DE69213697T2

DE69213697T2 - Rückstellventil für Motorbremssystem mit Dekompressionseinrichtung

Info

Publication number: DE69213697T2
Application number: DE69213697T
Authority: DE
Inventors: Haoran Hu
Original assignee: Jacobs Brake Tech Corp
Current assignee: Jacobs Brake Tech Corp
Priority date: 1992-01-03
Filing date: 1992-12-22
Publication date: 1997-01-23
Anticipated expiration: 2012-12-23
Also published as: MX9207670A; JPH06207539A; EP0549996B1; CA2085935A1; US5201290A; EP0549996A1; DE69213697D1

Description

Hintergrund der Erfindung

Diese Erfindung betrifft Motor-Dekompressionsbremseinrichtungen und insbesondere Nebenkolben in diesen Systemen, in denen ein Haltemechanismus zur Begrenzung ihrer Maximalverstellung eingebaut ist.
Motorbremseinrichtungen vom Dekompressionstyp sind im Stand der Technik wohlbekannt. Allgemein sind derartige Verzögerungseinrichtungen so konzipiert, daß sie vorübergehend eine Brennkraftmaschine in einen Luftkompressor umwandeln, um eine Brems- Pferdestärke zu erzeugen, die ein wesentlicher Teil der von der Maschine in ihrer Betriebsart erzeugten Betriebs-Pferdestärke ist.
Die Basiskonzeption eines Motorbremssystems des hier eingeschlossenen Typs ist im US-Patent 3 220 392 von Cummins offenbart. Bei dieser Konstruktion wird ein Hydrauliksystem verwendet (bei dem Öl von dem zugehörigen Motor gebraucht wird), wobei die Bewegung eines von einem geeigneten Ansaugstutzen, Auspuff oder Kraftstoffeinspritzdruckrohr oder Ventilkipphebel die Bewegung eines Nebenkolbens steuert. Der Nebenkolben öffnet das Auspuffventil eines Zylinders der Brennkraftmaschine nahe dem Ende des Kompressionshubes, wodurch die bei Kompression der Luft in dem Zylinder durchgeführte Arbeit während der anschließenden Expansion oder des "Leistungs"-Hubes nicht wiedergewonnen wird, sondern stattdessen durch den Auspuff und Kühlsysteme der Maschine ausgebreitet wird.
Bei diesem Typ einer Bremseinrichtung ist es erwünscht, eine genaue Zeitsteuerung der Auspuffventilöffnungen und eine gut kontrollierte Öffnungsrate und -größe zu liefern. Zu diesem Zweck ist es bei diesem System vorteilhaft, scharfe Hydraulikimpulse auf die Nebenkolben zu geben, so daß sie die Auspuffventile rasch öffnen. Um sowohl die Bewegung der Nebenkolben abzustoppen als auch eine übermäßige Öffnung der zugehörigen Auspuffventile zu verhindern, werden Rückstell- oder "Halte"- Mechanismen benötigt, die den Hydraulikfluiddruck herabsetzen, wenn entweder der Hydraulikfluiddruck ein vorbestimmtes Maximum erreicht oder die Nebenkolben das Ende ihres gewünschten Hubes erreicht haben.
Das US-Patent 4 742 806 offenbart eine Motor-Dekompressionsbremseinrichtung, die einen Nebenkolben in einem Nebenkolbenzylinder umfaßt, der in einem Hydraulikkreis so angeschlossen ist, daß, wenn Hydraulikfluid in den Nebenkolbenzylinder an einem Ende des Nebenkolbens gedrückt wird, sich der Nebenkolben entlang einer Längsachse des Zylinders bewegt; und eine Halteventilvorrichtung zur Begrenzung des Weges des Nebenkolbens entlang der Längsachse des Nebenkolbenzylinders. Die Halteventilvorrichtung umfaßt einen Körper mit einer ersten Bohrung, die Seitenwände aufweist, die im wesentlichen parallel zur Längsachse sind, eine in der ersten Bohrung angeordnete Feder, einen in der ersten Bohrung vorgesehenen Druckkolben zur Hin- und Herbewegung in bezug auf die erste Bohrung im wesentlichen parallel zur Längsachse, wobei der Druckkolben lediglich einen Teil der ersten Bohrung belegt, wobei sich der Nebenkolben und der Druckkolben zwischen einer ersten Position, in der der Druckkolben ein Loch im Nebenkolben überdeckt, und einer zweiten Position, in der der Druckkolben das Loch nicht überdeckt, bewegen. Ein Rückhalteglied ist in der ersten Bohrung vorgesehen und am Körper der Halteventilvorrichtung angebracht, wodurch, wenn der Druckkolben durch die Feder in Kontakt mit dem Rückhalteglied gedrückt wird, das letztere die Bewegung des Druckkolbens bei im wesentlichen der zweiten Position anhält.
Bei der Konstruktion des herkömmlichen Nebenkolbens wird eine Befestigungseinstellschraube verwendet, die einen hin- und hergehenden Druckkolben enthält, der einen Stirnsitz über einem Loch in der Nebenkolbenoberfläche bildet. Mit dieser Konstruktion wird der Weg des hin- und hergehenden Druckkolbens bei Kontakt mit einem Preßsitzstift angehalten, der in einem Schlitz im Körper des Druckkolbens sitzt. Dieses System ist jedoch verhältnismäßig teuer herzustellen aufgrund der komplizierten Anordnungen seiner verschiedenen Teile, des Erfordernisses, ihn zu testen, um sicherzustellen, daß der Stift nicht herauskommt, etc. Die Befestigungseinstellschraube kann auch ein Problem stellen, wenn sie an der Stelle hohl ist, an der sie durch ein Gehäuse oder ein anderes Montagemittel gehalten wird, da sie brechen kann, wenn sie übermäßig angezogen wird.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Motor- Dekompressionsbremseinrichtung mit einer verbesserten Halteventilvorrichtung zu schaffen. Es ist mehr im einzelnen Ziel dieser Erfindung, Nebenkolben zu schaffen, die robuster, einfacher herzustellen sind und rasche Rückstellgeschwindigkeiten aufweisen.

Zusammenfassung der Erfindung

Diese und weitere Ziele der Erfindung werden gemäß Prinzipien der Erfindung dadurch erreicht, daß eine Motor-Dekompressionsbremseinrichtung vorgesehen wird, gekennzeichnet durch einen Durchgang, der durch den Druckkolben der Halteventilvorrichtung gebildet ist, um das Hochdruckhydraulikfluid im Nebenkolbenzylinder mit dem Teil der ersten Bohrung zu verbinden, die im Körper der Halteventilvorrichtung gebildet ist, der nicht durch den Druckkolben belegt ist. Der Druckkolben enthält Bohrungen, die den Hydraulikfluiddruck zwischen dem Nebenkolbenzylinder und dem Innenraum der hohlen Befestigungseinstellschraube ausgleichen, wobei sie eine ungehinderte hin- und hergehende Bewegung des Druckkolbens in der Schraube gestatten. Die vorliegende Erfindung gestattet eine Verringerung der Länge des hohlen Abschnittes der Befestigungseinstellschraube. Die Erfindung stellt auch eine Verbesserung an der älteren Konstruktion dar, da sie das Erfordernis für den Preßsitzstift ausschaltet. Die Vorrichtung ist robuster als vorhergehende Konstruktionen und ist einfacher und billiger herzustellen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Merkmale der Erfindung, ihre Eigenschaften und verschiedene Vorteile gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung und den begleitenden Zeichnungen klarer hervor, in denen:
Fig. 1 ist eine vereinfachte Querschnittansicht eines herkömmlichen Nebenkolbensystems.
Fig. 2 ist eine Ansicht, ausgeführt längs Linie 2-2 in Fig. 1.
Fig. 3 ist eine vereinfachte Querschnittansicht eines Motor-Dekompressionsbremssystems, bei dem ein veranschaulichendes Ausführungsbeispiel der Halteventilanordnung der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Fig. 4 ist eine vereinfachte auseinandergezogene Ansicht, teilweise im Schnitt, der Bauteile eines veranschaulichenden Ausführungsbeispiels der Halteventilanordnung der vorliegenden Erfindung.
Fig. 5 ist eine Ansicht, ausgeführt längs Linie 5-5 in Fig. 4.
Fig. 6 ist eine vereinfachte Querschnittansicht des Halteventils von Fig. 4 und 5, zusammengebaut und bei Gebrauch.

Detaillierte Beschreibung

Bei der in Fig. 1 und 2 gezeigten herkömmlichen Nebenkolbenvorrichtung bewegt sich ein Nebenkolben 10 im Nebenkolbenzylinder 32 entlang einer Längsachse 60 im Gehäuse 30 hin und her. Die Anfangsposition des Nebenkolbens 10 ist durch die Einstellung einer Schraube 70 bestimmt, die durch eine Mutter 40 gegen das Gehäuse 30 am Platz gehalten wird. Bei Betrieb sowohl der herkömmlichen Nebenkolbenvorrichtung als auch der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung wird ein Hochdruckimpuls, allgemein im Bereich von 2000 bis 4000 psi durch einen Hauptkolben erzeugt und durch einen Hydraulikkreis über eine Öffnung 34 zu dem Nebenkolbenzylinder 32 übertragen. Wie in Fig. 3 gezeigt, die ein Motor-Dekompressionsbremssystem zeigt, wird dieser Impuls durch die Drehung einer Maschineneinspritzkurvenscheibe 340 erzeugt, die einen Arm 335 zur Bewegung eines Ventilkipphebels 325 über ein Element 330 druckbeaufschlagt, wobei sie einen Hauptkolben 320 gegen das Hydraulikfluid in einem Hochdruckdurchlaß 302 des Hydraulikkreises druckbeaufschlagt. Die Kraft des Hydraulikdruckfluids gegen die Stirnseite 14 des Nebenkolbens bewirkt, daß sich der Nebenkolben 10 entlang einer Längsachse 60 in einer Richtung nach unten bewegt, so daß der Nebenkolben 10 ein Element 350 nach unten drückt, wobei ein Auspuffventil 312 offen gehalten wird. Ein Druckkolben 20, der sich im hohlen Abschnitt der Schraube 70 hin- und herbewegt, weist einen Schlitz 28 auf, durch den ein Stift 22 eingesetzt ist. Der Stift 22 befindet sich im Preßsitz in der Schraube 70. Die Auslenkung des Druckkolbens 20 ist durch die Stelle des Stifts 22 zwischen dem oberen Ende 24 und dem unteren Ende 26 des Schlitzes 28 bestimmt. Während der Abwärtsbewegung des Nebenkolbens 10 wird der Druckkolben 20 gegen die Öffnung 12 des Nebenkolbens 10 mittels einer Feder 50 gehalten, um das Entweichen von Hydraulikfluid zu blockieren, bis das obere Ende 24 des Schlitzes 28 in Kontakt mit dem Stift 22 tritt. Die Feder 50 hat ausreichende Festigkeit, um die flachere untere Stirnseite des Druckkolbens 20 gegen die flache Oberseite 14 des Nebenkolbens 10 zu halten, wobei ein Stirnsitz zwischen den beiden Stirnseiten gebildet wird.
Wenn das obere Ende 24 des Schlitzes 28 mit dem Stift 22 in Kontakt tritt, bildet der Nebenkolben 10 eine Trennung vom Druckkolben 20. Dies gestattet es, daß Hydraulikfluid aus dem Nebenkolbenzylinder 32 durch die Öffnung 12 im Nebenkolben 10 entweicht, wordurch die Abwärtsbewegung des Nebenkolbens 10 und die Größe automatisch begrenzt wird, um die das zugehörige Auspuffventil geöffnet wird. Wenn der Hauptkolben den Hochdruckimpuls nicht länger aufbringt, wird der Nebenkolben 10 durch die Feder 352 zu seiner Ausgangsposition zurückgetrieben.
Obwohl das oben beschriebene herkömmliche Nebenkolbensystem mit dem Mechanismus zur Begrenzung der Verstellung des Nebenkolbens denjenigen Systemen ohne solche Möglichkeiten überlegen ist, gibt es Raum zur Verbesserung der Konstruktion. Beispielsweise ist die Betätigung des im Preßsitz befindlichen Stifts 22 in die Schraube 70 schwierig zuverlässig zu erzielen, wobei ein "Rückwärtsdrucktest" benötigt wird, um zu prüfen, ob der Stift sicher ist. Ein weiterer Nachteil der herkömmlichen Konstruktion ist, daß die Schraube 70 benachbart der Grenzfläche zwischen dem Gehäuse 30 und der Mutter 40 hohl ist. Dies kann bewirken, daß die Schraube 70 benachbart jener Grenzfläche abbricht, wenn die Mutter 40 zu stark angezogen wird.
Die Bauteile der Begrenzungsventilanordnung 301 der vorliegenden Erfindung sind in Fig. 4-6 gezeigt. Sie umfassen: Halteventilkörperschraube 1001 Feder 200, Rückhaltering 300 und Druckkolben 400. Der Halteventilkörper ist mit Gewinde 110 gewindeversehen, um eine Einstellung der Befestigung im System zu gestatten, und weist eine Längsbohrung 120 auf, um den Druckkolben 400 zur Hin- und Herbewegung darin aufzunehmen. Der Körper weist auch eine Nut 140 im Innenraum der Bohrung 120 auf, um einen Sitz für den Rückhaltering 300 zu bilden. An der Basis der Befestigungseinstellschraube 100 ist ein Schlitz 130. Der Rückhaltering 300 ist anfangs an einer Stelle entlang seines Umfangs geschlitzt und weist einen Außendurchmesser größer als derjenige der Nut 140 auf. Während der Montage werden die Feder 200 und der Druckkolben 400 in die Bohrung 120 eingesetzt. Dann wird der Ring 300 ringförmig zusammengedrückt, wobei sein Durchmesser auf weniger als denjenigen der Bohrung 120 verringert wird, und zum Sitz in die Nut 140 gebracht. Der Rückhaltering 300 wird dann freigegeben, wobei er sich ausdehnt, so daß er fest in der Nut 140 sitzt. Der Kolben 400 enthält zwei Bohrungen, eine axiale Bohrung 410 und eine Querbohrung 420, die über eine Öffnung 424 mit der Bohrung 410 verbunden ist.
Die Halteventilanordnung ist auf einem Gehäuse 910 angebracht, wie in Fig. 6 gezeigt ist, das einen Nebenkolbenzylinder 800 enthält. Außerdem kann die Schraube 100 mittels einer Sicherungsmutter 920 am Gehäuse 910 befestigt sein. Der Nebenkolben 700 bewegt sich im Nebenkolbenzylinder 800 in einer Richtung im wesentlichen parallel zur Längsachse 500 hin und her. Der Nebenkolben 700 und der Druckkolben 400 befinden sich anfangs in einer Position, bei der die Nebenkolbenrückholfeder 352 den Nebenkolben 700 zum Halteventildruckkolben 400 gedrückt hat, wobei die schwächere Feder 200 überwunden worden ist. In dieser Position befindet sich die obere Fläche 720 des Nebenkolbens 700 in Kontakt mit der unteren Fläche 450 des Druckkolbens 400, wobei das Loch 710 geschlossen abgedichtet ist.
Bei Betrieb wird Hochdruckhydraulikfluid in den oberen Bereich 810 des Nebenkolbenzylinders 800 über eine Öffnung 900 gedrückt, wobei eine Kraft nach unten auf die obere Fläche 720 des Nebenkolbens 700 erzeugt wird. Diese Kraft überwindet die Gegenkraft der Nebenkolbenrückholfeder 352, wobei sie den Nebenkolben 700 nach unten antreibt, so daß er ein zugehöriges Auspuffventil einer zugehörigen Brennkraftmaschine öffnet. Während dieser Bewegung wird der Druckkolben 400 über dem Loch 710 mittels der Feder 200 gehalten, wobei er das Entweichen des Hochdruckhydraulikfluids verhindert. Der Druckkolben 400 ist frei darin, der Bewegung des Nebenkolbens 700 zu folgen, wenn der Druck im oberen Bereich 125 der Bohrung 120 auf denjenigen des oberen Bereichs 810 des Nebenkolbenzylinders 800 durch Verbindung zwischen diesen beiden Bereichen über eine Öffnung 412, die axiale Bohrung 410, die Öffnung 424, die Querbohrung 420 und die Öffnung 422 gemacht wird. Der Druck in den Bereichen 125 und 810 wird weiter durch das Durchtreten von Hydraulikfluid zwischen der Außenwand 402 des Druckkolbens 400 und der Bohrung 120 und das Durchtreten von Fluid um den Rückhaltering 300 über den Schlitz 130 ausgeglichen. Wenn der Druckkolben 400 das Ende seines Wegs erreicht, wie durch den Kontakt der Außenringschulterfläche 440 des Druckkolbens 400 mit der oberen Fläche 310 des Rückhalterings 300 bestimmt ist, trennen sich die untere Fläche 450 des Druckkolbens 400 und die obere Fläche 720 des Nebenkolbens 700. Diese Trennung gestattet das Entweichen von Hochdruckhydraulikfluid aus dem oberen Bereich 810 des Nebenkolbenzylinders 800 über das Loch 710 in den Niederdruckbereich 730 des Nebenkolbens 700. Wenn der Druck auf der oberen Endfläche 720 verringert wird, wird der Nebenkolben 700 durch eine Feder (nicht gezeigt) zu seiner Ausgangsposition zurückgetrieben.
Im Gegensatz zu der zuvor beschriebenen Nebenkolbenanordnung des Standes der Technik überwindet die vorliegende Erfindung das Erfordernis eines Stifts 22, während außerdem die Größe des hohlen Abschnittes der Schraube verringert wird. Die Vorrichtung ist auch robuster als vorhergehende Konstruktionen und ist einfacher und billiger herzustellen.

Claims

1. Motor-Dekompressionsbremseinrichtung, umfassend einen Nebenkolben (700) in einem Nebenkolbenzylinder (800), der in einem Hydraulikkreis (302, 900) angeschlossen ist, so daß, wenn Hydraulikfluid in den Zylinder (800) an einem Ende des Nebenkolbens (700) hineingedrückt wird, sich der Nebenkolben (700) entlang einer Längsachse (500) des Zylinders (800) bewegt; und eine Halteventilvorrichtung zur Begrenzung des Wegs des Nebenkolbens (700) entlang der Längsachse (500) des Nebenkolbenzylinders (800), wobei die Halteventilvorrichtung einen Körper (100) mit einer ersten Bohrung (120) enthält, wobei die erste Bohrung (120) Seitenwände aufweist, die im wesentlichen parallel zur Längsachse (500) sind, eine Feder (200), die in der ersten Bohrung (120) angeordnet ist, einen Druckkolben (400), der an der ersten Bohrung (120) zur Hin- und Herbewegung in bezug auf die erste Bohrung (120) im wesentlichen parallel zur Längsachse (500) angeordnet ist, wobei der Druckkolben (400) lediglich einen Teil der ersten Bohrung (120) besetzt, wobei sich der Nebenkolben (700) und der Druckkolben (400) zwischen (a) einer ersten Position, in der der Druckkolben (400) ein Loch (710) im Nebenkolben (700) überdeckt, und (b) einer zweiten Position bewegen, in der der Druckkolben (400) das Loch (710) nicht bedeckt, und ein Rückhalteelement (300) , das in der ersten Bohrung (120) angeordnet ist und am Körper (100) befestigt ist, wodurch, wenn der Druckkolben (400) durch die Feder (200) in Kontakt mit dem Rückhalteelement (300) gedrückt wird, das Rückhalteelement (300) die Bewegung des Druckkolbens (400) bei im wesentlichen der zweiten Position anhält, gekennzeichnet durch eine Durchführung (410, 420), die durch den Druckkolben (400) gebildet ist, um das Hochdruckhydraulikfluid im Zylinder (800) mit dem Teil der ersten Bohrung (120) zu verbinden, der nicht durch den Druckkolben (400) besetzt ist.

2. Verzögerungseinrichtung nach Anspruch 1, bei der der Körper (100) weiter einen Schlitz (130) umfaßt, der durch den Körper (100) an dem Ende des Körpers (100) gebildet ist, das benachbart dem Nebenkolben (700) ist, wobei der Schlitz (130) die Hydraulikverbindung durch die Durchführung (410, 420) zwischen dem Nebenkolbenzylinder (800) und dem Teil der ersten Bohrung (120) erleichtert, der nicht durch den Druckkolben (400) besetzt ist.

3. Verzögerungseinrichtung nach Anspruch 1, bei der die Durchführung (410, 420) eine zweite Bohrung (410) im Druckkolben (400) umfaßt, wobei die zweite Bohrung (410) im wesentlichen parallel zur Längsachse (500) angeordnet ist, wobei die zweite Bohrung (410) mit der ersten Bohrung (120) über eine erste Öffnung (412) in Verbindung steht, wobei die zweite Bohrung (410) weiter mit einer dritten Bohrung (420) im Druckkolben (400) über eine zweite Öffnung (424) in den Wänden der dritten Bohrung (420) in Verbindung steht.

4. Verzögerungseinrichtung nach Anspruch 3, bei der die dritte Bohrung (420) über dritte und vierte Öffnungen (422) in den Wänden des Druckkolbens (400) mit dem Nebenkolbenzylinder (800) in Verbindung steht.

5. Verzögerungseinrichtung nach Anspruch 1, bei der eine fünfte Öffnung (900) im Nebenkolbenzylinder (800) vorgesehen ist, wobei die fünfte Öffnung (900) Hydraulikfluid zum Nebenkolbenzylinder (800) liefert.

6. Verzögerungseinrichtung nach Anspruch 5, bei der, wenn die fünfte Öffnung (900) einen hohen Druck an Hydraulikfluid zum Nebenkolbenzylinder (800) vorsieht, der Nebenkolben (700) und der Druckkolben (400) zur zweiten Position gedrückt werden, wobei der Druckkolben (400) bei Kontakt mit dem Rückhalteelement (300) angehalten wird, wobei der Kontakt es gestattet, daß der Druckkolben (400) das Loch (710) im Nebenkolben (700) nicht überdeckt, wobei gestattet wird, daß das Hydraulikfluid vom Nebenkolben (700) über einen im Nebenkolben (700) vorgesehenen Niederdruckbereich (730) entweicht.

7. Verzögerungseinrichtung nach Anspruch 1, bei der der Druckkolben (400) eine Außenschulterfläche (440) aufweist, die nach vorne weist, aber sich mit Abstand vom Nebenkolben (700) angeordnet befindet und die mit dem Rückhalteelement (300) in Kontakt tritt, um die Bewegung des Druckkolbens (400) bei der zweiten Position anzuhalten.

8. Verzögerungseinrichtung nach Anspruch 7, bei der die Außenschulterfläche (440) eine Ringfläche um den Druckkolben (400) ist.

9. Verzögerungseinrichtung nach Anspruch 1, bei der das Rückhalteelement (300) in die erste Bohrung (120) zwischen dem Druckkolben (700) und der Außenschulterfläche (440) vorsteht.

10. Verzögerungseinrichtung nach Anspruch 1, bei der das Rückhalteelement (300) einen ringförmigen Rückhaltering (300) umfaßt, der in einem in der Oberfläche der ersten Bohrung (120) gebildeten Ringkanal (140) angeordnet ist.

11. Verzögerungseinrichtung nach Anspruch 1, bei der die Feder (200) eine vorgespannte Druckschraubenfeder (200) ist, die in der ersten Bohrung (120) zum Drücken des Druckkolbens (400) aus der ersten Bohrung (120) heraus angeordnet ist.

12. Verzögerungseinrichtung nach Anspruch 1, bei der der Körper (100) durch die Wand des Zylinders (800) im wesentlichen parallel zur Längsachse (500) geschraubt ist.

13. Verzögerungseinrichtung nach Anspruch 12, bei der die Befestigung des Nebenkolbens eingestellt werden kann, indem der Körper (100) in bezug auf den Zylinder (800) durch Verschrauben eingestellt wird.