DE68907311T2

DE68907311T2 - Verzögerer.

Info

Publication number: DE68907311T2
Application number: DE89119182T
Authority: DE
Inventors: Masaki C O Fujisawa Fact Okada
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1988-10-31
Filing date: 1989-10-16
Publication date: 1994-01-20
Anticipated expiration: 2009-10-17
Also published as: EP0367008A1; JPH0788785B2; EP0367008B1; US4946014A; DE68907311D1; JPH02123247A

Description

Die Erfindung betrifft eine Verzögerungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Eine Verzögerungseinrichtung dieser Art ist in der GB-A-746 681 beschrieben.
Große Fahrzeuge wie ein Großbus oder Lastkraftwagen sind im allgemeinen zusätzlich zu einem Hauptbremssystem (Fußbremse) mit einem Hilfsbremssystem ausgestattet, da sie zum Anhalten eine große Bremskraft benötigen. Fluid- Verzögerungseinrichtungen und elektrische Verzögerungseinrichtungen sind als Hilfsbremssystem für ein Fahrzeug im Stand der Technik hinreichend bekannt. Diese Verzögerungseinrichtungen erzeugen jedoch bei der Energieumwandlung während des Bremsens eine beträchtliche Menge an Wärme, weshalb eine Einrichtung zum Kühlen eines Arbeitsmediums erforderlich ist. Die Kühleinrichtung erhöht die Kosten für das Hilfsbremssystem und macht die Anordnung kompliziert.
Andererseits arbeitet eine Verzögerungseinrichtung für ein Hilfsbremssystem der vorstehend genannten Art, nämlich ein in der am 9.12.1988 bekanntgemachten JP-A-63- 302153 (japanische Patentanmeldung Nr. 62-136 476) beschriebenes "Turbo-Verzögerungssystem" mit einem Gebläse, das über eine Kupplung und einen Geschwindigkeitsänderungsmechanismus an eine Kurbelwelle des Motors angeschlossen ist. Das Gebläse wird durch die Kurbelwelle angetrieben und verbraucht Energie des Motors, wodurch eine Bremskraft auf den Motor ausgeübt wird. Für diese Anordnung wird die Einrichtung zum Kühlen eines Arbeitsmediums nicht benötigt. Wenn jedoch die Zahnräder des Geschwindigkeitsänderungsmechanismus brechen oder deren Lager blockieren, wird eine entsprechend große Kraft auf die Kurbelwelle ausgeübt. Dies könnte zu einem Schaden an der Kurbelwelle und an den damit verbundenen Teilen und weiter zu einem Ausfall des Fahrzeugs führen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hilfsbremssystem zur Verfügung zu stellen, welches keine Bremskraft auf die Kraftübertragungslinie des Fahrzeugs ausübt, wenn eine Störung im Geschwindigkeitsänderungsmechanismus auftritt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Verzögerungseinrichtung mit den im Hauptanspruch beschriebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Wenn das Gebläse über die Kupplung an die Kurbelwelle des Motors angeschlossen ist und durch die von der Kurbelwelle ausgehende Energie angetrieben wird, verbraucht das Gebläse die Energie des Motors und übt dadurch eine Bremskraft auf den Motor aus. In dieser Situation kann auch eine Schmierölzufuhrvorrichtung durch die Kurbelwelle angetrieben werden, die die Teile des Geschwindigkeitsänderungsmechanismus mit Schmieröl versorgt. Wenn die Zahnräder des Geschwindigkeitsänderungsmechanismus während der Verzögerung durch das Bremssystem brechen oder sich die darin befindenden Lager festfressen, das heißt, wenn sich die Drehgeschwindigkeit der Zahnräder oder der Wellen verringert, nimmt die der Ölzufuhrvorrichtung zugeführte Energie ab, da die Ölzufuhrvorrichtung durch die zwischen der Kupplung und dem Gebläse übertragene Energie betrieben wird. Wenn der durch den Drucksensor erfaßte Öldruck unter einen vorgegebenen Wert abfällt, erteilt die Steuereinheit an die Kupplung den Befehl, das Gebläse von der Kurbelwelle zu trennen. Wenn das Gebläse mit der Kurbelwelle verbunden bliebe, würde der Geschwindigkeitsänderungsmechanismus eine große Bremskraft auf die Kurbelwelle ausüben. Erfindungsgemäß übt das Gebläse des Bremssystems nie eine übermäßige Bremskraft auf die Kurbelwelle aus, und es wird durch dieses Bremssystem eine sichere Verzögerung gewährleistet.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben. Darin zeigt:

Figur 1

eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Bremssystems;

Figur 2

eine vergrößerte Schnittansicht einer Kupplung von Figur 1.
In Figur 1 der Zeichnungen bezeichnet Bezugsziffer 1 einen Motor, und eine Kurbelwelle 2, das heißt ein Element der Kraftübertragungslinie eines Fahrzeugs, ist mit einer Verzögerungseinrichtung 3 verbunden. Die Verzögerungseinrichtung 3 dient als Hilfsbremssystem relativ zu einem Hauptbremssystem, das heißt zu einer Fußbremse (nicht dargestellt).
Die Verzögerungseinrichtung 3 umfaßt ein Gebläse 6, das über einen Geschwindigkeitsänderungsmechanismus 5 und eine Kupplung 4, die das Gebläse 6 wahlweise mit der Kurbelwelle 2 verbindet und von dieser löst, mit der Kurbelwelle 2 verbunden ist, eine durch eine zwischen der Kupplung 4 und dem Gebläse 6 übertragene Energie betriebene Schmierölzufuhrvorrichtung 7 zur Zufuhr von Schmieröl zu dem Geschwindigkeitsänderungsmechanismus 5, einen Sensor 8 zur Erfassung des Drucks des dem Geschwindigkeitsänderungsmechanismus 5 zugeleiteten Schmieröls und eine Steuereinheit 9, die ermöglicht, daß die Kupplung 4 das Gebläse von der Kurbelwelle trennt, wenn der erfaßte Öldruck unter einem vorgegebenen Wert liegt. Genauer ausgedrückt ist die Kurbelwelle 2 über Zahnräder 10 und 11 mit einer ersten Welle oder einer Eingangswelle 12 des Geschwindigkeitsänderungsmechanismus 5 verbunden, und die Eingangswelle 12 ist über einen ersten Zahnrädersatz 15 und 16 des Geschwindigkeitsänderungsmechanismus 5 mit einer zweiten Welle 14 verbunden. Die zweite Welle 14 ist durch ein Paar erster Lager 13 gehalten, die in einem Gehäuse des Geschwindigkeitsänderungsmechanismus 5 angeordnet sind. Die zweite Welle 14 ist über einen zweiten Zahnrädersatz 17 und 18 des Geschwindigkeitsänderungsmechanismus 5 auch mit einer dritten Welle oder einer Ausgangswelle 19 des Geschwindigkeitsänderungsmechanismus 5 verbunden. Das Gebläse 6 umfaßt ein an einem Ende der Ausgangswelle 19 befestigtes Laufrad 21. Das Laufrad 21 ist drehbar in einem Laufradgehäuse 20 aufgenommen. Das Zahnrad 18 kämmt mit einem Ölpumpenzahnrad 22, welches eine Hauptpumpe 7 antreibt. Die Hauptpumpe 7 ist in dieser Ausführungsform die Ölzufuhrvorrichtung. Die Zufuhr des Schmieröls zu den vorstehend genannten Zahnrädern des Geschwindigkeitsänderungsmechanismus 5 und zu den Lagern 13 erfolgt wie anhand der gestrichelten Linie in Figur 1 dargestellt. Eines der Lager 13 ist mit einem Drucksensor 8 versehen, der den Druck des dem Lager 13 zugeführten Öls erfaßt. In dieser Ausführungsform umfaßt der Sensor 8 einen Druckschalter, der abgestellt wird, wenn der Öldruck nicht höher als der vorgegebene Wert ist. Das an der Eingangswelle 11 befestigte Zahnrad 12 kämmt mit einem Zahnrad 24, das eine Hilfspumpe 23 antreibt, deren Kapazität geringer ist als die der Hauptpumpe 7. Auch die Hilfspumpe 23 liefert das Schmieröl zu den Lagern 13 und zu den anderen Teilen in dem Geschwindigkeitsänderungsmechanismus 5. Der Wert, der für das Abstellen des Druckschalters 8 vorgegeben ist, ist größer als der von der Hilfspumpe 23 gelieferte Öldruck.
Die Eingangswelle 12 hat zwei Segmente 12a und 12b und ist mit einer Kupplung 4 versehen, welche diese Segmente 12a und 12b wahlweise voneinander trennt. Wie Figur 2 zeigt, hat die Eingangswelle 12 mehrere Kupplungsplatten 25, ein Andruckelement 26, das die Kupplungsplatten 25 aneinanderdrückt, eine Membrane 28 zur Druckbeaufschlagung des Elements 26 (nach links in der Zeichnung), um die Kupplungsplatten 25 in Anlage aneinander zu bringen, und eine Feder 29 zur Vorspannung des Elements 26 in Richtung auf seine ursprüngliche Lage (rechts in der Zeichnung). Die Kupplung 4 ist auch mit einem Schalter 30 versehen, der angestellt wird, wenn das Element 26 gegen die Feder 29 bewegt wird und die Kupplungsscheiben 25 in Angriff aneinander bringt.
Eine Druckkammer 27 ist in der Kupplung 4 ausgebildet, und ein Luftbehälter 32 (Figur 1) ist über ein Elektromagnetventil 31 (Figur 1) mit der Druckkammer 27 verbunden. Die Druckluft in dem Behälter 32 wird in die Druckkammer 27 geleitet, wenn das elektromagnetische Ventil 31 angeschaltet wird, wohingegen die Luft in der Druckkammer 27 ausgestoßen wird, wenn das Ventil 31 abgeschaltet wird.
Zwischen dem Elektromagnetventil 31 und einer Stromquelle 33 für die Steuereinheit 9 sind ein Hauptschalter 34 und die Steuereinheit 9 angeordnet. Die Steuereinheit 9 führt folgende Steuerung aus: Wenn das Fahrzeug eine zusätzliche Bremskraft benötigt und der Hauptschalter 34 angeschaltet ist (in dieser Situation ist der Druckschalter 8 geschlossen), schaltet die Steuereinheit 9 das elektromagnetische Ventil 31 an, wodurch die Kupplung 4 eingerückt und der Druckschalter 8 angeschaltet wird. Wenn sich aber im Geschwindigkeitsänderungsmechanismus 5 Probleme einstellen, schaltet die Steuereinheit 9 das Elektromagnetventil 31 nach Abschalten des Druckschalters 8 ab, wodurch die Kupplung 4 selbst für den Fall ausgerückt wird, daß der Hauptschalter 34 sich in der Position "AN" befindet. Während eines normalen Fahrbetriebs ist der Hauptschalter 34 abgestellt, so daß die Kupplung 4 nicht eingerückt und das Gebläse 6 nicht durch den Motor angetrieben wird. Bei einer langen Fahrt bergab zum Beispiel, oder wenn die Hilfsbremskraft erforderlich ist, wird der Hauptschalter 34 angeschaltet. (Vor dieser Situation befindet sich der Druckschalter 8 in der Position "AUS".) Bei Anschalten des Hauptschalters 34 wird das Elektromagnetventil 31 durch die Steuereinheit 9 angeschaltet, wodurch Druckluft aus dem Behälter 32 in die Druckkammer 27 der Kupplung 4 geleitet wird. Während die Kupplung 4 eingerückt wird, erfolgt die Übertragung der Drehkraft von der Kurbelwelle 2 auf den Geschwindigkeitsänderungsmechanismus 5 und dann auf das Gebläse 6, welches dadurch angetrieben wird. Gleichzeitig wird die Hauptpumpe 7 angetrieben und dadurch Schmieröl zu dem Lager 13 und zu den anderen Elementen des Geschwindigkeitsänderungsmechanismus 5 geleitet. Wenn der Hauptschalter 34 in dieser Situation abgeschaltet ist, wird das Elektromagnetventil 31 abgeschaltet, wodurch die Kupplung 4 ausgerückt wird und das Gebläse 6 anhält.
Wenn sich andererseits während des Antriebs des Gebläses 6 Schwierigkeiten ergeben, zum Beispiel, wenn die Hauptpumpe 7 nicht arbeitet, dann verstopft die Schmierölleitung, die Zahnräder des Geschwindigkeitsänderungsmechanismus 5 brechen oder die Lager 13 fressen sich fest und der Schmieröldruck fällt ab. Wenn der Schmieröldruck in dieser Situation unter einen vorgegebenen Wert abfällt, wird der Druckschalter 8 abgestellt. Deshalb wird selbst dann, wenn der Hauptschalter 34 in der Position "AN" ist, das Elektromagnetventil 31 durch die Steuereinheit 9 abgeschaltet und dadurch die Kupplung 4 ausgerückt. Deshalb wird nie eine übermäßige Bremskraft auf die Kurbelwelle 2 ausgeübt. Mit anderen Worten, die Kraftübertragungslinie des Fahrzeugs wird durch das Hilfsbremssystem nicht beschädigt, und es wird eine sichere Verzögerung gewährleistet.
In der dargestellten Ausführungsform wird der Druckschalter als der Drucksensor verwendet, und die Steuereinheit 9 rückt die Kupplung 4 über das Elektromagnetventil 31 nach Erhalt eines Signals aus dem Kupplungsschalter 30 zusätzlich zu dem Signal aus dem Drucksensor aus. Jedoch kann die Kupplung auch alleine durch das Signal aus dem Drucksensor 8 gesteuert werden. Die Turboverzögerungseinrichtung kann anstatt mit der Kurbelwelle auch mit der Antriebswelle verbunden werden. Außerdem ist die Hilfspumpe 23 nicht notwendigerweise vorgesehen.

Claims

1. Verzögerungseinrichtung für ein Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß sie enthält:

ein Gebläse (6) in Verbindung mit einem Element (2) einer Kraftübertragungslinie des Fahrzeugs, das eine Bremswirkung auf das Fahrzeug ausübt;

eine Kupplung (4) zwischen dem Gebläse (6) und dem Element (2) der Kraftübertragungslinie, die wahlweise das Gebläse (6) mit dem Element (2) der Kraftübertragungslinie verbindet oder es von ihm trennt; und

einen Geschwindigkeitsänderungsmechanismus (5) zwischen dem Gebläse (6) und der Kupplung (4),

gekennzeichnet durch

eine Ölzufuhrvorrichtung (7), die durch die Kraft angetrieben wird, welche zwischen der Kupplung (4) und dem Gebläse (6) übertragen wird, und die ein Schmieröl dem Geschwindigkeitsänderungsmechanismus (5) zuführt;

einen Sensor (8), der einen Druck des dem Geschwindigkeitsänderungsmechanismus (5) zugeführten Schmieröls erfaßt; und

eine Steuereinheit (9), die ein Trennen des Gebläses (6) von dem Element (2) der Kraftübertragungslinie durch die Kupplung (4) erlaubt, wenn der mit dem Sensor (8) erfasste Schmieröldruck unter einem vorbestimmten Wert liegt, um eine übermäßige Bremswirkung zu vermeiden.

2. Verzögerungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Element der Kraftübertragungslinie eine Kurbelwelle (2) der Antriebsmaschine ist.

3. Verzögerungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Geschwindigkeitsänderungsmechanismus (5) eine Eingangswelle (12), die Energie von dem Element (2) der Kraftübertragungslinie aufnimmt, und eine Ausgangswelle (19) hat, die die Energie dem Gebläse (6) zuführt, und daß die Ölzuführvorrichtung eine Hauptpumpe (7) enthält, die mit der Ausgangswelle (19) des Geschwindigkeitsänderungsmechanismus (5) verbunden ist.

4. Verzögerungseinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucksensor einen Druckschalter (8) enthält, der geöffnet ist, wenn der mit dem Sensor (8) erfasste Schmieröldruck unter dem vorbestimmten Wert liegt.

5. Verzögerungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner eine Hilfspumpe (23) mit einer gegenüber derjenigen der Hauptpumpe (7) kleineren Kapazität enthält, die das Schmieröl dem Geschwindigkeitsänderungsmechanismus (5) zuführt, und daß die Hilfpumpe (23) zwischen dem Element (2) der Kraftübertragungslinie und der Kupplung (4) vorgesehen ist, und durch die zwischen dem Element (2) der Kraftübertragungslinie und der Kupplung (4) übertragene Energie angetrieben wird.

6. Verzögerungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner ein Elektromagnetventil (31) zum Betätigen der Kupplung (4) enthält, mit dem die Steuereinheit (9) verbunden ist.

7. Verzögerungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner eine Stromquelle (33) und einen Hauptschalter (34) für die Kupplung (4) enthält, wobei die Steuereinheit (9) mit der Stromquelle (33) über den Hauptschalter (34) verbunden ist.

8. Verzögerungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (4) einen Kupplungsschalter (30) mit einer EIN-Stellung enthält, die dann vorliegt, wenn die Kupplung (4) das Element (2) der Kraftübertragungslinie mit dem Gebläse (6) verbindet, und daß die Steuereinheit (9) ein Trennen des Gebläses (6) von der Kraftübertragungslinie durch die Kupplung (4) erlaubt, wenn der Kupplungsschalter (30) in der EIN-Position war und dann der Druckschalter (8) geöffnet wird.

9. Verzögerungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (8) einen Öldruck von mindestens einem Lager (13) des Geschwindigkeitsänderungsmechanismus (5) erfasst.