DE922032C

DE922032C - Internal combustion engine with a mechanically controlled air extraction valve on the working cylinder

Info

Publication number: DE922032C
Application number: DED2301D
Authority: DE
Inventors: Jakob Popp
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1941-11-14
Filing date: 1941-11-14
Publication date: 1955-01-10

Description

Brennkraftmaschine mit einem mechanisch gesteuerten Luftentnahmeventil am Arbeitszylinder Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit einem mechanisch gesteuerten Luftentnahmeventil am Arbeitszylinder, insbesondere zur Entnahme von Bremsluft, mit einer vom Druck der aufgespeicherten Luft beeinflußten. Vorrichtung, die beim überschreiten einer bestimmten oberen Druckgrenze im Luftspeicher die Verbindung zwischen der Steuervorrichtung für das Entnahmeventil und diesem unterbricht.Internal combustion engine with a mechanically controlled air extraction valve on the working cylinder The invention relates to an internal combustion engine with a mechanically controlled air extraction valve on the working cylinder, especially for extraction of brake air, with one influenced by the pressure of the accumulated air. Contraption, the connection when a certain upper pressure limit in the air reservoir is exceeded interrupts between the control device for the extraction valve and this.

Die Erfindung besteht darin, daß die Vorrichtung für die Unterbrechung der Entnahmeventilsteuerung mit einer Beschleunigungseinrichtung versehen ist, die die Verbindung zwischen dem Entnahmeventil und seiner Steuervorrichtung rasch wiederherstellt, sobald der Druck im Luftspeicher sich einer eingestellten unteren Grenze nähert. Als Vorrichtung für die Unterbrechung der Luftentnahmeventilsteuerung ist in an sich bekannter Weise ein Kolben vorgesehen, an welchem nach der Erfindung eine Entlüftungsvorrichtung für den unter dem Kolben befindlichen Zylinderraum angeordnet ist. Der Kolben wird auf der unteren Seite von der Speicherluft und gegebenenfalls von einem die Entlüftung bewirkenden Anschlag und auf der anderen Seite von einer Rückholfeder beeinflußt. Zweckmäßig ist der Kolben gegenüber einem das Entnahmeventil mit dessen. Steuergestänge kraftschlüssig verbindenden Kipphebel derart angeordnet, daß dann, wenn der Kolben unter Anspannung der Rückholfeder durch die Speicherluft um eine bestimmte Strecke aus seiner Ruhelage gebracht wird, der letztere den Kipphebel vom Steuergestänge oder Entnahmeventil oder von beiden abhebt.The invention consists in that the device for the interruption the extraction valve control is provided with an acceleration device which quickly restores the connection between the extraction valve and its control device, as soon as the pressure in the air reservoir approaches a set lower limit. The device for interrupting the air extraction valve control is in on a known manner provided a piston on which according to the invention a venting device is arranged for the cylinder space located under the piston. The piston will on the lower side of the storage air and, if necessary, of one of the ventilation causing stop and influenced on the other hand by a return spring. Appropriately, the piston is opposite to the extraction valve with its. Control linkage frictionally connecting rocker arms arranged such that when the piston under tension of the return spring by the accumulator air by a certain distance is brought from its rest position, the latter the rocker arm from Control linkage or withdrawal valve or both.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigt Abb. I das Schema einer Brennkraftmaschine mit der Luftentnahmevorrichtung nach der Erfindung, Abb. 2 und 3 eine Vorrichtung zur Steuerung der Luftentnahme in zwei verschiedenen Ausführungsformen im Längsschnitt bzw. im Schnitt nach der Linie II-II von Abb. 4, Abb. 4 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Abb. 2 oder 3 mit abgenommenem Luftentnahmeventilkipphebel, Abb. 5 eine Einzelheit zu den Abb. 2 und 3.In the drawing, the invention is shown in an exemplary embodiment, namely Fig. I shows the scheme of an internal combustion engine with the air extraction device according to the invention, Fig. 2 and 3, a device for controlling the air extraction in two different embodiments in longitudinal section or in section according to the Line II-II of Fig. 4, Fig. 4 a plan view of the device according to Fig. 2 or 3 with the air extraction valve rocker arm removed, Fig. 5 a detail of Fig. 2 and 3.

Im Arbeitszylinder I der Brennkraftmaschine 2 gleitet ein Arbeitskolben 3, dessen Kurbelwelle 4 über ein Zahngetriebe 5 eine Nebenwelle 6 antreibt. Auf der Nebenwelle 6 sitzt der Nocken 7 für die Steuerung einer Stößelstange 8, die unter dem Einfluß einer Feder 9 steht. Die Feder 9 ist bestrebt, die Stößelstange 8 nach oben zu verschieben. Das obere Ende der Stößelstange 8 steht mit dem einen Arm Io eines doppelarmigen Kipphebels Io, II in kraftschlüssiger Berührung, dessen anderer Hebelarm II mit dem Schaft eines gleichfalls unter der Wirkung einer Rückholfeder I2 stehenden Entnahmeventils I3 am Arbeitszylinder I der Brennkraftmaschine2 in kraftschlüssiger Berührung steht. Der Kipphebel Io, II ist auf, dem oberen Ende der Stange eines kleinen Kolbens I4 gelagert, dessen Oberseite durch den Einfluß einer Druckfeder I5 und dessen Unterseite unter dem Einfluß des Druckes von Bremsluft steht, die dem Zylinder I6 des Kolbens I4 aus einem Speicherbehälter I7 durch eine Leitung I8 zufließt. Durch die Leitung I9 ist der Speicherbehälter I7 mit dem Arbeitszylinder I über das Entnahmeventil I3 verbunden. Vom Behälter I7 führt eine Leitung 2o zu der aus der Zeichnung nicht ersichtlichen Bremsvorrichtung des Kraftfahrzeuges. In der Leitung I8 ist ein Rückschlagventil 2I angeordnet.A working piston slides in the working cylinder I of the internal combustion engine 2 3, the crankshaft 4 of which drives a secondary shaft 6 via a toothed gear 5. on the secondary shaft 6 sits the cam 7 for controlling a push rod 8, the is under the influence of a spring 9. The spring 9 strives to the push rod 8 to move up. The upper end of the push rod 8 is with one Arm Io of a double-armed rocker arm Io, II in frictional contact, whose another lever arm II with the shaft of a likewise under the action of a return spring I2 standing extraction valve I3 on the working cylinder I of the internal combustion engine2 in frictional contact. The rocker arm Io, II is on, the upper end mounted on the rod of a small piston I4, the top of which by the influence a compression spring I5 and its underside under the influence of the pressure of brake air stands, which the cylinder I6 of the piston I4 from a storage container I7 through a Line I8 flows in. The storage tank I7 with the working cylinder is through the line I9 I connected via the extraction valve I3. A line 2o leads from the container I7 the braking device of the motor vehicle, not shown in the drawing. A check valve 2I is arranged in line I8.

Gemäß der Erfindung ist, wie die Abb. 2 zeigt, der Kolben I4 als Hohlkolben ausgebildet und die Rückholfeder I5 in diesem untergebracht. Das obere Ende der Feder I5 stützt sich gegen eine aufgeschraubte Deckplatte 22 und das untere Ende gegen den Kolbenboden I4a ab. Der Kolbenboden I4a ist mit einem Ventildurchlaß 23 versehen, und in diesen ragt der Führungsstift 24a einer Ventilnadel 25 hinein, der dann, wenn die Ventilnadel 24' mit ihrem Ventilsitz 25 auf der zugehörigen Paßfläche im Kolbenboden 14.9 aufsitzt, etwas über dessen untere Fläche hinausreicht. Am oberen Ende der Ventilnadel 24 ist diese ebenfalls durch eine stiftartige Verlängerung 26 geführt, die ein Loch 27 im Steg 22a .der Abdeckplatte 22 durchsetzt. Die Ventilnadel 24 steht unter dem Einfluß einer Rückholfeder 28. Die beschriebene Kolben- und Ventilanordnung ist in einer Zylinderbüchse 29 gelagert, und am unteren Ende der Büchse 29 ist eine Lochplatte 30, z. B. durch eine Ringscheibe 3I, befestigt. Die Löcher 32, 32 der Platte 30 sind gegenüber dem Ventilnadelschaft 24, z. B. längs einer Kreislinie, derart angeordnet, daß. der Stift 24a auf die Platte 30 aufsteht, wenn der Kolben I4 seine untere Endstellung einnimmt. Außerdem ist die Platte 30 gegenüber dem Kolben I4 in einer solchen Entfernung angeordnet, daß der Ventilnadelstift 24a in der unteren Endstellung des Kolbens I4 durch die Platte 3o angehoben wird, so daß der kleine Ventildurchlaß 25 in dieser Stellung geöffnet ist.According to the invention, as FIG. 2 shows, the piston I4 is a hollow piston formed and the return spring I5 housed in this. The top of the Spring I5 is supported against a screwed-on cover plate 22 and the lower end against the piston crown I4a. The piston head I4a is provided with a valve passage 23 provided, and in this the guide pin 24a of a valve needle 25 protrudes, when the valve needle 24 'with its valve seat 25 on the associated mating surface sits in the piston crown 14.9, extends slightly beyond its lower surface. At the top At the end of the valve needle 24, this is also represented by a pin-like extension 26 out which a hole 27 in the web 22a .der cover plate 22 passes through. The valve needle 24 is under the influence of a return spring 28. The piston and valve arrangement described is mounted in a cylinder liner 29, and at the lower end of the liner 29 is a Perforated plate 30, e.g. B. by an annular disk 3I attached. The holes 32, 32 of the Plate 30 are opposite the valve needle shaft 24, for. B. along a circular line, arranged such that. the pin 24a rests on the plate 30 when the piston I4 assumes its lower end position. In addition, the plate 30 is opposite the piston I4 located at such a distance that the valve pin pin 24a in the lower End position of the piston I4 is raised by the plate 3o, so that the small Valve passage 25 is open in this position.

Die Wirkungsweise der geschilderten Anordnung ist folgende: Solange im Behälter I7 ein zum Bremsen ausreichender Druck herrscht, nimmt der Kolben I4 bei gespannter Feder I5 eine obere Endstellung ein. In dieser Stellung ist das Ende des Hebelarmes Io am Kipphebel Io, II von der Stößelstange 8 abgehoben, so daß der Nocken 7 das Ventil I3, das durch die Feder I2 geschlossen gehalten wird, nicht öffnen kann. Außerdem hält die Feder 9 die Stößelstange 8 vom Nocken 7 abgehoben. Es findet also in dieser Stellung der obengenannten Teile keine Luftentnahme aus dem Zylinder I durch das Ventil I3 statt.The mode of operation of the described arrangement is as follows: As long as If there is sufficient pressure in container I7 to brake, piston I4 takes it an upper end position when the spring I5 is tensioned. In this position is the end of the lever arm Io on the rocker arm Io, II lifted off the push rod 8, so that the Cam 7 does not control valve I3, which is kept closed by spring I2 can open. In addition, the spring 9 keeps the push rod 8 lifted from the cam 7. So there is no air extraction from the above parts in this position instead of cylinder I through valve I3.

Sinkt der Druck im Speicherbehälter I7 infolge öfteren Bremsens unter eine gewisse Grenze, so läßt auch der Druck unter dem Kolben I4 im Zylinder I6 nach, und die sich entspannende Feder I5 verschiebt diesen nach unten, bis das Ende Io des doppelarmigen Kipphebels Io, II schließlich in den Bewegungsbereich der Stößelstange 8 gelangt und die stärkere Feder I5 unter Anspannung der schwächeren Feder 9 die Stößelstange 8 mit dem Nocken 7 in kraftschlüssige Berührung bringt. Der Nocken 7 öffnet dann über das Steuergehäuse 8, Io, II das Ventil I2 gerade dann, wenn der Arbeitskolben 3 seinen Verdichtungshub ausführt. Durch eine entsprechende Einstellung der Feder 15 kann der Druck im Speicherbehälter I7 geregelt werden. Ebenso kann eine Regelung der Steuerzeiten des Entnahmeventils durch Verdrehen oder Verschieben des Nockens 7 oder eines sonstigen zwischengeordneten Steuergliedes erfolgen. Die Abschaltvorrichtung II bis I6 kann im Rahmen der Erfindung auch an einer anderen beliebigen Stelle der Brennkraftmaschine angeordnet werden, bzw. sie wird jeweils dort angeordnet, wo der Sitz des Entnahmeventils dies im Zusammenhang mit der Ausbildung des übrigen Steuergestänges zweckmäßig erscheinen läßt.If the pressure in the storage tank I7 falls below as a result of frequent braking a certain limit, the pressure under piston I4 in cylinder I6 also decreases, and the relaxing spring I5 moves it downwards until the end of Io of the double-armed rocker arm Io, II finally into the movement area of the push rod 8 arrives and the stronger spring I5 under tension of the weaker spring 9 the Brings push rod 8 with the cam 7 in frictional contact. The cam 7 then opens the valve I2 via the control housing 8, Io, II just when the Working piston 3 executes its compression stroke. With an appropriate setting the spring 15, the pressure in the storage container I7 can be regulated. Likewise can a regulation of the control times of the extraction valve by turning or shifting of the cam 7 or some other intermediate control element. the Disconnection device II to I6 can also be connected to another within the scope of the invention any point of the internal combustion engine can be arranged, or it is each arranged where the seat of the extraction valve this in connection with the training of the rest of the control linkage makes it appear appropriate.

DieWirkung des Entlüftungsventils ist folgende: Wenn der Druck sm Speicherbehälter 17 unter eine gewisse Grenze sinkt, so erfolgt naturgemäß kein weiteres Nachströmen von Druckluft durch das Rückschlagventil 21 in den Zylinder 16. Da die in diesem Zylinder zwischen dem Ventil 21 und dem Kolben 14 eingesperrte Luft durch den Passungsspalt dieses Kolbens nur langsam entweicht, würde eine erhebliche Zeit vergehen, bis sich die Luft dort so weit entspannt hat, daß der Kolben 14 mit dem Kipphebel 1i sich so weit gesenkt hat, daß der Kipphebelarm io wieder mit dem oberen Ende der Stößelstange 8 'in Berührung gelangt. Diese kraftschlüssige Berührung wird nun durch die Ventilanordnung 23 bis 28 beschleunigt. Sobald die Luftzufuhr durch das Ventil 2I nach dem Zylinderraum I6 aufhört, setzt sich der Kolben I4 um einen geringen Betrag, d. h. er sinkt verhältnismäßig rasch so weit nach unten, daß der Stift 24 auf die Platte 3o aufschlägt und den Ventildurchlaß 23 öffnet. Demzufolge kann die Luft zwischen dem Rückschlagventil23 rascher entweichen, mit der weiteren Folge, daß die Unterseite des Kolbens I4 rascher entlastet wird und der Kolben I4 dementsprechend rascher nach unten sinkt. In der unteren Stellung des Kolbens I4 ist zwar der Ventildurchlaß 23 ständig offen, doch ist der Durchlaßquerschnitt so gering gehalten, daß ein Wiederanheben des Kolbens I4 nicht verhindert wird, wenn aus dem Behälter I7 über die Leitung 18 und das Ventil 2I wieder Luft nach dem Zylinderraum 16 zuströmt.The action of the vent valve is as follows: When the pressure sm Storage container 17 falls below a certain limit, so naturally no further flow of compressed air through the check valve 21 into the cylinder 16. Because the trapped in this cylinder between the valve 21 and the piston 14 If air escapes slowly through the fitting gap of this piston, this would be considerable Time pass until the air has relaxed there so far that the piston 14 with the rocker arm 1i has lowered so far that the rocker arm io again with the comes into contact with the upper end of the push rod 8 '. This frictional contact is now accelerated by the valve arrangement 23 to 28. Once the air supply by the valve 2I ends after the cylinder chamber I6, the piston I4 is seated by one small amount, d. H. it sinks relatively quickly so far that the Pin 24 strikes the plate 3o and the valve passage 23 opens. As a result the air between the check valve23 can escape more quickly, with the other As a result, the underside of piston I4 is relieved more quickly and piston I4 accordingly, it sinks more rapidly. In the lower position of the piston I4 the valve passage 23 is always open, but the passage cross-section is like this kept low, that a lifting of the piston I4 is not prevented when from the container I7 via the line 18 and the valve 2I again air to the cylinder chamber 16 flows.

Beim Ausführungsbeispiel nach Abb. 3 ist an Stelle des Nadelventils 24 von Abb. 2 ein Kugelventil angeordnet. Es sitzt die Ventilkugel 33 in einem besonderen kleinen Kolben 34, der in der Federbohrung 35 des Kolbens I4 gleitet. Die Kugel 33 steht unter dem Einfluß einer Feder 36, und in die Ventilbohrung 23 ragt von unten her ein Anschlagstift 37 hinein, der in der Mitte der Lochplatte 3o befestigt ist.In the exemplary embodiment according to FIG. 3, a ball valve is arranged in place of the needle valve 24 from FIG. The valve ball 33 sits in a special small piston 34 which slides in the spring bore 35 of the piston I4. The ball 33 is under the influence of a spring 36, and a stop pin 37, which is fastened in the center of the perforated plate 3o, protrudes into the valve bore 23 from below.

Die Vorrichtung nach dem Ausführungsbeispiel von Abb. 3 wirkt in ähnlicher Weise wie diejenige nach der Abb. 2. Sobald der Kolben I4 seine unterste Stellung einnimmt, wird das Kugelventil 33 durch den Zapfen 37 aufgestoßen und der Zylinderraum 16 unter dem Kolben I4 entlüftet.The device according to the embodiment of Fig. 3 acts in a similar way Way like the one according to Fig. 2. As soon as the piston I4 is in its lowest position occupies, the ball valve 33 is pushed open by the pin 37 and the cylinder space 16 vented under piston I4.

Will man das ständige Abströmen von Luft durch das geöffnete Entlüftungsventil 2,5 oder 33 in der unteren Endstellung des Kolbens I4 vermeiden, z. B. um auch ein präziseres Anheben des Kolbens 14 zu erzielen, so ordnet man an der Unterseite des Kolbenbodens I4a einen kleinen Ringhals 39 (Abb. 5) an, der dann, wenn der Kolben 14 seine untere Endstellung einnimmt, luftdicht auf der Platte 3o aufsitzt.You want the constant outflow of air through the open vent valve 2.5 or 33 in the lower end position of the piston I4 avoid z. B. to also a To achieve more precise lifting of the piston 14, it is arranged on the underside of the Piston crown I4a has a small ring neck 39 (Fig. 5) which, when the piston 14 assumes its lower end position, sits airtight on the plate 3o.

Die Deckplatte 22 mit ihrem mittleren Steg 22a nach Abb. 4 dient dem an seinem oberen Ende gegabelten Kolben I4 gleichzeitig als Führung, indem die Gabelenden I4b dieses Kolbens durch entsprechende Ausnehmungen 38 der Deckplatte hindurchragen. Es verhindert diese Anordnung, daß sich der Kolben verdreht, und sie sorgt dafür, daß der Kipphebel Io, II immer richtig auf dem oberen Ende der Stößelstange 8 und den Schaft des Entnahmeventils I3 zu liegen kommt. Der Kolben I4 kann außerdem mit Kolbenringen 39 versehen sein, wie z. B. die Abb. 3 zeigt.The cover plate 22 with its central web 22a according to Fig. 4 is used piston I4 forked at its upper end at the same time as a guide by removing the fork ends I4b of this piston protrude through corresponding recesses 38 in the cover plate. This arrangement prevents the piston from twisting and ensures that that the rocker arm Io, II always correctly on the upper end of the push rod 8 and the stem of the extraction valve I3 comes to rest. The piston I4 can also with Piston rings 39 be provided, such as. B. Fig. 3 shows.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Internal combustion engine with a mechanically controlled Air extraction valve on the working cylinder, especially for extracting brake air, with a device influenced by the pressure of the accumulated air, the when a certain upper pressure limit in the air reservoir is exceeded, the connection the control device for the extraction valve and this interrupts, characterized in that that the device for the interruption of the extraction valve control with a Accelerator device is provided, which connects the extraction valve (13) and its control device (Io to 6) quickly restores as soon as the pressure exceeds the set limit in the air storage tank.

2. Internal combustion engine after Claim I, characterized in that the device for interrupting the Withdrawal valve control from a piston provided with a venting device (I4) consists of the storage air on one side and, if applicable, of a stop (30, 37) causing the venting and on the other side of a return spring (I5) is influenced and the opposite one the extraction valve (13) with its control linkage (8 to 6) frictionally connecting rocker arm (Io, II) is arranged such that when the piston (14) is under tension the return spring (I5) by the accumulator air by a certain distance out of its Rest position is brought, the latter (I4) the rocker arm (Io, II) from the control linkage (8) or extraction valve (I3) or both.

3. Internal combustion engine after claims I and 2, characterized in that the venting device from a vent valve arranged in the base (I4a) of the interrupter piston (I4) (24,33) exists, which is when the breaker piston begins to move downwards (14) opens automatically and thereby accelerates the downward movement of this piston (14).

4. Internal combustion engine according to claims I to 3, characterized in that the Vent valve in the bottom (14a) of the hollow interrupter piston (14) in this way is arranged that it is through when the downward movement of the hollow piston (14) begins a stop (30, 37) arranged below this piston (14) is opened.

5. Internal combustion engine according to claims i to 4, characterized in that below of the piston (14) containing the vent valve (25, 33) a perforated plate (30) in the cylinder (16) of this piston is arranged, on which either an extension (24a) of the vent valve or on the one in the valve bore (23) protruding stop pin (37) is attached.

6. Internal combustion engine after Claims i to 5, characterized in that the hollow piston at its upper The end is provided with fork eyes (14b), which act as bearings for the rocker arm (io, ii) serve the extraction valve control, and that the eyes (i4b) through recesses (38) a cover plate (22) placed on the cylinder of the hollow piston protrude, so that the cover plate (22) prevents the hollow piston (14) from rotating and Therefore ensures that the rocker arm ends (Io, II) always correctly on the associated ends of a by a cam (7) controlled push rod (8) and on the stem of the extraction valve (I3) rest.

7. Internal combustion engine according to claims I to 6, characterized in that that the hollow piston (I4) slides in a liner (29) which is in a bore (I6) of the cylinder head (z) is arranged, and the piston (I4) optionally with piston rings (39) is provided: B.

Internal combustion engine according to Claims 1 to 7, characterized in that that a needle valve (24) is arranged as a vent valve, the top in the cover plate (22) and below in a bore (23) arranged in front of the valve seat (25) Pins (26 or 24a) is guided, of which the lower one (24a) in the lower dead position protrudes beyond the lower piston crown surface and in contact with the perforated plate (30) stands.

9. Internal combustion engine according to claims I to 8, characterized in that that the vent valve is designed as a ball valve (33) in a special, arranged in the hollow piston (I4) and provided with a central bore smaller piston (34) is arranged. Io. Internal combustion engine according to the claims I to 9, characterized in that on the underside of the hollow piston head (I4a) an annular neck (39) enclosing the vent opening (23) is provided which when the hollow piston (14) assumes its lower end position, airtight the perforated plate (3o) is seated.