[0001] Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
[0002] Derartige Brennkraftmaschinen sind beispielsweise in der
EP 0 736 672 B1 und der
EP 1 526 257 A2 beschrieben. Bei den Motorbremseinrichtungen dieser Brennkraftmaschinen handelt es
sich jeweils um eine Mischform aus einer Motorstaubremse und einer Dekompressionsbremse,
die insbesondere auch als EVB (= Exhaust-Valve-Brake) bezeichnet wird. Die hydraulische
Ventil-Zusatzsteuereinheit ist bei der Variante gemäß der
EP 0 736 672 B1 in einen Kipphebel des Verbindungsmechanismus und bei der Variante gemäß der
EP 1 526 257 A2 einseitig in eine zwei Auslassventile zugleich betätigende Ventilbrücke des Verbindungsmechanismus
eingebaut. Die Speisung der hydraulischen Ventil-Zusatzsteuereinheit mit Öl erfolgt
mittels des ohnehin vorhandenen Ölkreises der jeweiligen Brennkraftmaschine. Bei beiden
Varianten sind zum Ausgleich des Spiels des Auslassventils gesonderte Einstellschrauben
vorgesehen, anhand derer bei der Motormontage und danach in regelmäßigen Serviceabständen
die Ventilspieleinstellung vorgenommen wird. Dies ist aufwändig. Falls das Ventilspiel
vom Montage- oder Servicepersonal versehentlich zu groß eingestellt wird, kommt es
zu einem Klappergeräusch zwischen Kipphebel und Ventilbrücke und es besteht die Gefahr
einer Beschädigung am Ventiltrieb. Zudem öffnet das Auslassventil nicht ausreichend,
sodass ein vollständiger Gasaustausch nicht gewährleistet ist. Falls das Ventilspiel
zu klein eingestellt wird, besteht die Gefahr, dass die Ventile im heißen Zustand
nicht vollständig schließen und damit durchbrennen.
[0003] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine der eingangs
bezeichneten Art zu schaffen, die mit möglichst geringem Montage- und Serviceaufwand
einen sicheren und zuverlässigen Betrieb ermöglicht.
[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine umfasst einen hydraulischen
Ventilspielausgleichsmechanismus für das Auslassventil, der in den Verbindungsmechanismus
integriert und zur Ölspeisung an den ohnehin vorhandenen Ölkreis angeschlossen ist.
Die hydraulische Ventil-Zusatzsteuereinheit wird über den Ventilspielausgleichsmechanismus
und den Ölkanal mit Öl gespeist. Zum Ausgleichen des Ventilspiels des Auslassventils
ist der Ölkanal mittels der Verschlusseinheit verschließbar, sodass beim Ausgleichen
des Ventilspiels die hydraulische Ventil-Zusatzsteuereinheit nicht mit Öl versorgt
wird und sich das Auslassventil in einer definierten Stellung befindet.
[0005] Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine hat also sowohl die für die Motorbremskraftwirkung
günstige Ventil-Zusatzsteuereinheit als auch einen Ausgleichsmechanismus, der die
Ventilspieleinstellung automatisch durchführt. Eine zeit- und kostenaufwändige sowie
fehleranfällige regelmäßige Einstellung von Hand erübrigt sich. Die erfindungsgemäße
Brennkraftmaschine bietet also verglichen mit bisherigen mit einer Motorbremseinrichtung
ausgestatteten Brennkraftmaschinen eine Zusatzfunktionalität, die die Montage und
den Betrieb sicherer und effizienter gestaltet. Durch die automatische Ventilspieleinstellung
werden insbesondere die Klappergeräusche des Auslassventils minimiert und Beschädigungen
am Ventiltrieb durch ein zu klein eingestelltes Ventilspiel vermieden. Weiterhin müssen
durch den automatischen Ventilspielausgleich im Betrieb der Brennkraftmaschine keine
Ventilspiele überbrückt werden, sodass die Steuerzeiten des Auslassventils exakt eingehalten
werden können, wodurch das Abgasverhalten der Brennkraftmaschine optimiert wird.
[0006] Dadurch, dass sowohl die Ventil-Zusatzsteuereinheit als auch der Ventilspielausgleichsmechanismus
an den ohnehin vorhandenen Ölkreis angeschlossen sind, können Brennkraftmaschinen
ohne einen hydraulischen Ventilspielausgleichsmechanismus mit geringem Aufwand nachgerüstet
werden. Während des normal befeuerten Betriebs, also wenn die Motorbremseinrichtung
vom Fahrer nicht betätigt worden ist, ist der Ölkanal mittels der Verschlusseinheit
verschlossen, sodass die hydraulische Ventil-Zusatzsteuereinheit von dem hydraulischen
Ventilspielausgleichsmechanismus zum Ausgleichen des Ventilspiels entkoppelt ist.
[0007] Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine ergeben sich
aus den Merkmalen der von Anspruch 1 abhängigen Ansprüche.
[0008] Eine Weiterbildung nach Anspruch 2 ist Platz sparend und ermöglicht ein Nachrüsten
von Brennkraftmaschinen ohne einen hydraulischen Ventilspielausgleichsmechanismus
durch einfaches Ersetzen der Ventilbrücke und Integrieren des Ventilspielausgleichsmechanismus
in diese.
[0009] Eine erste hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit nach Anspruch 3 ermöglicht einen
automatischen Spielausgleich zwischen dem Gegenhalter und der Ventilbrücke. Ein Einstellen
des Spiels von dem Gegenhalter zu der Ventilbrücke von Hand bei der Montage oder in
regelmäßigen Serviceabständen ist nicht erforderlich.
[0010] Eine erste hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit nach Anspruch 4 ist einfach und Platz
sparend nachrüstbar.
[0011] Ein Federelement nach Anspruch 5 verhindert eine Schiefstellung der Ventilbrücke
bei zu geringem Öldruck des Ventilspielausgleichsmechanismus.
[0012] Eine Ventil-Zusatzsteuereinheit nach Anspruch 6 gewährleistet ein sicheres Verschließen
des Ölkanals zwischen dem Ventilspielausgleichsmechanismus und der Ventil-Zusatzsteuereinheit.
Da sich der Kolben der zweiten hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit bei nicht betätigter
Motorbremseinrichtung in seiner eingefahrenen Grundstellung befindet, kann der Kolben
als Teil der Verschlusseinheit dienen und im normal befeuerten Betrieb den Ölkanal
verschließen. Zusätzlich kann die Verschlusseinheit ein Rückschlagventil aufweisen,
das ein Einfahren des ausgefahrenen Kolbens verhindert, wenn die durch den Öldruck
erzeugte Kraft auf den Kolben hierfür nicht ausreichend ist.
[0013] Eine Weiterbildung nach Anspruch 7 ist äußerst Platz sparend, wenn zusätzlich zu
der Zusatz-Ventilsteuereinheit auch eine erste hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit
zum Ausgleichen des Spiels zwischen dem Gegenhalter und der Ventilbrücke vorgesehen
ist. Vorzugsweise sind die Kolben der ersten und zweiten Kolben-Zylinder-Einheit derart
integriert ausgebildet, dass der Kolben der ersten Kolben-Zylinder-Einheit in dem
Kolben der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit geführt ist.
[0014] Bei einer Weiterbildung nach Anspruch 8 ist die Ventil-Zusatzsteuereinheit mittels
der dritten Kolben-Zylinder-Einheit an den Ventilspielausgleichsmechanismus angeschlossen.
Die dritte hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit koppelt die Ventil-Zusatzsteuereinheit
und den Ventilspielausgleichsmechanismus in günstiger Weise miteinander. Die dritte
hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit erfüllt dabei mehrere Funktionen. So dient sie
zum einen als Umschaltelement zwischen dem Bremsbetrieb und dem normal befeuerten
Betrieb. Zum anderen nimmt sie Öl auf bzw. steuert Öl ab, das aus der ersten hydraulischen
Kolben-Zylinder-Einheit beim Ausgleich des Spiels zwischen dem Gegenhalter und der
Ventilbrücke verdrängt wird. Vorzugsweise ist gemäß einer weiteren günstigen Ausgestaltung
vorgesehen, dass ein vorderer Ölaufnahmeraum der dritten hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit
ein Aufnahmevolumen hat, das mindestens so groß ist wie dasjenige eines Öldruckraums
der ersten hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit.
[0015] Eine Durchgangsbohrung nach Anspruch 9 ermöglicht das Abbauen des Öldrucks in einem
Steuerdruckraum der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit, wenn der Kolben der ersten Kolben-Zylinder-Einheit
aus einer ausgefahrenen Stellung in eine eingefahrene Grundstellung zurückkehrt und
wenn der Kolben der ersten Kolben-Zylinder-Einheit nach Rückhub des Kolbens der zweiten
Kolben-Zylinder-Einheit in einem oberen Totpunkt ist und beim Folgehub der Ventilbrücke
an den Gegenhalter anschlägt. Vorzugsweise sind mehrere über den Umfang des Kolbens
verteilte Durchgangsbohrungen vorgesehen, die über eine im Kolben und/oder in der
Ventilbrücke ausgebildete Umfangsnut miteinander verbunden sind. Die Umfangsnut erhöht
einen Ablaufquerschnitt und ermöglicht die Ausbildung einer genauen Kante zur Steuerung.
[0016] Ein Ventilspielausgleichsmechanismus nach Anspruch 10 hat sich in der Praxis bewährt.
[0017] Eine Anordnung der dritten Kolben-Zylinder-Einheit nach Anspruch 11 erhöht die Stabilität
der Ventilbrücke, da die dritte Kolben-Zylinder-Einheit nicht in dem bei Betätigung
der Auslassventile durch Biegemomente belasteten Bereich zwischen den Auslassventilen
liegt. Vorzugsweise ist ein vorderer Ölaufnahmeraum der dritten Kolben-Zylinder-Einheit
mit der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit und ein hinterer Ölaufnahmeraum mit der ersten
Kolben-Zylinder-Einheit gekoppelt, wobei zwischen der ersten Kolben-Zylinder-Einheit
und der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit ein Rückschlagventil angeordnet ist, das für
einen Ölfluss in Richtung der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit sperrend wirkt. Durch
eine geeignete Dimensionierung der dritten Kolben-Zylinder-Einheit können geringe
Steuerleckmengen und somit geringe Sprunghöhen des Kolbens der dritten Kolben-Zylinder-Einheit
erzielt werden. Hierdurch ist eine geringe Bauhöhe der dritten Kolben-Zylinder-Einheit
möglich.
[0018] Eine Weiterbildung nach Anspruch 12 ist äußerst Platz sparend. Vorzugsweise sind
die erste, die zweite und die dritte Kolben-Zylinder-Einheit integriert ausgebildet.
Der Kolben der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit ist beispielsweise in der Ventilbrücke
geführt, wobei der Kolben der ersten Kolben-Zylinder-Einheit in diesem oder einem
in der Ventilbrücke angeordnetem Zusatzteil angeordnet und geführt ist. Der Kolben
der dritten Kolben-Zylinder-Einheit ist wiederum in dem Kolben der ersten Kolben-Zylinder-Einheit
angeordnet und geführt. Durch eine derartige Schachtelung der Kolben-Zylinder-Einheiten
ist eine geringe Bauhöhe der Ventilbrücke erzielbar. Durch eine geeignete Dimensionierung
der dritten Kolben-Zylinder-Einheit können geringe Steuerleckmengen und somit geringe
Sprunghöhen des Kolbens der dritten Kolben-Zylinder-Einheit erzielt werden. Hierdurch
ist eine geringe Bauhöhe der dritten Kolben-Zylinder-Einheit möglich.
[0019] Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine Querschnittdarstellung einer Ventil-Zusatzsteuereinheit und eines Ventilspielausgleichsmechanismus
gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
- Fig. 2
- eine Querschnittdarstellung einer Ventil-Zusatzsteuereinheit und eines Ventilspielausgleichsmechanismus
gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
- Fig. 3
- eine Querschnittdarstellung einer Ventil-Zusatzsteuereinheit und eines Ventilspielausgleichsmechanismus
gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
- Fig. 4
- eine Querschnittdarstellung einer Ventil-Zusatzsteuereinheit gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel,
- Fig. 5
- eine Querschnittdarstellung einer Ventil-Zusatzsteuereinheit und eines Ventilspielausgleichsmechanismus
gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel,
- Fig. 6
- eine Querschnittdarstellung einer Ventil-Zusatzsteuereinheit gemäß einem sechsten
Ausführungsbeispiel, und
- Fig. 7
- eine Teilschnittdarstellung der Ventil-Zusatzsteuereinheit gemäß Fig. 6.
[0020] Nachfolgend wird anhand von Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Eine Brennkraftmaschine 1 mit einer Motorbremseinrichtung 2 weist mehrere in der Fig.
1 nicht gezeigte Zylinder auf, die jeweils einen Brennraum begrenzen. Jedem dieser
Brennräume ist mittels mindestens eines Einlassventils Luft oder ein Luft-Kraftstoff-Gemisch
zuführbar. Darüber hinaus hat jeder Brennraum zwei Auslassventile 3 und 4, mittels
derer Abgas in einen Abgaskanal abführbar ist. Die Auslassventile 3 und 4 sind mittels
einer gemeinsamen Ventilbrücke 5 mechanisch ansteuer- und betätigbar. Die Ventilbrücke
5 ist Teil eines Verbindungsmechanismus, der die Auslassventile 3 und 4 mit einer
in der Fig. 1 nicht mit dargestellten Nockenwelle der Brennkraftmaschine 1 verbindet.
Der Verbindungsmechanismus umfasst außerdem einen ebenfalls in der Fig. 1 nicht mit
dargestellten, schwenkbar gelagerten Kipphebel. Der Kipphebel wirkt über einen teilweise
dargestellten Kontaktbolzen 6 auf die Ventilbrücke 5. Hierzu ist der Kontaktbolzen
6 an seinem freien Ende mit einer kugelgelenkig angelenkten Stützkalotte 7 versehen.
[0021] Im Inneren des Kontaktbolzens 6 und der Stützkalotte 7 verläuft ein Ölzufuhrkanal
8 eines zur Schmierung, aber auch zur hydraulischen Steuerung vorgesehenen Ölkreises
9 der Brennkraftmaschine 1. Das in diesem Ölzufuhrkanal 8 geführte Öl hat während
des Betriebs näherungsweise den gleichen Öldruck p
konstant. Die Abhängigkeit des Öldrucks p
konstant von der Öltemperatur, der Drehzahl und der Last ist bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine
1 vernachlässigbar.
[0022] Zum Spielausgleich zwischen einem Gegenhalter 10 und der Ventilbrücke 5 ist eine
erste hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit 11 vorgesehen. Die erste Kolben-Zylinder-Einheit
11 weist einen im Längsquerschnitt T-förmig ausgebildeten ersten Kolben 12 auf, der
in einer in der Ventilbrücke 5 ausgebildeten und als Zylinder wirkenden ersten Zylinderbohrung
13 geführt ist. Der erste Kolben 12 ist zwischen einer als Anschlag wirkenden vorderen
Begrenzungsfläche 14 und einer als Anschlag wirkenden hinteren Begrenzungsfläche 15
axial beweglich geführt. Die hintere Begrenzungsfläche 15 wird beispielsweise durch
eine in die Ventilbrücke 5 eingeschraubte Gewindescheibe 16 gebildet, die eine Durchgangsöffnung
17 für den ersten Kolben 12 aufweist. In der in Fig. 1 gezeigten Stellung des ersten
Kolbens 12 ist zwischen diesem und der vorderen Begrenzungsfläche 14 ein Öldruckraum
18 gebildet. Der erste Kolben 12 hat eine zentrale Durchgangsbohrung 19, die an einer
dem Gegenhalter 10 zugewandten Seite eine Absteueröffnung 20 bildet. Die Durchgangsbohrung
19 ist Teil eines ersten Ölkanals 21, der den Öldruckraum 18 mit der Absteueröffnung
20 verbindet.
[0023] Die Motorbremseinrichtung 2 der Brennkraftmaschine 1 ist vom EVB-Typ. Sie umfasst
neben einem in der Fig. 1 nicht näher gezeigten Drosselelement im Abgaskanal sowie
einer ebenfalls nicht näher gezeigten zentralen Steuer-/Regeleinheit auch für jeden
Zylinder eine hydraulische Ventil-Zusatzsteuereinheit 22, die als zweite hydraulische
Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildet ist. Die Ventil-Zusatzsteuereinheit 22 wirkt im
Motorbremsbetrieb lediglich mit dem Auslassventil 3 zusammen. Das Auslassventil 4
ist dagegen nicht mit einer entsprechenden Ventil-Zusatzsteuereinheit 22 versehen.
Die Auslassventile 3 und 4 sind mit einem Schaft 23 bzw. 24 in einem Zylinderkopf
axial beweglich gelagert und durch eine Schließfeder 25 bzw. 26 mit einer bestimmten
Vorspannkraft in Schließrichtung beaufschlagt. Die Schließfedern 25 bzw. 26 sind zwischen
dem Zylinderkopf und Ventil-Federtellem 27 bzw. 28 gespannt. Die Schließkraft der
Schließfeder 25 ist mit F
Fed bezeichnet.
[0024] Die Ventil-Zusatzsteuereinheit 22 weist einen als Steuerkolben wirkenden zweiten
Kolben 29 auf, der in einer in der Ventilbrücke 5 ausgebildeten und als Zylinder wirkenden
zweiten Zylinderbohrung 30 axial beweglich geführt ist. Der zweite Kolben wird nachfolgend
als Steuerkolben 29 bezeichnet. Der Steuerkolben 29 stützt sich am oberen Ende des
Schafts 23 des Auslassventils 3 ab. An einer dem Auslassventil 3 abgewandten Seite
verjüngt sich der Steuerkolben 29 und bildet eine schräg verlaufende Ringfläche 31
aus. In der in der Fig. 1 gezeigten Stellung des Steuerkolbens 29 ist zwischen einer
Begrenzungsfläche 32 der Ventil-Zusatzsteuereinheit 22 und dem Steuerkolben 29 ein
Steuerdruckraum 33 ausgebildet. In dem Steuerdruckraum 33 ist eine Nachstellfeder
34 angeordnet, die gegen die Begrenzungsfläche 32 und den Steuerkolben 29 anliegt
und den Steuerkolben 29 gegen den Schaft 23 drückt. Die Federkraft der Nachstellfeder
34 wirkt damit gegen die Schließkraft F
Fed der Schließfeder 25 und wird nachfolgend mit F
NFed bezeichnet.
[0025] An der Begrenzungsfläche 32 mündet der erste Ölkanal 21 in den Steuerdruckraum 33
ein, sodass Öl aus dem Steuerdruckraum 33 durch die Absteueröffnung 20 entweichen
kann, wenn die Absteueröffnung 20 bei betätigter Motorbremseinrichtung 2 während eines
Teils einer Bremszyklusperiode von dem Gegenhalter 10 freigegeben wird. In Fig. 1
ist eine Betriebssituation dargestellt, in der der Gegenhalter 10 die Absteueröffnung
20 und somit den Steuerdruckraum 33 verschließt.
[0026] Die Ventil-Zusatzsteuereinheit 22 ist hydraulisch an eine dritte hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit
35 angeschlossen. Die dritte Kolben-Zylinder-Einheit 35 weist einen im Längsquerschnitt
U-förmigen dritten Kolben 36 auf, der in einer in der Ventilbrücke 5 ausgebildeten
und als Zylinder wirkenden dritten Zylinderbohrung 37 axial beweglich geführt ist.
Der dritte Kolben 36 unterteilt die dritte Zylinderbohrung 37 in einen vorderen Ölaufnahmeraum
38 und einen hinteren Ölaufnahmeraum 39. Der vordere Ölaufnahmeraum 38 ist über einen
zweiten Ölkanal 40 mit dem Steuerdruckraum 33 verbunden. Der zweite Ölkanal 40 ist
durch eine innerhalb der Ventilbrücke 5 verlaufende Querbohrung gebildet, die den
ersten Ölkanal 21 durchdringt. Die Querbohrung ist mit einem Verschluss 41 versehen.
In dem hinteren Ölaufnahmeraum 39 ist eine Rückstellfeder 42 angeordnet, die gegen
den dritten Kolben 36 und ein Anschlagelement 43 anliegt. Das Anschlagelement 43 weist
zur Ölableitung aus dem hinteren Ölaufnahmeraum 39 eine Ölaustrittsöffnung 44 auf.
[0027] Die dritte Kolben-Zylinder-Einheit 35 ist ein Umschaltelement, dessen Kolbenstellungen
je nachdem, ob der Benutzer der Brennkraftmaschine 1 den normal befeuerten Motorbetrieb
oder den Motorbremsbetrieb vorgibt, unterschiedlich sind. Der vordere Ölaufnahmeraum
38 dient zur Aufnahme des in dem Öldruckraum 18 befindlichen Öls, wenn dieses Öl bei
einer Vorwärtsbewegung des ersten Kolbens 12 verdrängt wird. Das maximale Aufnahmevolumen
des vorderen Ölaufnahmeraums 38 ist deshalb mindestens so groß wie das des Öldruckraums
18.
[0028] Die dritte Kolben-Zylinder-Einheit 35 ist an einen hydraulischen Ventilspielausgleichsmechanismus
45 angeschlossen, der als vierte Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildet ist. Der hydraulische
Ventilspielausgleichsmechanismus 45 gleicht automatisch das Spiel der Auslassventile
3 und 4 aus und wird nachfolgend als vierte Kolben-Zylinder-Einheit 45 bezeichnet.
Die vierte Kolben-Zylinder-Einheit 45 weist einen im Längsquerschnitt U-förmigen vierten
Kolben 46 auf, der in einer in der Ventilbrücke 5 ausgebildeten und als Zylinder wirkenden
vierten Zylinderbohrung 47 axial beweglich geführt ist. In der in Fig. 1 gezeigten
Stellung des vierten Kolbens 46 ist zwischen diesem und einer Begrenzungsfläche 48
ein Ölaufnahmeraum 49 ausgebildet. Der Ölaufnahmeraum 49 ist mit dem hinteren Ölaufnahmeraum
39 hydraulisch verbunden. Hierzu weist der dritte Kolben 36 in einer Seitenwand eine
Absteueröffnung 50 auf, die bei einer bestimmten Stellung des dritten Kolbens 36,
nämlich genau in der in der Fig. 1 gezeigten Stellung, den hinteren Ölaufnahmeraum
39 über einen dritten Ölkanal 51 mit dem Ölaufnahmeraum 49 verbindet. Der dritte Ölkanal
51 ist durch eine in der Ventilbrücke 5 ausgebildete Querbohrung und eine Längsbohrung
gebildet. Die Querbohrung mündet in die dritte Zylinderbohrung 37 und ist durch einen
Verschluss 52 abgedichtet. Die Längsbohrung erstreckt sich ausgehend von der Begrenzungsfläche
48 bis zu der Querbohrung. In dem Ölaufnahmeraum 49 ist eine Nachstellfeder 53 angeordnet,
die gegen die Begrenzungsfläche 48 und den vierten Kolben 46 anliegt.
[0029] Die vierte Kolben-Zylinder-Einheit 45 ist an den Ölkreis 9 angeschlossen. Hierzu
hat der mit der Stützkalotte 7 des Kontaktbolzens 6 aufgrund der Federkraftwirkung
der Nachstellfeder 53 in permanentem Kontakt stehende vierte Kolben 46 in seinem Kolbenboden
einen zentralen Ölzufuhrkanal 54, der mit dem Ölzufuhrkanal 8 des Kontaktbolzens 6
korrespondiert. An einem dem Ölaufnahmeraum 49 zugewandten Ende des Ölzufuhrkanals
54 ist ein Rückschlagventil 55 (= Rücklaufsperrventil) vorgesehen, dessen Kugel bei
dem gezeigten Ausführungsbeispiel mittels einer zusätzlichen Rückschlagventilfeder
in den Kugelsitz gedrückt wird. Eine Seitenwand des vierten Kolbens 46 weist eine
Absteueröffnung 56 auf, die bei einer bestimmten Stellung des vierten Kolbens 46 den
Ölaufnahmeraum 49 mit dem zweiten Ölkanal 40 verbindet.
[0030] Im Bereich zwischen der Stützkalotte 7 und dem Rückschlagventil 55 ist in dem vierten
Kolben 46 eine quer zu dem Ölzufuhrkanal 54 verlaufende Durchgangsbohrung 57 ausgebildet.
Die Durchgangsbohrung 57 durchdringt den Ölzufuhrkanal 54. Eine in dem vierten Kolben
46 ausgebildete Umfangsnut 58 verbindet die Enden der Durchgangsbohrung 57. In einer
bestimmten Stellung des vierten Kolbens 46, nämlich der in der Fig. 1 gezeigten Stellung,
ist die Durchgangsbohrung 57 über einen vierten Ölkanal 59 mit dem Steuerdruckraum
33 verbunden. Der vierte Ölkanal 59 verläuft schräg innerhalb der Ventilbrücke 5 und
durchdringt den zweiten Ölkanal 40 nicht. An einer dem Steuerdruckraum 33 zugewandten
Seite des vierten Ölkanals 59 ist ein Rückschlagventil 60 mit einer in einem Kugelsitz
61 aufnehmbaren Kugel 62 angeordnet. Der Steuerkolben 29 und das Rückschlagventil
60 sind Teil einer Verschlusseinheit 63. Mittels der Verschlusseinheit 63 ist der
vierte Ölkanal 59 verschließbar, sodass das Ventilspiel der Auslassventile 3 und 4
mittels der vierten Kolben-Zylinder-Einheit 45 ausgleichbar ist.
[0031] Im Folgenden werden die als Kolbensteuerung bezeichneten Funktionsweisen der Motorbremseinrichtung
2 sowie des Ventilspielausgleichsmechanismus 45 näher beschrieben.
[0032] Zunächst wird der Motorbremsbetrieb erläutert. Bei Betätigung der Motorbremseinrichtung
2 wird das Drosselelement im Abgaskanal in Drosselstellung gebracht, wodurch sich
Abgase im Abgaskanal zwischen der Auslassventilöffnung des Zylinders und dem Drosselelement
stauen. Dieser Staudruck im Abgaskanal mit der Druckwelle der sich öffnenden Auslassventile
der benachbarten Zylinder bewirkt eine Zwischenöffnung des Auslassventils 3, welche
während des Kompressionstakts und des Expansionstakts jedes Vier-Takt-Zyklus der Brennkraftmaschine
1 eintritt. Aufgrund der im Brennraum des Zylinders und im Abgaskanal herrschenden
Druckverhältnisse resultiert eine pneumatische Kraft F
pn, die der Schließkraft F
Fed der Schließfeder 25 entgegenwirkt und das angesprochene Zwischenöffnen des Auslassventils
3 verursacht. Die Federkraft F
NFed der Nachstellfeder 34 rückt den Steuerkolben 29 dem Auslassventil 3 nach und unterstützt
das Zwischenöffnen des Auslassventils 3.
[0033] Während des Ansaugtaktes befindet sich der Kipphebel der Auslassventile 3 und 4 auf
dem Nockengrundkreis der Nockenwelle. Dadurch ist der vierte Kolben 46 an seinem oberen
Totpunkt. Die Absteueröffnung 56 ist verschlossen. Die Durchgangsbohrung 57 ist mit
dem vierten Ölkanal 59 verbunden. Diese Betriebssituation ist in der Fig. 1 gezeigt.
[0034] Ist die Summe der pneumatischen Kraft F
pn und der Federkraft F
NFed größer als die Schließkraft F
Fed der Schließfeder 25, erfolgt die Zwischenöffnung des Auslassventils 3. Bei der Zwischenöffnung
des Auslassventils 3 folgt der Steuerkolben 29 aufgrund der Federkraft F
NFed der Nachstellfeder 34 der Öffnungsbewegung des Auslassventils 3, wodurch sich zugleich
das Volumen des Steuerdruckraums 33 vergrößert. Die Verjüngung des Steuerkolbens 29
dient dazu, dem Steuerkolben 29 über den vierten Ölkanal 59 das für die Bewegung erforderliche
Öl zur Verfügung zu stellen. Durch die Bewegung des Steuerkolbens 29, der Teil der
Verschlusseinheit 63 ist, gibt dieser den vierten Ölkanal 59 frei. Der vierte Ölkanal
59 ist nun nicht länger verschlossen. Aufgrund des in dem Steuerdruckraum 33 entstehenden
Unterdrucks fließt Öl durch die Ölzufuhrkanäle 8, 54, die Durchgangsbohrung 57 und
den vierten Ölkanal 59 in den Steuerdruckraum 33, wodurch eine hydraulische Kraft
F
Hyd auf den Steuerkolben 29 wirkt und die Nachstellfeder 34 unterstützt. Da das Öl aufgrund
des Rückschlagventils 60 nicht aus dem Steuerdruckraum 33 zurück in den vierten Ölkanal
59 strömen kann und die Absteueröffnungen 20 und 56 verschlossen sind, wird der Steuerkolben
29 gegen die Schließkraft F
Fed der Schließfeder 25 in Position und somit auch das mechanisch mit dem Steuerkolben
29 gekoppelte Auslassventil 3 in der zwischengeöffneten Stellung gehalten. Der Steuerkolben
29 ist also in der Ventilbrücke 5 hydraulisch geblockt. Das Auslassventil 3 bleibt
damit während des zweiten Taktes (= Kompressionstakt) und des folgenden dritten Taktes
(= Expansionstakt) in der zwischengeöffneten Stellung, wodurch sich die gewünschte
Motorbremswirkung einstellt.
[0035] Am Ende des dritten Taktes belastet der Kipphebel die Ventilbrücke 5 aufgrund der
Nockenwellensteuerung wieder, um die Auslassventile 3 und 4 in die während des vierten
Taktes vorgesehene vollständig geöffnete Stellung zu bringen. Die Ventilbrücke 5 bewegt
sich aufgrund der Belastung durch den Kipphebel von dem Gegenhalter 10 weg, sodass
der Kontakt zwischen dem Gegenhalter 10 und dem ersten Kolben 12 abreißt und sich
die Absteueröffnung 20 öffnet. Nach dem Öffnen der Absteueröffnung 20 wird der vierte
Kolben 46 nach unten in Richtung seines unteren Totpunkts gedrückt, sodass sich die
Absteueröffnung 56 öffnet. Der Öldruck p
konstant ist zu gering, um den Steuerkolben 29 in seiner Stellung zu halten. Das in dem Steuerdruckraum
33 befindliche Öl kann über den ersten Ölkanal 21 durch die Absteueröffnung 20 in
den Bereich des Zylinderdeckels ausströmen. Damit wird die hydraulische Blockung des
Steuerkolbens 29 aufgehoben. Der Ölabfluss aus dem Steuerdruckraum 33 wird auch dadurch
unterstützt, dass der Steuerkolben 29 durch die Schließkraft F
Fed der Schließfeder 25 in seinen oberen Totpunkt zurückgedrückt wird. Bei der Rückbewegung
des Steuerkolbens 29 wird der erste Kolben 12 aufgrund des durch die Absteueröffnung
20 austretenden Öls in seinen oberen Totpunkt gedrückt. Darüber hinaus drückt das
Öl bei der Rückbewegung des Steuerkolbens 29 die Kugel 62 in den Kugelsitz 61, sodass
das Rückschlagventil 60 den vierten Ölkanal 59 verschließt.
[0036] Beim Rückhub des Kipphebels wird nach dem erneuten Kontaktschluss zwischen dem Gegenhalter
10 und dem ersten Kolben 12 dieser so weit in Richtung seines unteren Totpunkts zurückgedrängt,
bis die Ventilbrücke 5 in ihrem oberen Totpunkt ist. Das im Öldruckraum 18 befindliche
Öl kann aufgrund des Kontaktschlusses mit dem Gegenhalter 10 nicht länger durch die
Absteueröffnung 20 entweichen und strömt über den zweiten Ölkanal 40 in den vorderen
Ölaufnahmeraum 38, wodurch der entstehende Öldruck den dritten Kolben 36 in seinen
unteren Totpunkt zurückdrängt und die Absteueröffnung 50 geöffnet wird. Da sich der
vierte Kolben 46 in seinem unteren Totpunkt befindet, kann das in dem vorderen Ölaufnahmeraum
38 befindliche Öl über die Absteueröffnung 56, den Ölaufnahmeraum 49, den dritten
Ölkanal 51, die Absteueröffnung 50, den hinteren Ölaufnahmeraum 39 und die Ölaustrittsöffnung
44 abfließen. Das Aufnahmevolumen des vorderen Ölaufnahmeraums 38 muss zur Aufnahme
des aus dem Öldruckraum 18 abfließenden Öls ausreichend groß dimensioniert werden,
damit sich das aus dem Öldruckraum 18 abfließende Öl nicht aufstaut und zu einer unerwünschten
Bewegung des Steuerkolbens 29 führt. Das Aufnahmevolumen des vorderen Ölaufnahmeraums
38 darf aber ein maximales Aufnahmevolumen nicht überschreiten, damit der dritte Kolben
36 sicher in seinen unteren Totpunkt gelangt. Andernfalls ist bei einer nachfolgenden
Bewegung des Steuerkolbens 29 zum Zwischenöffnen des Auslassventils 3 der Steuerdruckraum
33 wegen des noch möglichen Resthubs des dritten Kolbens 36 elastisch und kann das
Auslassventil 3 nicht in der zwischengeöffneten Stellung halten. Am Ende des vierten
Taktes (= Ausschubtakt) liegt der erste Kolben 12 wieder an dem Gegenhalter 10 an
und der Kipphebel hat wieder den Nockengrundkreis erreicht. Der vierte Kolben 46 geht
in seinen oberen Totpunkt zurück, wobei die Absteueröffnung 56 verschlossen wird.
Ein neuer Bremszyklus kann beginnen.
[0037] Dadurch, dass der erste Kolben 12 hydraulisch nachführbar ist, wird ein Anschlagspiel
zwischen dem Gegenhalter 10 und der Ventilbrücke 5 automatisch ausgeglichen. Dies
ist deshalb vorteilhaft, da die genaue Lage der Ventilbrücke 5 aufgrund des durch
die vierte Kolben-Zylinder-Einheit 45 bewirkten Ventilspielausgleichs nicht exakt
definiert ist. Aufgrund der automatischen Nachführung des ersten Kolbens 12 wird dessen
Lage der jeweils aktuellen Lage der Ventilbrücke 5 angepasst, sodass kein Spalt zwischen
dem Gegenhalter 10 und dem ersten Kolben 12 bleibt und die Absteueröffnung 20 sicher
verschlossen wird.
[0038] Der vierte Kolben 46, der primär für den Ventilspielausgleich bestimmt ist, erfüllt
bei der Brennkraftmaschine 1 weitere Funktionen. Er ist insbesondere ein Steuerelement
für den (EVB-)Motorbremszyklus und ein Durchflusselement für die Versorgung der Ventil-Zusatzsteuereinheit
22 mit Öl des Ölkreises 9.
[0039] Weiterhin ist die in der Ventilbrücke 5 vorgesehene Bohrungskonfiguration günstig.
Sie ermöglicht insbesondere eine Verwendung des Öls sowohl für die funktionelle Bewegung,
beispielsweise um das Auslassventil 3 in die zwischengeöffnete Stellung zu bringen
und dort zu halten, als auch zur hydraulischen Steuerung der verschiedenen mechanisch
bewegten Komponenten. So ist es beispielsweise vorteilhaft, wenn die Längsachsen des
Schafts 23, des Steuerkolbens 29, des Steuerdruckraums 33, des ersten Kolbens 12 und
des Öldruckraums 18 miteinander fluchten.
[0040] Im Folgenden wird der normal befeuerte Motorbetrieb erläutert. Im normal befeuerten
Motorbetrieb bleibt das Drosselelement im Abgaskanal in der geöffneten Stellung. Während
des Ansaugtakts befindet sich der Kipphebel der Auslassventile 3 und 4 auf dem Nockengrundkreis.
Dadurch ist der vierte Kolben 46 an seinem oberen Totpunkt, wodurch die Absteueröffnung
56 verschlossen ist. Das Auslassventil 3 verbleibt während des ersten bis dritten
Taktes aufgrund der Schließkraft F
Fed der Schließfeder 25 in seiner geschlossenen Stellung, wodurch der Steuerkolben 29
sich in seinem oberen Totpunkt befindet. Dadurch ist der vierte Ölkanal 59 verschlossen.
Damit kann Öl des Ölkreises 9 über die Ölzufuhrkanäle 8 und 54 in den Ölaufnahmeraum
49, den dritten Ölkanal 51 und den vierten Ölkanal 59 strömen. Dadurch, dass sich
der dritte Kolben 36 in seinem oberen Totpunkt befindet, wodurch die Absteueröffnung
50 verschlossen ist, kann kein Öl über den dritten Ölkanal 51 aus dem Ölaufnahmeraum
49 entweichen. Gleichzeitig kann über die Durchgangsbohrung 57 und den vierten Ölkanal
59 kein Öl in den Steuerdruckraum 33 gelangen und das Auslassventil 3 unerwünscht
öffnen, da der Steuerkolben 29 als Teil der Verschlusseinheit 63 den vierten Ölkanal
59 verschließt. Von dem unter dem konstanten Öldruck p
konstant stehenden Öl des Ölkreises 9 strömt eine so große Menge in den Ölaufnahmeraum 49,
dass das aktuelle Ventilspiel aufgrund der hydraulisch und durch die Nachstellfeder
53 bedingten Nachführung des vierten Kolbens 46 ausgeglichen ist. Dies erfolgt ebenfalls
automatisch. Hierbei kommt es auf nur sehr geringe Ölmengen an. Deshalb wird bei dem
Rückschlagventil 55 die Kugel mittels einer gesonderten Feder in dem Kugelsitz gehalten.
Leckagen an dem vierten Kolben 46 werden durch Nachführung von Öl aus dem Ölkreis
9 ausgeglichen.
[0041] Dadurch, dass der vierte Ölkanal 59 im normal befeuerten Motorbetrieb durch den Steuerkolben
29 verschlossen ist, ist die Ventil-Zusatzsteuereinheit 22 von der vierten Kolben-Zylinder-Einheit
45 entkoppelt, wodurch der Steuerkolben 29 sicher in seinem oberen Totpunkt verbleibt.
Das Auslassventil 3 und die Ventilbrücke 5 weisen somit für den Ausgleich des Ventilspiels
eine definierte Lage auf.
[0042] Bei der Brennkraftmaschine 1 entfällt während der Motormontage und auch während des
späteren Betriebs jegliche Einstellung des Ventilspiels und auch des Anschlagspiels
(= EVB-Spiels) zwischen dem Gegenhalter 10 und der Ventilbrücke 5. Der Ausgleich beider
Spiele erfolgt aufgrund der diesbezüglich besonders günstigen Ausgestaltung der Motorbremseinrichtung
2 und des Ventilspielausgleichsmechanismus (= vierte Kolben-Zylinder-Einheit 45) automatisch.
Insbesondere erfolgt auch ein automatischer Ausgleich der thermischen Ausdehnung der
Auslassventile 3 und 4. Da keine Spiele überbrückt werden müssen, können die theoretisch
vorgegebenen Steuerzeitpunkte exakter eingehalten werden. Dies wirkt sich günstig
auf die Abgaswerte aus. Außerdem reduziert der Ausgleich des Ventilspiels und des
EVB-Spiels die Geräuschentwicklung der Brennkraftmaschine 1. Es ergeben sich akustische
Vorteile.
[0043] Grundsätzlich können die beschriebenen Ausgleichsmechanismen auch bei den Einlassventilen
eingesetzt werden. Die bei der Brennkraftmaschine 1 verwendeten Komponenten sind keine
Sonderbauteile. So kann beispielsweise die Ventilbrücke 5 in ihrer Grundbauform auch
bei anderen Brennkraftmaschinen verwendet werden, die nicht mit einer Motorbremseinrichtung
ausgestattet sind. Die Ventilbrücke 5 enthält dann nur die vierte Kolben-Zylinder-Einheit
45 mit einem vierten Kolben 46 ohne eine Absteueröffnung 56 und eine Durchgangsbohrung
57. Die weiteren Kolben-Zylinder-Einheiten 11, 22 und 35 können entfallen.
[0044] Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der
Erfindung beschrieben. Konstruktiv identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen
wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, auf dessen Beschreibung hiermit verwiesen
wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten
dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten a. Gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel
entfallen bei dem zweiten Ausführungsbeispiel die dritte Kolben-Zylinder-Einheit 35,
der zweite Ölkanal 40 und der dritte Ölkanal 51 sowie die Absteueröffnung 56. In der
Ventilbrücke 5a der Brennkraftmaschine 1a sind lediglich der erste Ölkanal 21 und
der vierte Ölkanal 59 ausgebildet. In dem vierten Kolben 46a sind in der bereits beschriebenen
Weise der Ölzufuhrkanal 54 und die Durchgangsbohrung 57 ausgebildet. Der Steuerkolben
29a weist an der dem Steuerdruckraum 33a zugewandten Seite eine quer verlaufende Durchgangsbohrung
64 auf. Die umfangsseitigen Enden der Durchgangsbohrung 64 sind durch eine in dem
Steuerkolben 29a ausgebildete Umfangsnut 65 miteinander verbunden. In der Ventilbrücke
5a ist im Bereich des Steuerdruckraums 33a eine weitere Umfangsnut 66 ausgebildet,
die mit einer Absteueröffnung 67 verbunden ist. Die Absteueröffnung 67 ist mittels
eines Rückschlagventils 68 in Richtung des Steuerdruckraums 33a verschließbar.
[0045] Zunächst wird der Motorbremsbetrieb erläutert. Das Blockieren des Auslassventils
3 in der zwischengeöffneten Stellung, wenn die Motorbremseinrichtung 2a betätigt ist,
erfolgt in der bereits beschriebenen Weise. In der zwischengeöffneten Stellung des
Auslassventils 3 verschließt der Steuerkolben 29a die Absteueröffnung 67, sodass kein
Öl aus dem Steuerdruckraum 33a entweichen kann. Diese Betriebssituation ist in Fig.
2 gezeigt. Wenn am Ende des dritten Taktes der Kipphebel die Ventilbrücke 5a aufgrund
der Nockenwellensteuerung wieder belastet, um das Auslassventil 3 in die während des
vierten Taktes vorgesehene vollständig geöffnete Stellung zu bringen, hebt der erste
Kolben 12 von dem Gegenhalter 10 ab, sodass die Absteueröffnung 20 freigegeben wird.
Das in dem Steuerdruckraum 33a befindliche Öl kann nun über den ersten Ölkanal 21
durch die Absteueröffnung 20 abfließen. Die hydraulische Blockung des Steuerkolbens
29a wird aufgehoben. Der Steuerkolben 29a bewegt sich in seinen oberen Totpunkt zurück,
wobei die Absteueröffnung 67 die Durchgangsbohrung 64 freigibt. Zugleich bewegt sich
der erste Kolben 12 in seinen oberen Totpunkt. Beim Rückhub des Kipphebels wird nach
dem erneuten Kontaktschluss zwischen dem Gegenhalter 10 und dem ersten Kolben 12 dieser
in Richtung seines unteren Totpunkts zurückgedrängt. Das in dem Öldruckraum 18 verdrängte
Öl kann über den ersten Ölkanal 21, den Steuerdruckraum 33a, die Durchgangsbohrung
64 und die Absteueröffnung 67 entweichen. Die Umfangsnuten 65 und 66 erhöhen den Ablaufquerschnitt
für das ausströmende Öl und tragen zu einer exakten Absteuerung des Öls in Abhängigkeit
des Hubs des Steuerkolbens 29a bei. Am Ende des vierten Takts liegt der Gegenhalter
10 wieder am ersten Kolben 12 an und der Kipphebel hat wieder den Nockengrundkreis
erreicht. Das EVB-Spiel ist ausgeglichen und ein neuer Bremszyklus kann beginnen.
[0046] Im normal befeuerten Motorbetrieb befindet sich der Steuerkolben 29a in seinem oberen
Totpunkt, sodass der vierte Ölkanal 59 verschlossen ist. Der Steuerkolben 29a bildet
somit wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel einen Teil der Verschlusseinheit 63a.
Das Auslassventil 3 und die Ventilbrücke 5a weisen somit für den Ventilspielausgleich
eine definierte Lage auf. Der Ausgleich des Ventilspiels mittels des vierten Kolbens
46a erfolgt in der bereits beschriebenen Weise, wobei eine Hubbewegung des vierten
Kolbens 46a ausschließlich für den Ventilspielausgleich erforderlich ist. Da beim
Ventilspielausgleich nur geringe Hubbewegungen erforderlich sind, ist die Durchgangsbohrung
57 ständig mit dem vierten Ölkanal 59 verbunden. Hinsichtlich der weiteren Funktionsweise
der Ventil-Zusatzsteuereinheit 22a und des Ventilspielausgleichsmechanismus (= vierte
Kolben-Zylinder-Einheit 45a) wird auf das erste Ausführungsbeispiel verwiesen. Die
Funktionsweise des zweiten Ausführungsbeispiels wird auch als Kantensteuerung bezeichnet.
[0047] Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel der
Erfindung beschrieben. Konstruktiv identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen
wie bei den vorangegangenen Ausführungsbeispielen, auf deren Beschreibung hiermit
verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile
erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten b. Gegenüber dem ersten
Ausführungsbeispiel entfallen bei dem dritten Ausführungsbeispiel die dritte Kolben-Zylinder-Einheit
35, die Absteueröffnung 56, die Durchgangsbohrung 57 und das Rückschlagventil 60.
Der vierte Ölkanal 59b verbindet den dritten Ölkanal 51b mit dem zweiten Ölkanal 40b.
Der zweite Ölkanal 40b ist über die gesamte Breite des Steuerkolbens 29b mit dem Steuerdruckraum
33b verbunden und bildet im Bereich des oberen Totpunkts des Steuerkolbens 29b eine
rechteckige Umfangsnut aus. Der Steuerkolben 29b ist entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel
mit der Durchgangsbohrung 64 und der Umfangsnut 65 versehen. Weiterhin weist die Ventilbrücke
5b entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel die Umfangsnut 66 sowie die Absteueröffnung
67 mit dem Rückschlagventil 68 auf. Entsprechend den vorangegangenen Ausführungsbeispielen
kann in dem vierten Ölkanal 59b ein in Fig. 3 nicht dargestelltes Rückschlagventil
60 angeordnet sein.
[0048] Zunächst wird der Motorbremsbetrieb erläutert. Beim Zwischenöffnen des Auslassventils
3 wird durch die Bewegung des Steuerkolbens 29b in dem Steuerdruckraum 33b ein Unterdruck
erzeugt, durch den Öl aus dem Ölaufnahmeraum 49 der vierten Kolben-Zylinder-Einheit
45b über den dritten Ölkanal 51b, den vierten Ölkanal 59b und die Umfangsnut des zweiten
Ölkanals 40b angesaugt wird. Das aus dem Ölaufnahmeraum 49 abfließende Öl strömt über
die Ölzufuhrkanäle 8, 54 und das Rückschlagventil 55 nach. In der zwischengeöffneten
Stellung verschließt der Steuerkolben 29b die Absteueröffnung 67. Diese Betriebssituation
ist in Fig. 3 gezeigt. Dadurch, dass kein Öl aus dem Steuerdruckraum 33b mehr abfließen
kann, ist das Auslassventil 3 in der zwischengeöffneten Stellung blockiert. Wenn am
Ende des dritten Taktes der Kipphebel die Ventilbrücke 5b aufgrund der Nockenwellensteuerung
wieder belastet, um das Auslassventil 3 in die während des vierten Taktes vorgesehene
vollständig geöffnete Stellung zu bringen, hebt der Gegenhalter 10 von dem ersten
Kolben 12 ab, wodurch die Absteueröffnung 20 freigegeben wird. Das in dem Steuerdruckraum
33b befindliche Öl kann nun über den ersten Ölkanal 21 durch die Absteueröffnung 20
abfließen, wodurch die Blockung des Steuerkolbens 29b aufgehoben wird. Der Steuerkolben
29b bewegt sich in seinen oberen Totpunkt zurück. In dieser Stellung wird die Durchgangsbohrung
64 durch die Absteueröffnung 67 freigegeben und der vierte Ölkanal 59b durch den Steuerkolben
29b verschlossen. Der Steuerkolben 29b bildet somit die Verschlusseinheit 63b. Zeitgleich
bewegt sich der erste Kolben 12 in seinen oberen Totpunkt.
[0049] Beim Rückhub des Kipphebels wird nach dem erneuten Kontaktschluss zwischen dem Gegenhalter
10 und dem ersten Kolben 12 die Absteueröffnung 20 verschlossen und der erste Kolben
12 in Richtung seines unteren Totpunkts zurückgedrängt, bis sich die Ventilbrücke
5b in ihrem oberen Totpunkt befindet. Das aus dem Öldruckraum 18 verdrängte Öl wird
über den ersten Ölkanal 21, den Steuerdruckraum 33b, die Durchgangsbohrung 64 und
die Absteueröffnung 67 entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel abgesteuert. Am
Ende des vierten Taktes liegt der Gegenhalter 10 wieder an dem ersten Kolben 12 an
und der Kipphebel hat wieder den Nockengrundkreis erreicht. Das EVB-Spiel ist ausgeglichen
und ein neuer Bremszyklus kann beginnen.
[0050] Im normal befeuerten Motorbetrieb befindet sich der Steuerkolben 29b in seinem oberen
Totpunkt, sodass der Steuerkolben 29b als Verschlusselement 63b für den vierten Ölkanal
59b wirkt. Der aufgrund der Hubbewegung des Kipphebels in dem Ölaufnahmeraum 49 erzeugte
Öldruck kann den Steuerkolben 29b nicht aus seinem oberen Totpunkt herausbewegen und
somit den vierten Ölkanal 59b nicht öffnen. Somit weisen das Auslassventil 3 und die
Ventilbrücke 5b für den Ventilspielausgleich eine definierte Lage auf. Der Ventilspielausgleich
erfolgt in der bereits beschriebenen Weise, wobei eine Hubbewegung des vierten Kolbens
46b ausschließlich für den Ventilspielausgleich erforderlich ist. Der vierte Kolben
46b und die Verschlusseinheit 63b vereinfachen sich bei diesem Ausführungsbeispiel
im Vergleich zu den vorangegangenen Ausführungsbeispielen. Hinsichtlich der weiteren
Funktionsweise der Ventil-Zusatzsteuereinheit 22b und des Ventilspielausgleichsmechanismus
(= vierte Kolben-Zylinder-Einheit 45b) wird auf die vorangegangenen Ausführungsbeispiele
verwiesen. Die Funktionsweise dieses Ausführungsbeispiels wird auch als Kantensteuerung
bezeichnet.
[0051] Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 4 ein viertes Ausführungsbeispiel der
Erfindung beschrieben. Konstruktiv identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen
wie bei den vorangegangenen Ausführungsbeispielen, auf deren Beschreibung hiermit
verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile
erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten c. Der wesentliche Unterschied
gegenüber den vorangegangenen Ausführungsbeispielen ist, dass die erste Kolben-Zylinder-Einheit
11c mit der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit (= Ventil-Zusatzsteuereinheit 22c) integriert
ausgebildet ist. Der erste Kolben 12c ist axial beweglich in dem als Zylinder wirkenden
Steuerkolben 29c geführt. Der Öldruckraum 18c wird von dem ersten Kolben 12c und dem
Steuerkolben 29c begrenzt. Der erste Ölkanal 21c ist stufenförmig in dem ersten Kolben
12c ausgebildet und verbindet den Öldruckraum 18c mit der Absteueröffnung 20. Der
erste Ölkanal 21c ist über eine quer in dem ersten Kolben 12c verlaufende Durchgangsbohrung
69 mit dem Steuerdruckraum 33c verbunden. Der Steuerkolben 29c weist an einer dem
Steuerdruckraum 33c zugewandten Seite einen Ringanschlag 70 auf. Die Nachstellfeder
34c liegt gegen den Ringanschlag 70 und die Begrenzungsfläche 32c an und umgibt den
ersten Kolben 12c. Der vierte Ölkanal 59c mündet in den Steuerdruckraum 33c. Der Steuerkolben
29c und das Rückschlagventil 60 bilden die Verschlusseinheit 63c. Die integrierte
Ausbildung der ersten und zweiten Kolben-Zylinder-Einheiten 11c und 22c ist äußerst
Platz sparend. Die Bauhöhe der Ventilbrücke 5c kann dadurch verringert werden.
[0052] Der Gegenhalter 10c ist gestuft ausgebildet und weist einen Ringanschlag 71 auf.
Zwischen dem Ringanschlag 71 und der Ventilbrücke 5c ist ein als Schraubenfeder ausgebildetes
Federelement 72 angeordnet. Das Federelement 72 verhindert eine Schiefstellung der
Ventilbrücke 5c, insbesondere wenn der Öldruck in dem - in Fig. 4 nicht dargestellten
- Ölaufnahmeraum 49 zu gering ist. Das Federelement 72 kann auch bei den vorangegangenen
Ausführungsbeispielen eingesetzt werden, falls dies vorteilhaft ist.
[0053] Darüber hinaus kann die integrierte Ausbildung der ersten und zweiten Kolben-Zylinder-Einheit
11c und 22c in beliebiger Weise mit den in den vorangegangenen Ausführungsbeispielen
beschriebenen Elementen der Kantensteuerung und der Kolbensteuerungen kombiniert werden.
[0054] Zunächst wird der Motorbremsbetrieb erläutert. Beim Zwischenöffnen des Auslassventils
3 strömt Öl durch den vierten Ölkanal 59c in den Steuerdruckraum 33c. Das Rückschlagventil
60 verhindert ein Zurückströmen des Öls, sodass das Auslassventil 3 in der zwischengeöffneten
Stellung blockiert wird. Wenn am Ende des dritten Taktes der Kipphebel die Ventilbrücke
5c aufgrund der Nockenwellensteuerung wieder belastet, um das Auslassventil 3 in die
während des vierten Taktes vorgesehene vollständig geöffnete Stellung zu bringen,
wird der Gegenhalter 10c von dem ersten Kolben 12c abgehoben und gibt die Absteueröffnung
20 frei. Damit wird die Blockierung des Steuerkolbens 29c aufgehoben. Während der
Bewegung des Steuerkolbens 29c in seinen oberen Totpunkt, wird das in dem Steuerdruckraum
33c befindliche Öl über die Durchgangsbohrung 69 und den ersten Ölkanal 21c durch
die Absteueröffnung 20 abgesteuert. Gleichzeitig wird das in dem Öldruckraum 18c befindliche
Öl über den ersten Ölkanal 21c durch die Absteueröffnung 20 abgesteuert. Durch das
Absteuern des Öls aus dem Steuerdruckraum 33c bewegt sich auch der erste Kolben 12c
in seinen oberen Totpunkt. Beim Rückhub des Kipphebels wird die Absteueröffnung 20
durch den Gegenhalter 10c wieder verschlossen. Der Gegenhalter 10c drängt den ersten
Kolben 12c und den Steuerkolben 29c zurück, wobei das verdrängte Öl wie bei den vorangegangenen
Ausführungsbeispielen ablaufen kann. Das EVB-Spiel wird eingestellt.
[0055] Im normal befeuerten Motorbetrieb befindet sich der Steuerkolben 29c in seinem oberen
Totpunkt und verschließt den vierten Ölkanal 59c. Der Ventilspielausgleich des Auslassventils
3 kann in der bereits beschriebenen Weise erfolgen. Hinsichtlich der weiteren Funktionsweise
der Ventil-Zusatzsteuereinheit (= zweite Kolben-Zylinder-Einheit 22c) und des in Fig.
4 nicht dargestellten Ventilspielausgleichsmechanismus (= vierte Kolben-Zylinder-Einheit)
wird auf die vorangegangenen Ausführungsbeispiele verwiesen.
[0056] Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 5 ein fünftes Ausführungsbeispiel der
Erfindung beschrieben. Konstruktiv identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen
wie bei den vorangegangenen Ausführungsbeispielen, auf deren Beschreibung hiermit
verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile
erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten d. Ein Unterschied gegenüber
dem ersten Ausführungsbeispiel ist, dass die dritte Kolben-Zylinder-Einheit 35d nicht
zwischen den Auslassventilen 3, 4 angeordnet ist, sondern an einer dem Auslassventil
4 abgewandten Seite des Auslassventils 3 im Bereich seitlich neben der ersten Kolben-Zylinder-Einheit
11. Die dritte Kolben-Zylinder-Einheit 35d ist somit aus dem bei Betätigung der Auslassventile
3, 4 durch Biegemomente belasteten Bereich nach außen verlegt. Der dritte Kolben 36d
ist zylinderförmig ausgebildet und liegt in seinem oberen Totpunkt gegen eine hohlzylinderförmige
Anschlagbuchse 73 an, die in die dritte Zylinderbohrung 37d eingesetzt ist. Der dritte
Ölkanal 51d verbindet die erste Kolben-Zylinder-Einheit 11 mit der dritten Kolben-Zylinder-Einheit
35d. Hierzu verläuft der dritte Ölkanal 51d ausgehend von dem ersten Ölkanal 21 d
unterhalb des Öldruckraums 18 zu der dritten Kolben-Zylinder-Einheit 35d und mündet
dort im Bereich nahe der Anschlagbuchse 73 in die dritte Zylinderbohrung 37d. In diesem
Bereich weist die dritte Kolben-Zylinder-Einheit 35d eine Umfangsnut 74 auf, die den
dritten Ölkanal 51d mit dem hinteren Ölaufnahmeraum 39d verbindet. In den ersten Ölkanal
21d ist zwischen dem dritten Ölkanal 51d und dem Steuerdruckraum 33d ein Rückschlagventil
75 angeordnet, das in Richtung des Steuerdruckraums 33d sperrend wirkt. Das Rückschlagventil
75 weist einen im ersten Ölkanal 21d ausgebildeten Kegelsitz 76 mit einer darin aufnehmbaren
Kugel 77 auf. Gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel entfallen bei dem fünften Ausführungsbeispiel
- entsprechend dem dritten Ausführungsbeispiel - die Absteueröffnung 56, die Durchgangsbohrung
57 und das Rückschlagventil 60. Der vierte Ölkanal 59d verbindet den Ölaufnahmeraum
49 direkt mit dem Steuerdruckraum 33d. Im vierten Ölkanal 59d kann zusätzlich ein
Rückschlagventil 60 entsprechend den vorangegangenen Ausführungsbeispielen angeordnet
sein.
[0057] Zunächst wird der Motorbremsbetrieb erläutert. Beim Zwischenöffnen des Auslassventils
3 wird durch die Bewegung des Steuerkolbens 29d in dem Steuerdruckraum 33d ein Unterdruck
erzeugt, durch den Öl aus dem Ölaufnahmeraum 49 über den vierten Ölkanal 59d angesaugt
wird. Das Rückschlagventil 75 verhindert einen Ölfluss von dem Öldruckraum 18 zu dem
Steuerdruckraum 33d. Das aus dem Ölaufnahmeraum 49 abfließende Öl strömt über die
Ölzuführkanäle 8, 54 und das Rückschlagventil 55 nach. In der zwischengeöffneten Stellung
wird der dritte Kolben 36d über den zweiten Ölkanal 40d in seinen oberen Totpunkt
gedrückt. Der dritte Kolben 36d liegt somit gegen die Anschlagbuchse 73 an und verschließt
den dritten Ölkanal 51d und die Umfangsnut 74. Diese Betriebssituation ist in Fig.
5 gezeigt. Dadurch, dass kein Öl aus dem Steuerdruckraum 33d mehr abfließen kann,
ist das Auslassventil 3 in der zwischengeöffneten Stellung blockiert. Wenn am Ende
des dritten Taktes der Kipphebel die Ventilbrücke 5d aufgrund der Nockenwellensteuerung
wieder belastet, um das Auslassventil 3 in die während des vierten Taktes vorgesehene
vollständig geöffnete Stellung zu bringen, hebt der erste Kolben 12 von dem Gegenhalter
10 ab, wodurch die Absteueröffnung 20 freigegeben wird. Das in dem Steuerdruckraum
33d befindliche Öl kann nun über das Rückschlagventil 75, das in Richtung der Absteueröffnung
20 einen Ölfluss zulässt, durch die Absteueröffnung 20 abfließen, wodurch die Blockierung
des Steuerkolbens 29d aufgehoben wird. Der Steuerkolben 29d bewegt sich in seinen
oberen Totpunkt zurück. In dieser Stellung verschließt der Steuerkolben 29d den vierten
Ölkanal 59d. Der Steuerkolben 29d bildet somit die Verschlusseinheit 63d. Zeitgleich
bewegt sich der erste Kolben 12 in seinen oberen Totpunkt und der dritte Kolben 36d
durch die Rückstellfeder 42 in seinen unteren Totpunkt, da das im vorderen Ölaufnahmeraum
38d befindliche Öl über den zweiten Ölkanal 40d und den ersten Ölkanal 21d durch die
Absteueröffnung 20 abfließen kann.
[0058] Beim Rückhub des Kipphebels wird nach dem erneuten Kontaktschluss zwischen dem Gegenhalter
10 und dem ersten Kolben 12 die Absteueröffnung 20 verschlossen und der erste Kolben
12 in Richtung seines unteren Totpunkts zurückgedrängt, bis sich die Ventilbrücke
5d in ihrem oberen Totpunkt befindet. Das aus dem Öldruckraum 18 verdrängte Öl wird
über den dritten Ölkanal 51d, die Umfangsnut 74, den hinteren Ölaufnahmeraum 39d und
die Ölaustrittsöffnung 44 abgesteuert. Die Umfangsnut 74 vergrößert den Abflussquerschnitt
des Öls und dient zur genauen Steuerung des Ölabflusses. Da das Rückschlagventil 75
einen Ölfluss von dem Öldruckraum 18 über den zweiten Ölkanal 40d zu dem vorderen
Ölaufnahmeraum 38d verhindert, bleibt der dritte Kolben 36d in seinem unteren Totpunkt.
Am Ende des vierten Taktes liegt der Gegenhalter 10 wieder an dem ersten Kolben 12
an und der Kipphebel hat wieder den Nockengrundkreis erreicht. Das EVB-Spiel ist ausgeglichen
und ein neuer Bremszyklus kann beginnen.
[0059] Im normal befeuerten Motorbetrieb befindet sich der Steuerkolben 29d in seinem oberen
Totpunkt, so dass der Steuerkolben 29d als Verschlusseinheit 63d für den vierten Ölkanal
59d wirkt. Der aufgrund der Hubbewegung des Kipphebels in dem Ölaufnahmeraum 49 erzeugte
Öldruck kann den Steuerkolben 29d nicht aus seinem oberen Totpunkt herausbewegen und
somit den vierten Ölkanal 59d nicht öffnen. Somit weisen das Auslassventil 3 und die
Ventilbrücke 5d für den Ventilspielausgleich eine definierte Lage auf. Der Ventilspielausgleich
erfolgt in der bereits beschriebenen Weise, wobei eine Hubbewegung des vierten Kolbens
46d ausschließlich für den Ventilspielausgleich erforderlich ist. Im Vergleich zu
dem ersten Ausführungsbeispiel erfolgt die Absteuerung des Öls bei dem Ausgleich des
EVB-Spiels direkt über die dritte Kolben-Zylinder-Einheit 35d und nicht über den Ventilspielausgleichsmechanismus
(= vierte Kolben-Zylinder-Einheit 45d). Weiterhin wird die dritte Kolben-Zylinder-Einheit
35d nur durch den Überdruck in dem Steuerdruckraum 33d nach dem Zwischenöffnen des
Auslassventils 3 betätigt und ist dementsprechend unabhängig von dem Ventilspielausgleichsmechanismus
45d. Dadurch, dass die dritte Kolben-Zylinder-Einheit 35d lediglich mit der ersten
Kolben-Zylinder-Einheit 11 und der Ventil-Zusatzsteuereinheit 22d verbunden ist, kann
die dritte Kolben-Zylinder-Einheit 35d aus dem durch Biegemomente belasteten Bereich
zwischen den Auslassventilen 3 und 4 seitlich nach außen verlegt werden. Das Blockieren
des Auslassventils 3 in der zwischengeöffneten Stellung funktioniert auch bei kleinen
Sprunghüben des Auslassventils 3, wenn der Durchmesserunterschied zwischen dem ersten
Kolben 12 und dem dritten Kolben 36d groß ist, so dass beim Öffnungsvorgang des dritten
Kolbens 36d der Ölverlust über den dritten Ölkanal 51d und den zweiten Ölkanal 40d
gering ist. Die Umfangsnut 74 dient weiterhin dazu, dass bei Verschluss des dritten
Ölkanals 51d durch den dritten Kolben 36d möglichst wenig Öl austreten und verloren
gehen kann, da damit die Hubhöhe des dritten Kolbens 36d minimiert werden kann. Hinsichtlich
der weiteren Funktionsweise der Ventil-Zusatzsteuereinheit 22d und des Ventilspielausgleichsmechanismus
(= vierte Kolben-Zylinder-Einheit 45d) wird auf die vorangegangenen Ausführungsbeispiele
verwiesen.
[0060] Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 6 und Fig. 7 ein sechstes Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben. Konstruktiv identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen
wie bei den vorgegangenen Ausführungsbeispielen, auf deren Beschreibung hiermit verwiesen
wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten
dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten e. Der wesentliche Unterschied gegenüber
den vorangegangenen Ausführungsbeispielen, insbesondere dem ersten und fünften Ausführungsbeispiel,
ist, dass die erste Kolben-Zylinder-Einheit 11e mit der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit
(= Ventil-Zusatzsteuereinheit 22e) und der dritten Kolben-Zylinder-Einheit 35e integriert
ausgebildet ist. Der erste Kolben 12e ist axial beweglich in einem hohlzylinderförmigen
Zusatzteil 78 geführt, das einstückig mit der Gewindescheibe 16e ausgebildet ist.
Alternativ kann das Zusatzteil 78 auch einstückig mit einer Einpressscheibe ausgebildet
sein, die in die Ventilbrücke 5e eingepresst ist. Der erste Kolben 12e ist in dem
hohlzylinderförmigen Zusatzteil 78 geführt. Der im Querschnitt H-förmige Steuerkolben
29e umgibt das Zusatzteil 78, wobei zwischen dem Zusatzteil 78 und dem Steuerkolben
29e die Nachstellfeder 34 angeordnet ist. Das Zusatzteil 78 ist an einer der Scheibe
16e abgewandten Seite durch eine weitere eingeschraubte oder eingepresste Scheibe
79 verschlossen. In der Scheibe 79 ist ein Teil des ersten Ölkanals 21e mit dem Rückschlagventil
75e ausgebildet. Das Zusatzteil 78 weist eine Durchgangsbohrung 80 auf, die Teil des
zweiten Ölkanals 40e ist.
[0061] Die dritte Kolben-Zylinder-Einheit 35e ist in den ersten Kolben 12e integriert. Hierzu
ist in dem ersten Kolben 12e die Zylinderbohrung 37e für den dritten Kolben 36e ausgebildet.
Die Absteueröffnung 20 bildet gleichzeitig die Ölaustrittsöffnung 44e aus, wobei der
um die Ölaustrittsöffnung 44e liegende Bereich des ersten Kolbens 12e als das Anschlagelement
43e für die Rückstellfeder 42 wirkt. Darüber hinaus weist die Zylinderbohrung 37e
einen Ringanschlag 81 für den dritten Kolben 36e auf. Die Zylinderbohrung 37e ist
an einer der Absteueröffnung 20 abgewandten Seite durch eine eingeschraubte oder eingepresste
Verschlussscheibe 82 verschlossen. Ein Teil des ersten Ölkanals 2 1 e ist als Durchgangsbohrung
in dem dritten Kolben 36e ausgebildet, so dass der vordere Ölaufnahmeraum 38e mit
dem hinteren Ölaufnahmeraum 39e verbunden ist. Der zweite Ölkanal 40e ist im Bereich
der Verschlussscheibe 82 in dem ersten Kolben 12e ausgebildet und verbindet den vorderen
Ölaufnahmeraum 38e über die Durchgangsbohrung 80 mit dem Steuerdruckraum 33e. Der
dritte Ölkanal 51e ist L-förmig ausgebildet und verbindet den Öldruckraum 18e mit
dem hinteren Ölaufnahmeraum 39e, wobei der dritte Ölkanal 51e im Bereich des Ringanschlags
81 einmündet, so dass dieser durch den dritten Kolben 36e verschließbar ist, wenn
sich dieser in seinem oberen Totpunkt befindet. Gegenüberliegend zu dem dritten Ölkanal
51e ist nahe dem Ringanschlag 81 eine Absteuerbohrung 83 ausgebildet, die den hinteren
Ölaufnahmeraum 39e mit einem Ringspalt 84 verbindet, der zwischen dem Zusatzteil 78
sowie der Scheibe 16e und dem ersten Kolben 12e ausgebildet ist. Der dritte Ölkanal
51e ist zu dem Ringspalt 84 hin durch den Verschluss 52e verschlossen. Die Umfangsnut
74e ist im Bereich des Ringanschlags 81 angeordnet. Die Umfangsnut 74e erstreckt sich
lediglich entlang eines Teilumfangs des dritten Kolbens 36e und ist somit beidseitig
des dritten Ölkanals 51 e und der Absteuerbohrung 83 unterbrochen, so dass der dritte
Ölkanal 51e und die Absteuerbohrung 83 über die Umfangsnut 74e nicht miteinander verbunden
sind, wenn sich der dritte Kolben 36e in seinem oberen Totpunkt befindet. Fig. 7 zeigt
einen Teilquerschnitt durch den ersten Kolben 12e auf Höhe des Ringanschlags 81. Wie
aus Fig. 7 ersichtlich ist, ist die Umfangsnut 74e in Form von zwei Halbmonden ausgebildet,
wobei jeweils einer mit dem dritten Ölkanal 51e und mit der Absteuerbohrung 83 in
Verbindung ist. In seinem oberen Totpunkt verhindert der dritte Kolben 36e einen Ölfluss
von dem dritten Ölkanal 51e zu der Absteuerbohrung 83. Die Umfangsnut 74e dient entsprechend
dem fünften Ausführungsbeispiel zur Vergrößerung des Ablaufquerschnitts des Öls und
zur genauen Steuerung des Ölabflusses. Die Absteuerbohrung 83 ist verschließbar, wenn
sich der dritte Kolben 36e in seinem oberen Totpunkt befindet. In dem vierten Ölkanal
59e ist entsprechend den vorangegangenen Ausführungsbeispielen das Rückschlagventil
60 angeordnet. Die in Fig. 6 nicht dargestellte vierte Kolben-Zylinder-Einheit ist
beispielsweise entsprechend dem fünften Ausführungsbeispiel ausgebildet.
[0062] Zunächst wird der Motorbremsbetrieb erläutert. Beim Zwischenöffnen des Auslassventils
3 wird durch die Bewegung des Steuerkolbens 29e in dem Steuerdruckraum 33e ein Unterdruck
erzeugt, durch den Öl aus dem Ölaufnahmeraum 49 der vierten Kolben-Zylinder-Einheit
45e über den vierten Ölkanal 59e angesaugt wird. Das aus dem Ölaufnahmeraum 49 abfließende
Öl strömt über die Ölzuführkanäle 8, 54 und das Rückschlagventil 55 in bereits beschriebener
Weise nach. Das Rückschlagventil 75e verhindert einen Ölfluss von dem Öldruckraum
18e zu dem Steuerdruckraum 33e. In der zwischengeöffneten Stellung drückt der Steuerkolben
29e den dritten Kolben 36e über den zweiten Ölkanal 40e in seinen oberen Totpunkt,
so dass dieser den dritten Ölkanal 51 e und die Absteuerbohrung 83 verschließt. Diese
Betriebssituation ist in Fig. 6 gezeigt. Dadurch, dass kein Öl aus dem Steuerdruckraum
33e mehr abfließen kann, ist das Auslassventil 3 in der zwischengeöffneten Stellung
blockiert. Wenn am Ende des dritten Taktes der Kipphebel die Ventilbrücke 5e aufgrund
der Nockenwellensteuerung wieder belastet, um das Auslassventil 3 in die während des
vierten Taktes vorgesehene vollständig geöffnete Stellung zu bringen, hebt der Gegenhalter
10 von dem ersten Kolben 12e ab, wodurch die Absteueröffnung 20 freigegeben wird.
Das in dem Steuerdruckraum 33e befindliche Öl kann nun über den zweiten Ölkanal 40e
und den ersten Ölkanal 21e sowie über das Rückschlagventil 75e, den dritten Ölkanal
51e und den ersten Ölkanal 21e durch die Absteueröffnung 20 abfließen, da sich gleichzeitig
der erste Kolben 12e in seinen oberen Totpunkt und der dritte Kolben 36e aufgrund
der Rückstellfeder 42 in seinen unteren Totpunkt bewegt. Hierdurch wird die Blockierung
des Steuerkolbens 29e aufgehoben, so dass sich dieser in seinen oberen Totpunkt zurückbewegt.
In dieser Stellung wird der vierte Ölkanal 59e durch den Steuerkolben 29e verschlossen.
Der Steuerkolben 29e bildet somit die Verschlusseinheit 63e.
[0063] Beim Rückhub des Kipphebels wird nach dem erneuten Kontaktschluss zwischen dem Gegenhalter
10 und dem ersten Kolben 12e die Absteueröffnung 20 verschlossen und der erste Kolben
12e in Richtung seines unteren Totpunkts zurückgedrängt, bis sich die Ventilbrücke
5e in ihrem oberen Totpunkt befindet. Das aus dem Öldruckraum 18e verdrängte Öl wird
über den dritten Ölkanal 51e, die Absteuerbohrung 83 und den Ringspalt 84 abgesteuert.
Am Ende des vierten Taktes liegt der Gegenhalter 10 wieder an dem ersten Kolben 12e
an und der Kipphebel hat wieder den Nockengrundkreis erreicht. Das Rückschlagventil
75e verhindert dabei einen ungewollten Druckaufbau in dem Steuerdruckraum 33e und
damit eine Bewegung des dritten Kolbens 36e in seinen oberen Totpunkt, was ein Verschließen
der Absteuerbohrung 83 zur Folge hätte. Das EVB-Spiel ist ausgeglichen und ein neuer
Bremszyklus kann beginnen.
[0064] Im normal befeuerten Motorbetrieb befindet sich der Steuerkolben 29e in seinem oberen
Totpunkt, so dass der Steuerkolben 29e als Verschlusseinheit 63e für den vierten Ölkanal
59e wirkt. Der aufgrund der Hubbewegung des Kipphebels in dem Ölaufnahmeraum 49 erzeugte
Öldruck kann den Steuerkolben 29e nicht aus seinem oberen Totpunkt herausbewegen und
somit den vierten Ölkanal 59e nicht öffnen. Somit weisen das Auslassventil 3 und die
Ventilbrücke 5e für den Ventilspielausgleich eine definierte Lage auf. Der Ventilspielausgleich
erfolgt in der bereits beschriebenen Weise. Hinsichtlich der weiteren Funktionsweise
der Ventil-Zusatzsteuereinheit (= zweite Kolben-Zylinder-Einheit 22e) und des in Fig.
6 nicht dargestellten Ventilspielausgleichsmechanismus (= vierte Kolben-Zylinder-Einheit)
wird auf die vorangegangenen Ausführungsbeispiele, insbesondere das fünfte Ausführungsbeispiel,
verwiesen.
1. Brennkraftmaschine, umfassend
- mindestens ein Auslassventil (3, 4) zum Abführen von Abgas aus mindestens einem
Brennraum,
- eine Motorbremseinrichtung (2; 2a; 2b; 2c; 2d; 2e) mit einer hydraulischen Ventil-Zusatzsteuereinheit
(22; 22a; 22b; 22c; 22d; 22e),
-- die in einen das Auslassventil (3) mit einer Nockenwelle verbindenden Verbindungsmechanismus
(5, 6, 7; 5a, 6, 7; 5b, 6, 7; 5c, 6, 7; 5d, 6, 7; 5e, 6, 7) integriert ist,
-- die zur Ölspeisung an einen Ölkreis angeschlossen ist, und
-- mittels der das Auslassventil (3) bei betätigter Motorbremseinrichtung (2; 2a;
2b; 2c; 2d; 2e) in einer zwischengeöffneten Stellung haltbar ist,
gekennzeichnet durch
- einen hydraulischen Ventilspielausgleichsmechanismus (45; 45a; 45b; 45c; 45d; 45e)
für das Auslassventil (3, 4),
-- der in den Verbindungsmechanismus (5, 6, 7; 5a, 6, 7; 5b, 6, 7; 5c, 6, 7; 5d, 6,
7; 5e, 6, 7) integriert ist, und
-- der zur Ölspeisung an den Ölkreis angeschlossen ist, und
- einen Ölkanal (59; 59b; 59c; 59d; 59e),
-- der zur Ölspeisung der hydraulischen Ventil-Zusatzsteuereinheit (22; 22a; 22b;
22c; 22d; 22e) zwischen dieser und dem hydraulischen Ventilspielausgleichsmechanismus
(45; 45a; 45b; 45c; 45d; 45e) ausgebildet ist, und
-- der zum Ausgleichen eines Ventilspiels des Auslassventils (3, 4) mittels einer
Verschlusseinheit (63; 63a; 63b; 63c; 63d; 64e) verschließbar ist.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventil-Zusatzsteuereinheit (22; 22a; 22b; 22c; 22d; 22e) und der Ventilspielausgleichsmechanismus
(45; 45a; 45b; 45c; 45d; 45e) in eine Ventilbrücke (5; 5a; 5b; 5c; 5d; 5e) integriert
sind und der Ölkanal (59; 59b; 59c; 59d; 59e) in der Ventilbrücke (5; 5a; 5b; 5c;
5d; 5e) ausgebildet ist.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit (11; 11c; 11e) zum Spielausgleich
zwischen einem mit der Ventil-Zusatzsteuereinheit (22; 22a; 22b; 22c; 22d; 22e) zusammenwirkenden
Gegenhalter (10; 10c) und der Ventilbrücke (5; 5a; 5b; 5c; 5d; 5e) vorgesehen ist.
4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit (11; 11c) an den Ölkreis angeschlossen
ist und einen in die Ventilbrücke (5; 5a; 5b; 5c; 5d; 5e) integrierten Kolben (12;
12c) aufweist.
5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Ventilbrücke (5c) und einem mit der Ventil-Zusatzsteuereinheit (22c)
zusammenwirkenden Gegenhalter (10c) ein Federelement (72) angeordnet ist.
6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventil-Zusatzsteuereinheit (22; 22a; 22b; 22c; 22d; 22e) als eine zweite hydraulische
Kolben-Zylinder-Einheit mit einem Kolben (29; 29a; 29b; 29c; 29d; 29e) ausgebildet
ist, wobei der Kolben (29; 29a; 29b; 29c; 29d; 29e) ein Teil der Verschlusseinheit
(63; 63a; 63b; 63c; 63d; 63e) ist.
7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (12c; 12e) der ersten hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit (11c; 11e)
mit dem Kolben (29c; 29e) der zweiten hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit (22c;
22e) integriert ausgebildet ist.
8. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventil-Zusatzsteuereinheit (22; 22d; 22e) mittels einer dritten hydraulischen
Kolben-Zylinder-Einheit (35; 35d; 35e) an den Ventilspielausgleichsmechanismus (45;
45d; 45e) angeschlossen ist.
9. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (29a; 29b) der zweiten hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit (22a; 22b)
mindestens eine quer verlaufende Durchgangsbohrung (64) aufweist und die mindestens
eine Durchgangsbohrung (64) mit einer Umfangsnut (65) zusammenwirkt.
10. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilspielausgleichsmechanismus (45; 45a; 45b; 45c; 45d; 45e) als eine vierte
Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildet ist.
11. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Kolben-Zylinder-Einheit (35d) an einer dem Ventilspielausgleichsmechanismus
(45d) abgewandten Seite der ersten Kolben-Zylinder-Einheit (11) angeordnet ist.
12. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kolben (36e) der dritten Kolben-Zylinder-Einheit (35e) mit dem Kolben (12e) der
ersten Kolben-Zylinder-Einheit (11e) integriert ausgebildet ist.