DE29702511U1

DE29702511U1 - Motorbremse

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Publication number: DE29702511U1
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Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-02-13
Filing date: 1997-02-13
Publication date: 1997-04-17
Anticipated expiration: 2007-02-14

Description

-1 Beschreibung

Motorbremse

Die Erfindung betrifft eine Motorbremse für luftverdichtende Brennkraftmaschinen gemäß den oberbegrifflichen Merkmalen des Anspruches 1.

Derartige Motorbremsen werden bei Lastkraftwagen und Nutzfahrzeugen zur Unterstützung des Hydraulik bzw. Druckluft-Bremssystems verwendet. So sind üblicherweise bei einem bestimmten Gesamtgewicht Motorbremsen vorgeschrieben, die häufig zur Unterstützung der Druckluft-Bremsanlage aus einer Stauklappe im Motorauspuff bestehen. Diese Motorbremsen erzielen jedoch nur recht geringe Zusatz-Bremsleistungen, so daß bei leistungsstarken Nutzfahrzeugen im größeren Umfange neuerdings nunmehr Motorbremsen mit gesteuerten Eingriff in den Ventiltrieb des Auslaßventils verwendet werden.

Eine derartige Motorbremse gemäß den Oberbegriffliehen Merkmalen des Anspruches 1 ist beispielsweise aus der DE-OS 3 0 26 529 oder EP-A 0 407 842 bekannt. Hierbei wird in den Ventiltrieb des Auslaßventiles derart eingegriffen, daß die wirksame Länge des Ventiltriebgestänges im Sinne einer Öffnungsbewegung eines Auslaßventiles erfolgt. Insbesondere ist dabei ein steuerbarer Teleskopkolben vorgesehen, welcher von einem Pumpenkolben einer Hydraulikpumpeneinheit beaufschlagt wird, um somit den Ventilstößel zu verlängern, so daß das Auslaßventil außerhalb seiner durch die Nockenwelle gesteuerten Öffnungsphase auch im Kompressionstakt öffnet, um somit verdichtete Luft abzublasen. Hierdurch wird bereits vorgenommene Kompressionsarbeit reduziert und somit die Bremsleistung des Motors gegenüber der sonst üblichen Drosselung in der Auspuffleitung erhöht.

Die vorgesehenen Teleskopkolben zur Verlängerung der wirksamen Länge des Ventiltriebgestänges sind jedoch sehr bauaufwendig, insbesondere auch durch den erforderlichen Hochdruckantrieb der Teleskopkolben.

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Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Herstellungsaufwand für eine derartige Motorbremse zu verringern. Insbesondere soll durch eine einfache Bauweise auch eine vereinfachte und preisgünstige Nachrüstung bestehender Motoren gewährleistet sein.

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Ein besonderer Vorteil der neuerungsgemäßen Motorbremse besteht darin, daß die Ventilstößel nicht mehr teleskopierbar ausgebildet werden müssen, so daß eine Vielzahl entsprechender Gleitflächen und der Fertigungsaufwand hierfür entfällt. Auch kann auf die beim Stand der Technik erforderliche, durch die Nockenwelle angetriebene, gesonderte Hydraulikpumpeneinheit zur Erzielung der Längenvergrößerung der Ventilstößel verzichtet werden. Damit ist auch eine verbesserte, genauere Ansteuerung der Öffnungszeiten des Auslaßventils zur Betätigung der Motorbremse ohne Rücksicht auf Leitungslängen, Druckverluste und dgl. möglich.

In bevorzugter Weise läßt sich die hier vorgeschlagene Arretiervorrichtung pneumatisch oder elektromagnetisch ansteuern, da derartige Druckluft- oder Bordnetz-Systeme bei Nutzfahrzeugen ohnehin vorhanden sind und somit relativ wenige Zusatzbauteile benötigt werden. Auch können mit elektromagnetischen Schaltgeräten gezieltere Ansteuerungen vorgenommen werden, so daß die Bremswirkung der hier vorgeschlagenen Motorbremse je nach Wunsch des Fahrers bzw. den Straßengegebenheiten gezielt verändert werden kann. Insgesamt ergibt sich somit eine größere Variationsmöglichkeit hinsichtlich der Auslaß-Steuerzeiten im Bremsbetrieb, sowie eine wesentliche Verringerung des Bauaufwandes ohne erhebliche Zusatzkosten.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. Hierin zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Motorbremse an einen Ventiltrieb mit einer Arretiervorrichtung zum Eingriff in den Ventiltrieb; und

Fig. 2 eine abgewandelte, schematisch dargestellte Ausführungsform der Motorbremse.

In Fig. 1 ist ein Ventiltrieb 1 einer luftverdichtenden Brennkraftmaschine, bevorzugt eines Viertakt-Dieselmotors schematisch dargestellt, mit dem wenigstens ein Auslaßventil 5 mit einer zugeordneten Ventilfeder 5a durch einen entsprechenden Nocken 2 einer Nockenwelle betätigt wird. Der Nocken 2 wirkt auf einen Ventilstößel 3, der mit einer Arretiervorrichtung 4 in der vom Nocken 2 abgehobenen, hier dargestellten Stellung während des angestrebten Motorbremsbetriebes form- und/oder kraftschlüssig arretierbar ist. In dieser Stellung ist der Ventilstößel 3 soweit angehoben, daß das Auslaßventil 5 gegenüber dem normalen Viertakt-Steuerungsdiagramm geringfügig angehoben ist. Dadurch wird während des Verdichtungstaktes die bereits größtenteils verdichtete Luft durch das Auslaßventil 5 gedrosselt in das Auspuffrohr abgeblasen.

Die damit reduzierte Kompressionsarbeit wird entsprechend den gewählten Steuerzeiten, nämlich der zusätzlichen Öffungszeit (als Kurbelwinkel KW angegeben) des Auslaßventils 5 während des Verdichtungstaktes und ggf. geringfügig darüberhinaus, "vernichtet" und steht somit als Bremsleistung zur Verfügung. Selbstverständlich kann diese Ausführung dabei auf mehrere oder alle Auslaßventile 5 eines Mehrzylinder-Verbrennungsmotors angewendet werden.

Die Arretiervorrichtung 4 für den jeweiligen Ventilstößel 3 besteht gemäß der besonders einfachen Ausführung in Fig. 1 aus einer Kolbenstange 4a, die quer zur Hubrichtung des Ventilstößels 3 von einem Hubelement 7, insbesondere einem

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Elektromagneten 7a betätigbar ist. Dieser ist zusammen mit einer Lagerbuchse 7b an einer Seitenwand des Motorblocks 6 befestigt, insbesondere eingeschraubt. In der Lagerbuchse 7b ist die Kolbenstange 4a abgedichtet gelagert, so daß bei deren periodischer Hin- und Herbewegung eine Schmierung vom Ventilstößel 3 aus erfolgen kann. Das hier rechte, äußere Ende der Kolbenstange 4a taucht in die Spule (Solenoid) des Elektromagneten 7a ein, so daß bei deren Aktivierung durch Stromfluß über einen Schalter 8 und ein Steuerteil 9 die Kolbenstange 4a (nach links) zum Ventilstößel 3 hin geschoben wird.

Diese Aktivierung des Hubelementes 7, das auch durch einen schnell ansprechenden Pneumatik-Zylinder mit kurzer Hublänge gebildet sein kann, wird dabei nur wirksam durch ein parallel geschaltetes Steuerteil 9, das seinerseits von einem Sensor 9a an einem Zahnkranz 10 an der Kurbel-oder Nockenwelle oder dem Schwungrad 11 des Motors angesteuert wird. Hierdurch wird die Steuerzeitsynchronisierung erreicht, nämlich die Betätigung der Arretiervorrichtung 4 etwa in der oberen Hälfte des Verdichtungstaktes des jeweiligen Zylinders. Der Sensor 9a kann dabei auch durch einen häufig bereits vorhandenen Drehzahlsensor gebildet sein bzw. dessen Ausgang zum Steuerteil 9 abgezweigt sein.

Bei der so erfolgten Aktivierung des Hubelementes 7 synchron zum Steuerdiagramm des jeweiligen Motors wird die Kolbenstange 4a mit ihrem hier linken, inneren Ende in Eingriff mit dem Ventilstößel 3 gebracht, indem eine an der inneren Spitze der Kolbenstange 4a befestigte Kugel 4b in eine Nut 3a am Umfang des Ventilstößels 3 formschlüssig eingreift. Die Nut 3a kann hierbei auch als Schmiernut ausgebildet sein oder ist häufig bereits am Außenumfang des Ventilstößels 3 vorhanden, so daß diese durch entsprechende Anordnung der Arretiervorrichtung 4 bzw. der Lagerbuchse 7a mitverwendet werden kann. Diese Nut 3a liegt hierbei nur in der zumindest teilweise angehobenen Stellung des Ventilstößels 3 der Kugel 4b bzw. Spitze der Kolbenstange 4a

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gegenüber, so daß nur in dieser etwas angehobenen Stellung des Ventilstößels 3 eine Verriegelung erfolgen kann. Die Eingriffsnut 3a kann jedoch auch anstatt dem hier dargestellten ausgerundeten Querschnitt konisch ausgebildet sein, so daß die entsprechend angeschrägte Spitze der Kolbenstange 4a in jeder Hubstellung in die Nut 3a eingreifen kann und somit in Art eines Keiles den Ventilstößel 3 anhebt. Hierdurch wird dann das Auslaßventil 5 einen geringen Spalt offengehalten bzw. aufgedrückt, während bei Lösung der Verriegelung, also des Eingriffes der Keilspitze bzw. Kugel 4b in die Nut 3a, der Ventilstößel 3 durch die Federkraft der Ventilfeder 5a nach unten zum Nocken 2 hin geschoben wird. Hierbei wird auch die Kolbenstange 4a nach außen zurückgeschoben, was durch eine nicht dargestellte Rückstellfeder unterstützt werden kann. Diese Rückstellung mit Ausschaltung des Hubelementes 7 durch Stromabschaltung für den Elektromagneten 7a bzw. Entlüftung bei Druckluft erfolgt unter Ansteuerung durch das Steuerteil 9 nach Beendigung des Verdichtungstaktes in Sekundenbruchteilen.

Es sei darauf hingewiesen, daß bei entsprechend starker Auslegung des Hubelementes 7, insbes. des Elektromagneten 7a auch ein Eingriff und eine zusätzliche Fixierung des Ventilstößels 3 aufgrund der Andrückkraft der Kolbenstange 4a oder deren Spitze an der Außenwandung des Ventilstößels erreichbar ist, so daß die Nut 3a ganz oder teilweise entfallen kann. Eine solche rein kraftschlüssige Ausführung der Arretiervorrichtung 4 ist nachfolgend beschrieben.

In Fig. 2 ist ein ähnlicher Ventilstößel 3 wie in Fig. 1 bei ansonsten gleichem Aufbau des Ventiltriebes 1 dargestellt. Hierbei ist die Arretiervorrichtung 4 ausschließlich kraftschlüssig aufgebaut, wobei eine Spule 4' ähnlich dem Elektromagneten 7a in Fig. 1 verwendet wird. Die Spule 4' ist dabei in eine Lagerbuchse 7b ähnlich der Ausführung in Fig. eingesetzt, jedoch den Ventilstößel 3 direkt umgebend. Dadurch bildet der Ventilstößel 3 eine Art Tauchanker für die Spule 4', so daß der Ventilstößel 3 bei Aktivierung der Spule

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(entsprechend der Beschreibung zu Fig. 1) über den Schalter 8 und das Steuerteil 9 in der angehobenen Stellung elektromagnetisch fixiert wird oder bei besonders starker Auslegung sogar zur zusätzlichen Öffnung des Auslaßventils 5 dienen kann.

Bei Abschaltung des Spulenstroms erfolgt dann wieder sofort der normale Bewegungsablauf des Ventiltriebes 1. Die einzige Bedingung für diese Ausführung ist dabei ein elektromagnetisch ansprechender Ventilstößel 3, was bei üblichen Materialpaarungen ohnehin der Fall ist. Zur Verstärkung können jedoch auch noch zusätzliche ferromagnetische Ein- oder Auflagen am Ventilstößel 3 vorgesehen sein.

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Claims

&idigr; · -1 -Ansprüche

1. Motorbremse für luftverdichtende Brennkraftmaschinen, wobei wenigstens ein Auslaßventil während des Verdichtungstaktes zur gedrosselten Abblasung von verdichteter Luft und Verrichtung von Bremsarbeit teilweise angehoben ist und an einem Ventilstößel des Ventiltriebes des Auslaßventiles eine Verstellvorrichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilstößel (3) von einer Arretiervorrichtung (4) form- und/oder kraftschlüssig in einer vom Nocken (2) abgehobenen Position arretierbar ist.

2. Motorbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretiervorrichtung (4) pneumatisch betätigt ist.

3. Motorbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretiervorrichtung (4) elektromagnetisch betätigt ist.

4. Motorbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretiervorrichtung (4) eine quer zum Ventilstößel (3) verschiebbare Kolbenstange (4a) aufweist, dessen innere Stirnseite eine in den Ventilstößel (3) eingreifende Kugel (4b) aufweist.

5. Motorbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilstößel (3) in der oberen Hälfte des Kompressionstaktes arretiert wird, insbesondere in einem Bereich von 120° ± 20° KW vor Zünd-OT, und anschließend bei 40° ± 20° KW nach Zünd-OT entarretiert wird, wobei die Ventilfeder (5a) des Auslaßventils (5) den Ventiltrieb bis zum Kontakt mit dem Nocken (2) beaufschlagt.

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6. Motorbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilstößel (3) eine Umfangsnut (3a) zum Eingriff der Arretiervorrichtung (4) aufweist.

7. Motorbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretiervorrichtung (4) mit einer Lagerbuchse (7b) am Motorblock (6) befestigt ist.

8. Motorbremse nach Anspruch 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (4a) gleitverschieblich und abgedichtet in der Lagerbuchse (7b) gelagert ist.

9. Motorbremse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die umfangsnut (3a) einen keilförmigen Querschnitt und die Kolbenstange (4a) eine keilförmig ausgebildete Spitze zum Eingriff darin aufweist.

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