DE19758372C2

DE19758372C2 - Druckmittelversorgung für ein Motorbremssystem eines mehrzylindrischen 4-Takt-Hubkolbenverbrennungsmotors

Info

Publication number: DE19758372C2
Application number: DE1997158372
Authority: DE
Inventors: Klaus Vogel
Original assignee: UKM UMFORMTECHNIK und KRAFTFAH
Current assignee: UKM UMFORMTECHNIK und KRAFTFAH
Priority date: 1997-12-29
Filing date: 1997-12-29
Publication date: 2002-08-29
Anticipated expiration: 2017-12-30
Also published as: DE19758372A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckmittelversorgung für ein Motorbremssystem eines mehrzylindrischen 4-Takt-Hubkolbenverbrennungsmotors, bestehend aus einem Kipp hebel mit Einstellschraube, einem Kipphebellager, einer Stößelstange zum Betätigen des Kipphebels, einem Druckmittelkanal im Kipphebel und einer druckmittelbetätigten Auslaßventilsteuerung, die einen durch Federdruck ausfahrbaren Steuerkolben auf weist.

Es ist ein Verfahren zur Motorbremsung bekannt (EP 0736 672 A2), das mit geringe rem Bau- und Kostenaufwand eine gute Motorbremsleistung erbringt. Erreicht wird das durch ein Motorbremsverfahren, das beim Motorbremsen in ein Zwischenöffnen des Auslaßventils - das Zwischenöffnen wird bei in Drosselstellung befindlicher Drosselvorrichtung durch den im Abgas hervorgerufenen Druckanstieg bewirkt - steuerungstechnisch eingreift, indem das nach dem Zwischenöffnen zum Schließen neigende Auslaßventil zwangsweise durch eine nockenwellenfern in den Auslaßventilbetätigungsmechanis mus eingebaute druckmittelbetätigte Steuereinrichtung abgefangen, am Schließen ge hindert und dann längstens bis zur nockengesteuerten Auslaßventilöffnung teilweise offen gehalten wird. Die Druckmittelzufuhr erfolgt dabei über einen kipphebelinternen Speisekanal, der vom Kipphebellagerbereich her, d. h. über den Kipphebelbock und den Zylinderkopf mit Druckmittel versorgt wird.

Eine nach diesem Verfahren arbeitende Motorbremse hat eine Bremsleistung, die im Bereich der Nutzleistung des Motors liegt. Nachteilig ist, daß für die Druckmittelver sorgung spezielle Kanäle im Zylinderkopf, Kipphebelbock, Kipphebellagerbereich so wie in der Aufnahme- und Steuerhülse angeordnet werden müssen. Die Herstellung dieser Kanäle ist mit einem hohen fertigungstechnischen Aufwand verbunden. Insbe sondere die Kontaktflächen zwischen dem Zylinderkopf und dem Kipphebelbock sind wegen der Dichtungsproblem mit hoher Genauigkeit zu fertigen. Darüber hinaus sind aufwendige Versorgungskanäle im Kipphebelbock soweit verästelt zu schaffen, daß die Lagerstelle des Kipphebels und die Verblockungseinheit mit Schmier- bzw. Druckmit tel versorgt werden kann.

In der JP 57-105 510 A ist eine Vorrichtung beschrieben, bei der das Auslösen der Motorbremse durch Öffnung des Auslaßventils an einer Position nahe des oberen Tot punktes des Kolbens am Ende des Kompressionshubs der Maschine bewirkt wird. Die se Vorrichtung ist so aufgebaut, daß ein Antriebskolben 11 und ein Antriebskolbenan hänger 6, die einen Druck erzeugen, wenn sie durch die Oberfläche 7a des Öffnungs nockens des Auslaßnockens 7 angetrieben werden, am Ende eines Kipphebels 3 eines Auslaßventilöffnungs und -schließmechanismus angeordnet sind, während am anderen Ende des Kipphebels 3 ein Spannkolben 4, der ein Auslaßventil 1 durch besagten Druck, erzeugt durch den Antriebskolben 11 und den Antriebskolbenanhänger, in sei ne Öffnungsrichtung drückt, und ein Mittel zur Aufnahme der Reaktionskraft des Spannkolbens 4 angeordnet sind. Mit solch einer Anordnung öffnet das Auslaßventil 1 an einer Position nahe des oberen Totpunktes des Kolbens am Ende des Kompressions hubs der Maschine. Bei dieser Vorrichtung wird der Spannkolben 4 in herkömmlicher Weise über Kanäle im Kipphebelbock (Kipphebelachse 5, Kanal 5a und Rückschlag ventil 15) mit dem Druckmittel versorgt, wobei auch hier alle oben angegebenen Nachteile einer solchen Weise der Druckmittelversorgung auftreten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Druckmittelzufuhr für ein Mo torbremssystem für 4-Takt-Hubkolbenverbrennungsmotoren vorzuschlagen, die mit einem Minimum an mit vertretbarem Aufwand gefertigten Druckmittelkanälen aus kommt.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch durch die kennzeichnenden Merkmale des An spruchs 1.

Mit dieser Erfindung wird erreicht, daß die Versorgung der druckmittelbetätigten Steu ereinrichtung lediglich über einen Kanal im Kipphebel erfolgt, der seinerseits von dem für die Kipphebellagerstelle bestimmten und über die Stößelstange zugeführten Schmiermittelstrom gespeist wird. Sämtliche allein der Versorgung der Steuereinrich tung dienenden Kanäle sind im Kipphebel angeordnet und können dort im Rahmen des Herstellungsprozesses in wenigen unaufwendigen Arbeitsgängen gelegt werden. Auf kompliziert herzustellende Druckmittelkanäle im Zylinderkopf Kipphebelbock und Kipp hebellagerbereich kann verzichtet werden.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß Motoren ohne Zusatzbremssystem durch den Einsatz eines erfindungsgemäß gestalteten Auslaßkipphebels mit einem solchen Zusatzbremssystem nachgerüstet werden können, ohne daß Veränderungen am Zylin derkopf oder Kipphebelbock erforderlich wären.

Spezielle Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt.

Nachfolgend wird die Erfindung an Ausführungsbeispielen erläutert.

Die Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen mit einer erfindungsgemäßen Druckmittel versorgung ausgerüsteten Auslaßkipphebel.

Die Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch eine Variante eines mit einer erfindungsgemäßen Druckmittelversorgung ausgerüsteten Auslaßkipphebels.

In Fig. 1 ist ein Kipphebel 1 im Zusammenwirken mit dem Schaft des Auslaßventils 2 und der Stößelstange 3 dargestellt. Die Stößelstange 3 enthält in Längsrichtung einen Schmiermittelkanal 4 und steht über ein kalottenartig gestaltetes Verbindungsstück 5 mit der Einstellschraube 6 in Verbindung. Die Einstellschraube 6 enthält einen Kanal 7, der über einen Kanal 8 in einen am Umfang der Einstellschraube 6 angeordneten Ein stich 9 mündet. In der Höhe des Einstichs 9 befinden sich im Kipphebel 1 die Öffnung des Druckmittelkanals 10 und des Schmiermittelkanals 11. Der Schmiermittelkanal 11 dient in bekannter Weise der Versorgung des Kipphebellagerbereichs 12 mit Schmier mittel. Der Druckmittelkanal 10 zweigt einen Teil des Schmiermittels ab und leitet es als Druckmittel zur im Kipphebel angeordneten Auslaßventilsteuerung 13 weiter.

Die Auslaßventilsteuerung 13 besteht aus einem Steuerkolben 14 und einer Steuer buchse 15. Der Steuerkolben 14 ist in der Bohrung 16 geführt und im Bereich des unte ren Endes mit einem Einstich 17 versehen, in den ein an der Unterseite des Kipphebels 1 angeordneter Anschlag 18 eingreift, der den Hub des Steuerkolbens nach unten be grenzt. Das untere Ende des Steuerkolbens 14 wirkt auf den Schaft des Auslaßventils 2. Die Oberseite des Steuerkolbens 14 ist mit einer Druckfeder 19 belastet. In der Boh rung 16 ist über dem Steuerkolben 14 die Steuerbuchse 15 eingeschraubt, die einen zum Steuerkolben 14 weisenden Hohlraum 20 aufweist, in dem die Druckfeder 19 geführt ist. Die Unterseite der Steuerbuchse 15 bildet den zweiten Anschlag 21, der den Hub des Steuerkolbens 14 nach oben begrenzt. Der Hohlraum 20 steht über eine mit einer federbelasteten Kugel 22 verschlossene Bohrung 23 mit dem Druckmittelkanal 10 in Verbindung. Der Hohlraum 20 steht über einen Entlastungskanal 24, der durch den Gegenhalter 25 verschließbar ist, mit der Umgebung in Verbindung.

Das Zusatzbremssystem mit der erfindungsgemäßen Druckmittelversorgung funktio niert wie folgt:
Beim Motorbremsen erfolgt aufgrund des Abgasgegendrucks bei in Drosselstellung befindlicher Drosselklappe ein Zwischenöffnen des Auslaßventils 2. Das Auslaßventil 2 bewegt sich während des Öffnens nach unten und der Steuerkoben 14 wird durch das Wirken der Druckfeder 19 bis zum unteren Anschlag 18 nachgeführt. Durch die Ab wärtsbewegung des Steuerkolbens 14 vergrößert sich der Hohlraum 20 und wird über die Bohrung 23 vom Druckmittelkanal 10 vollständig mit Druckmittel gefüllt. Der Druckmitteldruck muß dabei lediglich so hoch sein, daß die Schließkraft der die Boh rung 23 verschließenden federbelasteten Kugel 22 überwunden wird. Infolge des Wir kens des Rückschlagventils 22 und des durch den Gegenhalter 25 verschlossenen Ent lastungskanals 24 wird der Steuerkolben in dieser Stellung hydraulisch verblockt. Will sich nun das Auslaßventil 2 infolge des sinkenden Abgasgegendrucks wieder in Schließrichtung bewegen, wird das Schließen durch den ausgefahrenen und hydraulisch arretierten Steuerkolben 14 solange unterbunden, bis am Ende des Expansionstaktes der Kipphebel 1 infolge der Nockenwellensteuerung seine Bewegung zum Öffnen des Auslaßventils 2 ausführt. Mit dem Beginn dieser Bewegung des Kipphebels 1 wird durch dessen Abheben vom Gegenhalter 25 der Entlastungskanal 24 freigegeben und damit das hydraulische Verblocken des Steuerkolbens 14 aufgehoben, da das Druck mittel aus dem Hohlraum 20 abfließen kann.

In Fig. 2 ist ein Kipphebel 1 mit einer veränderten Druckmittel-/Schmiermittelleiturig dargestellt. Unverändert gegenüber der in Fig. 1 dargestellten Variante sind die Stößel stange 3, der Schmiermittelkanal 4, das Verbindungsstück 5, die Einstellschraube 6, der Kanal 7, der Kanal 8 und der Einstich 9. In der Höhe des Einstichs 9 befinden sich im Kipphebel 1 die Öffnung des Druckmittelkanals 10. Die Veränderung gegenüber Fig. 1 betrifft den Schmiermittelkanal 11. Der Schmiermittelkanal 11 beginnt an einer beliebigen Stelle zwischen dem Beginn und dem Ende des Kanals 10 und läuft von dort zum Kipphebellagerbereich 12. Der Schmiermittelkanal 11 zweigt dabei einen Teil des Druckmittels ab und leitet es als Schmiermittel zum Kipphebellager weiter.

Die Auslaßventilsteuerung 13 besteht aus einem Steuerkolben 14 und einer Steuer buchse 15 in Form der Bohrung 16. Der Steuerkolben 14 ist in der Bohrung 16 geführt und sein Hub ist nach oben durch den Anschlag 21 und nach unten durch den Siche rungsstift 26 begrenzt. Das untere Ende des Steuerkolbens 14 wirkt auf den Schaft des Auslaßventils. Die Oberseite des Steuerkolbens 14 weist einen Hohlraum 20 auf, der über die Bohrung 23 mit dem Druckmittelkanal 10 in Verbindung steht. Die Mündung der Bohrung 23 in den Hohlraum 20 ist mit einer federbelasteten Kugel 22 verschlosse nen. Der Hohlraum 20 steht über einen Entlastungskanal 24, der durch einen Gegen halter 25 verschließbar ist, mit der Umgebung in Verbindung.

Das in Fig. 2 dargestellte Zusatzbremssystem mit der erfindungsgemäßen Druckmittel versorgung funktioniert wie folgt:
Beim Motorbremsen erfolgt aufgrund des Abgasgegendrucks ein Zwischenöffnen des Auslaßventils. Das Auslaßventil bewegt sich während des Öffnens nach unten und der Steuerkoben 14 wird durch das Wirken der Druckfeder 19 bis zum unteren Anschlag 26 nachgeführt. Der Hohlraum 20 wird über die Bohrung 23 vom Druckmittelkanal 10 vollständig mit Druckmittel hinterfüllt. Der Druckmitteldruck muß dabei lediglich so hoch sein, daß die Schließkraft der die Bohrung 23 verschließenden federbelasteten Kugel 22 überwunden wird. Infolge des Wirkens des Rückschlagventils 22 und des durch den Gegenhalter 25 verschlossenen Entlastungskanals 24 wird der Steuerkolben 14 in dieser Stellung hydraulisch verblockt. Will sich nun das Auslaßventil 2 infolge des sinkenden Abgasgegendrucks wieder in Schließrichtung bewegen, wird das Schlie ßen durch den ausgefahrenen und hydraulisch verblockten Steuerkolben 14 solange unterbunden, bis am Ende des Expansionstaktes der Kipphebel 1 infolge der Nocken wellensteuerung seine Bewegung zum Öffnen des Auslaßventils 2 ausführt. Mit dem Beginn dieser Bewegung des Kipphebels 1 wird durch dessen Abheben vom Gegen halter 25 der Entlastungskanal 24 freigegeben und damit das hydraulische Verblöcken aufgehoben, da das Druckmittel aus dem Hohlraum 20 abfließen kann.

Bezugszeichen

1

Kipphebel

2

Auslaßventil

3

Stößelstange

4

Schmiermittelkanal

5

Verbindungsstück

6

Einstellschrauben

7

Kanal

8

Kanal

9

Einstich

10

Druckmittelkanal

11

Schmiermittelkanal

12

Kipphebellager

13

Auslaßventilsteuerung

14

Steuerkolben

15

Steuerbuchse

16

Bohrung

17

Einstich

18

Anschlag

19

Druckfeder

20

Hohlraum

21

Anschlag

22

federbelastete Kugel (Rückschlagventil)

23

Bohrung

24

Entlastungskanal

25

Gegenhalter

26

Sicherungsstift

Claims

1. Druckmittelversorgung für ein Motorbremssystem eines mehrzylindrischen 4-Takt- Hubkolbenverbrennungsmotors, bestehend aus einem Kipphebel (1) mit Einstell schraube (6), einem Kipphebellager (12), einer Stößelstange (3) zum Betätigen des Kipphebels (1), einem Druckmittelkanal (10) im Kipphebel (1) und einer druck mittelbetätigten Auslaßventilsteuerung (13), die einen durch Federdruck ausfahrba ren Steuerkolben (14) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmiermittel für das Kipphebellager (12) von einem in der Stößelstange (3) angeordneten Schmier mittelkanal (4) über in der Einstellschraube (6) befindliche Kanäle (7, 8) und einen im Kipphebel (1) angeordneten Schmiermittelkanal (11) zum Kipphebellager (12) geleitet wird, wobei ein Teil des von den in der Einstellschraube (6) befindlichen Kanälen (8) kommenden Schmiermittels als Druckmittelstrom durch den im Kipphebel (1) angeordneten Druckmit telkanal (10) zur im Kipphebel (1) angeordneten Auslaßven tilsteuerung (13) geleitet wird.

2. Druckmittelversorgung für ein Motorbremssystem nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Druckmittelkanal (10) und der Schmiermittelkanal (11) einen gemeinsamen Anfang etwa in der Höhe des die Einstellschraube (6) verlassenden Kanals (8) haben.

3. Druckmittelversorgung für ein Motorbremssystem nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Schmiermittelkanal (11) an einer beliebigen Stelle zwischen dem Beginn und dem Ende des Druckmittelkanals (10) beginnt und von dort zum Kipphebellager (12) geführt ist.