eine Schutzeinrichtung mit dem Gleiter in Kontakt kommt, um das angeschlossene Motorbremsventil vollständig zu schließen.On the other hand, when the vehicle is in normal operation and the engine brake is operated, the piston of the engine brake control cylinder moves against first and second compression springs due to high-pressure-regulated compressed air and stops at a position where a protector contacts the slider comes to completely close the connected engine brake valve.
Gemäß des allgemein bekannten Standes der Technik, wird im Kraftfluss zwischen der Kolbenstange des Steuerzylinders und einem das Motorbremsventil betätigenden Hebel ein Zwischenelement mit einer vorgespannten Feder und axialen Rückfedermitteln eingesetzt. Das Zwischenelement ermöglicht eine limitierte Rücköffnung einer Drosselklappe des Motorbremsventils durch eine wegbegrenzte Rückfederung bei unerwünscht hohem Druck im Auspuffstutzen. Dieses zusätzliche Zwischenelement erfordert jedoch einen entsprechend großen Einbauraum und einen erhöhten Teile- und Montageaufwand.According to the generally known state of the art, an intermediate element with a prestressed spring and axial return spring means is used in the power flow between the piston rod of the control cylinder and a lever actuating the engine brake valve. The intermediate element allows a limited return opening of a throttle valve of the engine brake valve by way of a limited springback at undesirably high pressure in the exhaust pipe. However, this additional intermediate element requires a correspondingly large installation space and increased parts and assembly costs.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung Mittel zur Erzeugung einer Rückfederung zwischen der Kolbenstange des Steuerzylinders und dem Motorbremsventil zu schaffen, welche aus wenigen. Einzelteilen bestehen und kleinbauend ausgebildet sind.It is therefore an object of the present invention to provide means for generating a springback between the piston rod of the control cylinder and the engine brake valve, which consists of a few. There are individual parts and are made small-sized.
Kurze Beschreibung der ErfindungBrief description of the invention
Die Aufgabe wird ausgehend von einem Steuerzylinder gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.The object is achieved on the basis of a control cylinder according to the preamble of claim 1 in conjunction with its characterizing features. The following dependent claims give advantageous developments of the invention.
Die Erfindung schließt die technische Lehre, dass spezielle Mittel zur Erzeugung der Rückfederung innerhalb des zylindrischen Gehäuses des Steuerzylinders angeordnet sind.The invention includes the technical teaching that special means for generating the springback within the cylindrical housing of the control cylinder are arranged.
Die erfindungsgemäßen Mittel zur Erzeugung der Rückfederung können gemäß unterschiedlicher – nachfolgend detailliert beschriebener – Ausführungsformen verwirklicht werden, wobei prinzipiell die Funktion des vorgenannten Zwischenelements innerhalb des Steuerzylinders verwirklicht wird, in dem eine zueinander relative Bewegung der Kolbenstange und des Kolbens erfolgt und zwischen beiden Bauteilen elastische Abstandhalter unterschiedlicher Art ausgebildet sind. Die elastischen Abstandhalter sind so dimensioniert, dass die relative Bewegung zwischen Kolbenstange und Kolben nur bei unerwünscht hohem Druck, d. h. bei zu hoher Stellkraft der Drosselklappe entsteht. Diese relative Bewegung zwischen Kolbenstange und Kolben erlaubt eine wegbegrenzte Rücköffnung der Drosselklappe, wodurch der Druck im Auspuffstutzen soweit abgebaut wird, das die Motorbremswirkung noch ausreichend bleibt, aber der reduzierte Druck nicht mehr zu Motorschäden führen kann.The inventive means for generating the springback can be realized according to different - described in detail below - embodiments, in principle, the function of the aforementioned intermediate element is realized within the control cylinder in which a mutually relative movement of the piston rod and the piston takes place and between the two components elastic spacers are formed of different types. The elastic spacers are dimensioned so that the relative movement between piston rod and piston only at undesirably high pressure, d. H. If too much force of the throttle valve is created. This relative movement between the piston rod and piston allows for a limited travel rear opening of the throttle valve, whereby the pressure in the exhaust pipe is reduced so far that the engine braking effect is still sufficient, but the reduced pressure can no longer lead to engine damage.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform umfassen die Mittel zur Erzeugung der Rückfederung eine innerhalb des zylindrischen Gehäuses angeordnete vorgespannte Feder, die einerseits an der Kolbenstange und andererseits am Kolben wirkt. Die Feder kann dabei als eine Druckfeder aus Federstahl ausgebildet sein, welche über eine an der Kolbenstange angebrachte Scheibe seitens der Kolbenstange angekoppelt ist. Zur anderen Seite hin kann die Feder stirnseitig koaxial am Kolben zur Anlage kommen.According to a first preferred embodiment, the means for generating the springback comprise a prestressed spring arranged within the cylindrical housing, which acts on the one hand on the piston rod and on the other hand on the piston. The spring may be formed as a compression spring made of spring steel, which has an on the piston rod mounted disc is coupled from the piston rod. On the other side, the spring can come coaxially on the piston end face to the plant.
Gemäß einer diese Ausführungsform verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen, dass der Federweg der Feder über eine hierauf einwirkende Einstellschraube verstellbar ist. Ferner sollte die Kolbenstange längs verschiebbar relativ zum Kolben geführt sein, beispielsweise in eine entsprechende koaxiale Ausnehmung des Kolbens endseitig eingesteckt sein.According to a measure improving this embodiment, it is proposed that the spring travel of the spring is adjustable by means of an adjusting screw acting thereon. Further, the piston rod should be longitudinally slidably guided relative to the piston, for example, be plugged end into a corresponding coaxial recess of the piston.
Gemäß einer anderen Ausführungsform umfassen die Mittel zur Erzeugung der Rückfederung ein innerhalb des zylindrischen Gehäuses untergebrachte Druckluftfeder, welche einerseits an der Kolbenstange und andererseits am Kolben wirkt. Eine solche Druckluftfeder kann beispielsweise aus einem im Kolben integrierten zylindrischen Arbeitsraum bestehen, der mit einem hierin angeordneten Kolben zusammenwirkt, an dem die Kolbenstange angebracht ist.According to another embodiment, the means for generating the springback comprise a compressed air spring housed within the cylindrical housing, which acts on the one hand on the piston rod and on the other hand on the piston. Such a pneumatic spring, for example, consist of a piston integrated in the cylindrical working space, which cooperates with a piston arranged therein, on which the piston rod is mounted.
Gemäß einer diese Ausführungsform verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen, dass der zylindrische Arbeitsraum über ein Druckbegrenzungsventil belüftbar ist, um die Rücköffnungskraft einer zur Motorbremsung vorgesehenen Drosselklappe bei allen realen Betätigungsdrücken in einem konstanten Toleranzbereich zu halten.According to a measure improving this embodiment, it is proposed that the cylindrical working space can be ventilated via a pressure limiting valve in order to maintain the return opening force of a throttle valve provided for engine braking at a constant tolerance range for all actual actuating pressures.
Weiterhin kann der zylindrische Arbeitsraum auch über ein Ablassventil mit der Umwelt verbunden werden, um den Druck im Arbeitsraum auf einen Maximalwert zu begrenzen.Furthermore, the cylindrical working space can also be connected via a discharge valve to the environment in order to limit the pressure in the working space to a maximum value.
Der erfindungsgemäße Steuerzylinder sollte seitens des Federraums gegen Verschmutzung geschützt werden, um eine hohe Lebensdauer, insbesondere der vorstehend beschriebenen Ventiltechnik, zu gewährleisten. Diesbezüglich kann die Kolbenstange gegenüber dem Zylinderdeckel des zylindrischen Gehäuses gemäß einer anderen die Erfindung verbessernden Maßnahme mit einer Dichtung abgedichtet werden, wobei im Zylinderdeckel ein nach außen führendes Rückschlagventil angeordnet ist, um Überdruck aus dem Federraum an die Umgebung abzuführen. Ferner kann im Kolben ein Nachfüllventil integriert werden, das zwischen der Federkammer und der Druckkammer angeordnet ist. Das Nachfüllventil verhindert einen Niederdruck im Federraum, wodurch unter anderem eine Saugeffekt für Verunreinigungen von außen entstehen würde.The control cylinder according to the invention should be protected by the spring chamber against contamination to ensure a long service life, in particular the valve technique described above. In this regard, the piston rod relative to the cylinder cover of the cylindrical housing can be sealed with a seal according to another measure improving the invention, wherein in the cylinder cover an outwardly leading check valve is arranged to dissipate excess pressure from the spring chamber to the environment. Further, in the piston, a refill valve can be integrated, which is arranged between the spring chamber and the pressure chamber. The refill valve prevents low pressure in the spring chamber, which would cause, inter alia, a suction effect for impurities from the outside.
Weitere, die Erfindung verbessernden Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:Further measures improving the invention will be described in more detail below together with the description of the preferred embodiments with reference to the figures. It shows:
Die Bezugszeichen in den Zeichnungen sowie deren Bedeutung sind in der Bezugszeichenliste angegeben. Prinzipiell sind gleiche Bauteile mit denselben Bezugszeichen in den Figuren versehen.The reference numerals in the drawings and their meaning are indicated in the list of reference numerals. In principle, the same components are provided with the same reference numerals in the figures.
Detailbeschreibung der bevorzugten AusführungsformenDetailed Description of the Preferred Embodiments
Gemäß
Zusätzlich sind im Bereich eines Abgasauslasses
Im Hinblick auf
Nach
Wenn die Druckkammer
Wenn ein unerwünscht hoher Druck im – nicht weiter dargestellt – Auspuffstutzen auftritt, wird die hierin angeordnete Drosselklappe des Motorbremsventils vom Druck mit einem Drehmoment in Öffnungsrichtung belastet und die Kolbenstange
Gemäß
Bei der in
Um die Rückschiebekraft der Kolbenstange
Gemäß
Mit Hinblick auf
Im Kolben
Das Nachfüllventil
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Fahrzeugmotorvehicle engine
- 22
- Turboladerturbocharger
- 33
- Turbinenteilturbine part
- 44
- Kompressorteilcompressor part
- 55
- Antriebswelledrive shaft
- 66
- Abgasleitungexhaust pipe
- 77
- Abgaseinlassexhaust inlet
- 88th
- Lufteinlassair intake
- 99
- Einlassrohrinlet pipe
- 1010
- Abgasauslassexhaust outlet
- 1111
- MotorbremsventilEngine brake valve
- 1212
- Steuerzylindercontrol cylinder
- 1313
- Gehäusecasing
- 1414
- Kolbenpiston
- 1515
- Kolbenstangepiston rod
- 1616
- Federkammerspring chamber
- 1717
- RückstellfederReturn spring
- 1818
- Druckkammerpressure chamber
- 1919
- Anschlussconnection
- 2020
- Federgehäusespring housing
- 2121
- Scheibedisc
- 2222
- Federfeather
- 2323
- Einstellschraubeadjustment
- 2424
- Dichtscheibesealing washer
- 2525
- Kolbenpiston
- 2626
- Arbeitsraumworking space
- 2727
- Öffnungopening
- 2828
- Scheibedisc
- 2929
- DruckbegrenzungsventilPressure relief valve
- 3030
- Ablassventildrain valve
- 3131
- Zylinderdeckelcylinder cover
- 3232
- Dichtungpoetry
- 3333
- Rückschlagventilcheck valve
- 3434
- Nachfüllventilrefill
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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