DE102021110853A1

DE102021110853A1 - Mehrzyklenmotorbremsung

Info

Publication number: DE102021110853A1
Application number: DE102021110853.5A
Authority: DE
Inventors: Oliver Schnell; Andreas Grötsch
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2021-04-28
Filing date: 2021-04-28
Publication date: 2022-11-03

Abstract

Vorgeschlagen ist eine Mehrzyklenmotorbremsung an einer Hubkolbenbrennkraftmaschine nach dem Vier-Takt-Verfahren, dessen Auslasskanäle von zumindest zwei Auslassventilen (16, 17) beherrscht sind, die durch von einer Nockenwelle angetriebene Kipp- (2) oder Schlepphebel betätigbar sind, wobei ein Kipphebel (2) mittels einer Ventilbrücke (12) und eines hydraulischen, mit einem Druckkolben (5) versehenen Spielausgleichselement (4), auch „HVA“ genannt, mit den Auslassventilen (16, 17) in Verbindung steht und mit einer Bremssteuereinrichtung, die zumindest ein Stellelement (19) aufweist, das mittels eines durch die Ventilbrücke (12) reichenden Stellkolbens (18) zumindest ein Auslassventil (17) zusätzlich betätigt, wobei die Ventilbrücke (12) mittels eines Führungselements parallel zu den Längsachsen der Auslassventile (16, 17) geführt ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mehrzyklenmotorbremsung an einer Hubkolbenbrennkraftmaschine nach dem Vier-Takt-Verfahren, dessen Auslasskanäle von zumindest zwei Auslassventilen beherrscht sind, die durch von einer Nockenwelle angetriebene Kipp- oder Schlepphebel betätigbar sind, wobei ein Kipphebel mittels einer Ventilbrücke und eines hydraulischen, mit einem Druckkolben versehenen Spielausgleichselement, auch „HVA“ genannt, mit den Auslassventilen in Verbindung steht und mit einer Bremssteuereinrichtung, die zumindest ein Stellelement aufweist, das mittels eines durch die Ventilbrücke reichenden Stellkolbens zumindest ein Auslassventil zusätzlich betätigt.
Eine derartige Einrichtung zur Durchführung einer Mehrzyklenmotorbremsung ist aus der EP 1 042 598 B1 bekannt. Dabei besteht das Problem, dass bei Betätigung der Bremssteuerung das Spielausgleichelement sich wegen verringerter Gegenkraft aufpumpt und der Druckkolben unerwünscht ausfährt. Zu diesem Zweck wird zwar in dem bekannten Dokument vorgeschlagen, den Druckmittelzufluss zu dem hydraulischen Spielausgleichselement zu unterbrechen. Dies hat jedoch den Nachteil, dass dies für ihr Wirksamkeit zu viel Zeit benötigt, so dass der Druckkolben trotzdem ausfahren kann, weil die Gegenkraft schneller abnimmt als der hydraulische Druck in der Zufuhrleitung zum HVA verringert werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Durchführung einer Mehrzyklenmotorbremsung so zu verbessern, dass die beschriebenen Nachteile behoben werden. Es soll eine einfache kostengünstige Ausgestaltung zur Verfügung gestellt werden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe der Erfindung dadurch gelöst, dass die Ventilbrücke mittels eines Führungselements parallel zu den Längsachsen der Auslassventile abgestützt ist. Das Führungselement weißt vorzugsweise einen zumindest indirekt an einem Bauteil der Hubkolbenbrennkraftmaschine befestigten Stift oder Bolzen auf, dem eine in der Ventilbrücke angeordnete Gleitfläche zugeordnet ist. Durch das Führungselement kann die Ventilbrücke auch beim Öffnen eines Auslassventils durch die Bremssteuereinrichtung, wodurch die Gegenkraft auf die Ventilbrücke entfällt, nicht mehr kippen, da die Ventilbrücke über das Führungselement abgestützt wird. Das Ventilspielausgleichselement kann sich daher nicht mehr aufpumpen, da die Schließfeder eines Auslassventils ausreicht, die erforderliche Gegenkraft zu erzeugen. Dabei ist eine Abstimmung der Kräfte der Federn des Auslassventils und der Feder im Spielausgleichelement zweckmäßig.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Gleitfläche mit einer Sackbohrung der Ventilbrücke in Verbindung steht. An die Sackbohrung kann eine nach außen führende Schmiermittelzufuhrbohrung vorgesehen sein. Dabei ist eine eigenständige Schmiermittelzufuhr nicht erforderlich, da im Bereich des Ventiltriebs ausreichend Öl und Ölnebel vorhanden ist.
Die Ventilbrücke ist ihrerseits vorzugsweise so ausgestaltet, dass der Druckkolben des Spielausgleichselements koaxial zum Führungselement angeordnet ist, um die Reibung zu verringern.
Üblicherweise wird bei einem Spielausgleichselement die Kugel eines Rückschlagventils von einer Steuerfeder gegen die Öffnung einer Bohrung zwischen dem Vorratsraum und dem Druckraum gedrückt, sodass das Rückschlagventil nach Überwindung der Kraft der Steuerfeder öffnet. Bei der vorliegenden Erfindung wird allerdings vorgeschlagen, dass die Kugel des Rückschlagventils eine Steuerfeder aufweist, die zumindest teilweise in der Bohrung angeordnet ist, sodass das Rückschlagventil normalerweise geöffnet ist. Erst bei hinreichendem Druckaufbau im Druckraum wird das Ventil geschlossen. Dadurch bedarf es keiner Überwindung der Federkraft der Steuerfeder, um den Druckraum zu füllen.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beschrieben:

• 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ventilsteuerung einer Hubkolbenbrennkraftmaschine mit Mehrzyklenmotorbremsung,
• 2 zeigt eine Seitenansicht der Ventilsteuerung gemäß 1 mit Schnitten durch die Ventilbrücke, das Spielausgleichselement und die Bremssteuerbetätigung,
• 3 zeigt eine weitere Seitenansicht der Ventilsteuerung gemäß 1 mit Schnitt durch das Ventilspielausgleichselement und das Führungselement der Ventilbrücke und
• 4 zeigt einen Schnitt durch das Ventilspielausgleichselement mit der Anordnung der Steuerfeder in der Bohrung zwischen Vorrats- und Druckraum.

In den 1 bis 4 ist, soweit im Einzelnen dargestellt, mit 1 eine Kipphebelachse bezeichnet, die an einem Bauteil der Hubkolbenbrennkraftmaschine abgestützt ist. Auf dieser Kipphebelachse 1 ist u.a. ein Kipphebel 2 für die betriebsbedingte Betätigung von Auslassventilen 16 und 17 bezeichnet, wobei neben dem Kipphebel 2 ein ebenfalls auf der Kipphebelachse 1 schwenkbar gelagerter Bremshebel 3 angeordnet ist. Sowohl der Kipphebel 2 als auch der Bremshebel 3 werden von einer nicht dargestellten Nockenwelle zumindest indirekt betätigt, wobei die Betätigung des Kipphebels 2 dem üblichen Steuerspiel der Gaswechselventile folgt, während der Bremshebel 3 unabhängig davon zum zusätzlichen Öffnen des Auslassventils 17 angesteuert wird. Am Ende des Kipphebels 2 ist ein allgemein mit 4 bezeichnetes Spielausgleichselement (HVA) angeordnet. Dieses weist einen Druckkolben 5, einen Druckraum 6 mit Druckfeder 7, einen Vorratsraum 8, eine Bohrung 9 zwischen dem Druckraum 6 und dem Vorratsraum 8 und ein Rückschlagventil 10 auf, das die Bohrung 9 beherrscht. Das Rückschlagventil 10 weist eine Kugel auf, die die Bohrung 9 öffnet und schließt, in einem Käfig geführt ist und von einer Steuerfeder 20 beherrscht wird. An den Vorratsraum 8 schließt sich eine im Kipphebel 2 angeordnete Zufuhrbohrung 11 an, durch die der Vorratsraum 8 mit Druckmittel versorgt wird, der im Bereich der Ventilsteuerung ausreichend zur Verfügung steht.
Der Druckkolben 5 steht mit einer Ventilbrücke 12 in Verbindung, die eine Gleitfläche 13 aufweist und mit dieser auf einem Stift 14 gelagert ist, der fest an der Hubkolbenbrennkraftmaschine angeordnet ist. Es kann auch in kinematischer Umkehr an der Ventilbrücke ein Stift oder Bolzen befestigt sein und die Gleitfläche mit der Brennkraftmaschine in Verbindung stehen. Die Gleitfläche 13 ist Bestandteil einer Sackbohrung, an die eine Schmiermittelzuflussbohrung 15 anschließt, die in den Raum der Ventilsteuerung reicht und dort mit Schmiermittel versorgt wird. Die Ventilbrücke 12 steht mit Ventilschäften der Auslassventile 16 und 17 in Wirkverbindung, wobei der Ventilschaft des Auslassventils 16 direkt mit der Ventilbrücke 12 in Wirkverbindung steht, während die Ventilbrücke 12 mit dem Schaft des Auslassventils 17 unter Zwischenschaltung eines Stellkolbens 18 in Verbindung steht. Der Stellkolben 18 ist seinerseits mittels eines Ringwulstes an der Ventilbrücke 12 abgestützt und reicht durch die Ventilbrücke 12 auf deren Oberseite. Sie steht dort mit einem Stellelement 19 in Verbindung, das am Ende des Bremshebels 3 in diesen eingebaut ist. Das Stellelement 19 ist in dem Bremshebel in Längsrichtung einstellbar, so dass das Spiel zwischen dem Stellelement 19 und dem Stellkolben 18 variiert werden kann.
Wird nun unabhängig von der Betätigung der Ventilbrücke 12 über den Kipphebel 2 die Bremssteuerung betätigt, so bewegt das Stellelement 19 den Stellkolben 18 in Richtung des Auslassventils 17, so dass dieses geöffnet wird. Durch die Führung der Ventilbrücke 12 mittels der Gleitfläche 13 und des Stiftes 14 beeinflusst die Bewegung der Bremssteuerung und die Bewegung des Stellkolbens 18 in der Ventilbrücke 12 dessen Stellung und Lage nicht, so dass das Spielausgleichselement 4 durch die Betätigung der Bremssteuerung nicht aufgepumpt wird.
Bezugszeichenliste

1): Kipphebelachse
2): Kipphebel
3): Bremshebel
4): Spielausgleichselement (HVA)
5): Druckkolben
6): Druckraum
7): Druckfeder
8): Vorratsraum
9): Bohrung
10): Rückschlagventil
11): Zuflussbohrung
12): Ventilbrücke
13): Gleitfläche
14): Stift
15): Schmiermittelzuflussbohrung
16): Auslassventil
17): Auslassventil
18): Stellkolben
19): Stellelement
20): Steuerfeder

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1042598 B1 [0002]

Claims

Mehrzyklenmotorbremsung an einer Hubkolbenbrennkraftmaschine nach dem Vier-Takt-Verfahren, dessen Auslasskanäle von zumindest zwei Auslassventilen (16, 17) beherrscht sind, die durch von einer Nockenwelle angetriebene Kipp- (2) oder Schlepphebel betätigbar sind, wobei ein Kipphebel (2) mittels einer Ventilbrücke (12) und eines hydraulischen, mit einem Druckkolben (5) versehenen Spielausgleichselement (4), auch „HVA“ genannt, mit den Auslassventilen (16, 17) in Verbindung steht und mit einer Bremssteuereinrichtung, die zumindest ein Stellelement (19) aufweist, das mittels eines durch die Ventilbrücke (12) reichenden Stellkolbens (18) zumindest ein Auslassventil (17) zusätzlich betätigt, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilbrücke (12) mittels eines Führungselements parallel zu den Längsachsen der Auslassventile (16, 17) geführt ist.
Mehrzyklenmotorbremsung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement einen zumindest indirekt an einem Bauteil der Hubkolbenbrennkraftmaschine befestigenden Stift (14) oder Bolzen aufweist, dem eine an der Ventilbrücke (12) angeordnete Gleitfläche (13) zugeordnet ist.
Mehrzyklenmotorbremsung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkolben (5) des Spielausgleichselements (4) koaxial zum Führungselement angeordnet ist.
Mehrzyklenmotorbremsung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckraum (6) des Spielausgleichselements (4) mittels einer Bohrung (9) mit einem Vorratsraum (8) verbunden ist, deren Querschnitt durch eine Kugel eines Rückschlagventils (10) beherrscht ist und dass die Kugel eine Steuerfeder (20) aufweist, die die Kugel in Öffnungsrichtung belastet.