DE69405743T2 - Auspuffbremse - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Auspuffbremse, und im besonderen eine Bremse, die allgemein als Absperrschieber bezeichnet wird.
• Bei Auspuffbremsen handelt es sich um Vorrichtungen, die das Ausströmen von Abgasen eines Motors verhindern, und wobei die Vorrichtungen in dem Auspuffkrümmer einen Gegendruck bis hin zu den Motorkolben erzeugen. Bei der Bewegung des Kolbens an dessen oberen Totpunkt wirkt der Kolben gegen diesen Druck, wobei dies einen Verzögerungseffekt auf ein Fahrzeug ausübt, das nur durch dessen Vorwärtsbewegungsenergie angetrieben wird, und wobei dadurch ein unterstützendes Bremssystem ohne Nachlassen der Wirksamkeit vorgesehen wird.
• Derartige Vorrichtungen sind allgemein bekannt und werden seit vielen Jahren verwendet. Eine große Anzahl dieser Vorrichtungen umfaßt eine nicht verstellbare Öffnung durch den Absperrschieber oder die Verschlußplatte in Übereinstimmung mit dem Kriterium der Motorhersteller, daß der Druck im Auspuffkrümmer bei einem Überdrehen des Motors einen bestimmten Druck nicht überschreitet, wobei es sich dabei in einigen Fällen um einen Wert von zehn Prozent über der Nenndrehzahl des Motors handelt. Der Hauptgrund dafür ist die Begrenzung des Auslaßventilhubs.
• Eine Auspuffbremse, die in dem Krümmersystem einen übermäßigen Druck aufbaut, bewirkt, daß sich das Auslaßventil aus dessen Sitz anhebt, wobei dieser Druck beim Eintritt in die zylinderbohrung danach schnell abfällt, oder der Druck entweicht bei einem Ventilüberstand über die Ansaugleitung in die Atmosphäre, wobei das Auslaßventil danach mit hoher Geschwindigkeit an dessen Sitz zurückkehrt. Dieses Phänomen ist als "Hammereffekt" bekannt, wobei dieser Effekt sowohl auf das Ventil als auch auf den Sitz schwere langfristige Auswirkungen hat.
• In JP-A-58 158333 wird die veränderliche Öffnungsregelung abhängig von der Motordrehzahl offenbart, wobei diese Regelung die vorher bekannten nachteiligen Auswirkungen auf das Ventil und den Sitz verbessern konnte. Die Motordrehzahl wird dabei jedoch separat elektrisch überwacht, und wobei das Signal, das die Motordrehzahl anzeigt, so verarbeitet wird, daß das Ausmaß der Öffnung eines Drehstabventils so geregelt wird, daß die Abgase entsprechend geregelt aus dem Absperrschieber ausgelassen werden.
• Neuere Innovationen, wie sie etwa in dem gleichzeitig anhängigen Europäischen Patent 0.204.310 offenbart werden, das als das verwandteste Dokument gemäß dem Stand der Technik angesehen wird, haben die Leistungsfähigkeit von Auspuffbremsen verbessert, und zwar speziell von Bremsen, die den Druck im Ansaugstutzen ohne nicht verstellbare Öffnungen regeln können, wobei bei diesen Vorrichtungen ein Druck im Ansaugstutzen zum Öffnen einer Öffnung in der Sitzfläche des Verschlußelements sowie zum Auslassen des überschüssigen Drucks durch die Öffnung in das Auspuffsystem eingesetzt wird. Dieser Druck wird von einer Verschlußplatte mit bekannter Größe gemesssen, die im Gleichgewicht zu einer entfernt angebrachten Feder mit bekannter Kraft steht, so daß der Druck im Ansaugstutzen zum Öffnen der Öffnung und die Feder zum Schließen der Öffnung eingesetzt werden.
• Ebenso wie die meisten Verzögerungs bzw. Bremsvorrichtungen wirken Auspuffbremsen auf die Antriebsachse des Fahrzeugs, und im Zuge der verbesserten Leistungsfähigkeit dieser Vorrichtungen wurden Bremsleistungen von bis zu vierhundert PS aufgezeichnet. Die Anwendung der Auspuffbremse muß mit großer Sorgfalt erfolgen, insbesondere dann, wenn das Fahrzeug leer ist oder auf nassen Straßen, wobei sich ein Gelenkfahrzeug unter derartigen Bedingungen leicht querstellen kann und dabei die Straße für den Verkehr blockiert.
• Bei allen zur Zeit im Einsatz befindlichen Auspuffbremsen mit 4 nicht verstellbarer Öffnung sowie mit Federausgleich wird die Auspuffbremse so betätigt, daß sie entweder aktiv oder passiv ist. Der Fahrer hat unter widrigen Umständen somit nur zwei Möglichkeiten. Entweder er betätigt die Auspuffbremse und riskiert dabei ein "Querstellen", oder er sieht von der Betätigung der Auspuffbremse ab.
• Es gab Versuche es einem Fahrer eines Fahrzeugs zu ermöglichen, das Ausmaß der Verzögerung durch die Auspuffbremse zu variieren. Die erfolgreichsten derartigen Versuche umfassen einen Schalter, der von dem Fahrer gesteuert wird, wobei der Schalter auf den Betrieb eines Zylindermechanismuses einwirkt, der eine teilweise Betätigung der Auspuffbremse ermöglicht. Dieses Verfahren ist jedoch unberechenbar, da der Druck im Ansaugstutzen auf die durch den Betriebszylinder erzeugte Kraft entgegenwirkt, der auf das Verschlußelement einwirkt, da es sich bei dem Druck im Ansaugstutzen um die Summe der Größe der Öffnung durch das Ventil bzw. den Schieber der Auslaßbremse und die von dem Motor erzeugte Luftmenge handelt. Daraus folgt, daß die Motordrehzahl die Stellung des Absperrventils regelt. Des weiteren ist des eine Tatsache, daß der Druck im Ansaugstutzen nicht von der zuerst ausgewählten Stellung gesenkt werden kann, sofern die Auspuffbremse nicht zuerst deaktiviert wird, so daß die Hauptfeder des Arbeitszylinders die Auspuffbremse an die offene Stellung zurückführt, sobald das Gleichgewicht des Arbeitszylinder-Verschlußelements verändert worden ist.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Auspuffbremse zu erzeugen, die eine maximale Verzögerung aufweist, wobei die Bremse ferner durch den Fahrer so geregelt werden kann, daß der Druck im Ansaugstutzen/die Verzögerung nach Bedarf erhöht oder verringert werden kann.
• Vorgesehen ist gemäß der vorliegenden Erfindung eine Auspuffbremse vom Typ eines Absperrschiebers gemäß dem gegenständlichen Anspruch 1.
• In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine verstellbare Einrichtung bzw. eine Einstelleinrichtung vorgesehen, die in der Antriebskammer eines Fahrzeugs positioniert werden kann, um die Druckhöhe des der Auspuffbremse zugeführten Fluids zu regeln. Die verstellbare Einrichtung ist zusätzlich zu dem Betriebsmechanismus des normalen Auspuffbremsenschiebers vorgesehen.
• In einem alternativen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Dichtungsgehäuse um einen an dem ersten Kolben angebrachten Zylinder. Das Dichtungsgehäuse weist darin einen zweiten Kolben auf, wobei der erste und der zweite Kolben von der gleichen Fuiddruckquelle betrieben werden. In geeigneter Weise befindet sich der zweite Kolben in einem Zylinder, der an dem ersten Kolben angebracht ist. Vorzugsweise ist der Zylinder an der Seite des ersten Kolbens angebracht, die von der Druckfluideingangsseite entfernt ist. Der erste Kolben kann eine Durchgangseinrichtung aufweisen, die es ermöglicht, daß dem zweiten Kolben Druckfluid zugeführt werden kann.
• In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der zweite Kolben an einem Ende einer Kolbenstange angebracht, wobei das entgegengesetzte Ende der Kolbenstange mit einer Schieberplatte verbunden ist, um die Auspuff- bzw. Auslaßöffnung durch den Absperrschieber der Auspuffbremse zu regeln. In geeigneter Weise kann das Dichtungsgehäuse an die hohle Kolbenstange anstossen, anstatt dauerhaft an dieser angebracht zu sein.
• Die Kolbenstange ist relativ zu dem Ventilkörper beweglich und erstreckt sich durch eine hohle Stößelstange, die an dem Ventilkörper angebracht ist, wobei die Stange an dem entgegengesetzten Ende unbefestigt ist. In geeigneter Weise weist das freie Ende der hohlen Stößelstange im offenen Zustand der Auspuffbremse einen Abstand von 6 mm zu dem Dichtungsgehäuse auf, um die Hauptfeder dabei zu unterstützen, den Schieber bei Motoren mit hohem Druck im Ansaugstutzen zurückzuziehen, wobei das Ende aber auch direkt an dem Dichtungsgehäuse angebracht werden kann.
• In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die Abgasauslaßöffnung durch die Zufuhr des Arbeitsluftdrucks zu dem ersten Kolben geregelt, sowie durch die Erhöhung des Arbeitsluftdrucks an den zweiten Kolben nachdem der normale auf den Hauptkolben wirkende Arbeitsluftdruck den Absperrschieber an die geschlossene Stellung bewegt hat.
• In geeigneter Weise liegt die einstellbare Druckhöhe oberhalb des normalerweise zum Absperren des Auspuffbremsenventils erforderlichen Wert. Vorzugsweise erfolgt die Druckveränderung in Schritten von 103,42 kPa (15 Pfund pro Quadratinch), wobei die Druckhöhe bis zu dem maximalen Druck angepaßt werden kann, der in den Luftbehältern der Fahrzeuge gespeichert ist.
• Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
• Es zeigen:
• Figur 1 eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Auspuffbremse im teilweisen Querschnitt;
• Figur 2 eine auseinandergezogene Ansicht des voreingestellten Ventilkörpers, der Endplatte und des inneren Arbeitskolbenzusammenbaus der Auspuffbremse aus Figur 1;
• Figur 3 eine Vorderansicht einer im wesentlichen zus ammengebauten Auspuffbremse;
• Figur 4 eine Querschnittsansicht eines Ventilkörpers des bekannten Regelmechanismuses zum Öffnen und Schließen einer Öffnung durch den Ventilkörper aus den Figuren 1, 2 oder 3; und
• Figur 5 eine schematische Darstellung der Regelung, die von der Fahrerkabine eines Fahrzeugs bewirkt wird.
• Die Abbildungen aus den Figuren 1, 2 und 3 zeigen eine Auspuffbremse, die so ausgerichtet ist, daß sie in ein Ansaugstutzenleitungssystem mit rundem Querschnitt paßt.
• Die Auspuffbremse umfaßt einen hohlen Körper 10 mit entgegengesetzten Wänden 11 und 12, die dazwischen eine Ventilkammer 10a definieren, und wobei in den Wänden 11 und 12 die entsprechenden Öffnungen 13 und 14 vorgesehen sind, wobei die Öffnungen einen Auspuffkanal durch die Kammer definieren. Ein Absperrschieber 15 ist verschiebbar in dem Gehäuse angebracht, wobei der Schieber lose und verschiebbar in die Ventilkammer paßt und dicht mit einer Innenoberfläche der Wand 11 oder der Wand 12 eingreift. Der Schieber ist zwischen einer in der Abbildung aus Figur 1 dargestellten Position, an der der Schieber die Öffnungen 13 und 14 nicht bedeckt, so daß der Auslaßkanal im wesentlichen offen bleibt, und einer Position beweglich, an der der Schieber die Öffnungen 13 und 14 und somit auch den Auslaßkanal verschließt.
• Die Wände 11 und 12 können durch ihre äußeren Oberflächen mit Flanschverbindungen in dem Auspuffsystem verbunden werden, wobei diese Verbindungen zur besseren Verdeutlichung weggelassen wurden.
• Die Ventilkammer des hohlen Körpers 10 öffnet sich zu einer Endfläche 10b des Körpers, die durch eine entfernbare Schieberplatte 16 verschlossen wird, die auch einen Anschlag für die Bewegung des Absperrschiebers 15 an die offene Stellung der Auspuffbremse bildet. Eine einfachwirkende fluiddruckbetriebene Kolben- und Zylindervorrichtung, die allgemein mit der Bezugsziffer 17 bezeichnet ist, ist durch einen Flansch 17b außerhalb der Schieberplatte 16 an dem Körper 10 angebracht. Die Bolzen 18 und 19 werden in den Körper 10 geschraubt, um die Platte 16 zwischen die Vorrichtung 17 und den Körper 10 zu klemmen.
• Die Fluiddruckvorrichtung 17 umfaßt einen Dichtungsgehäusezusammenbau 20 und eine hohle, elongierte Stößelstange 21, die sich durch die Platte 16 in eine Bohrung 22 in dem Absperrschieber 15 erstreckt. Die Stößelstange 21 weist an ihrem an den Absperrschieber angrenzenden Ende einen Abschnitt 21a mit verringertem Durchmesser auf, der dazu dient, die Stange reibschlüssig in dem Absperrschieber 15 zu positionieren. Das entgegengesetzte Ende der Stößelstange 21 weist einen Abstand von zum Beispiel 6 mm zu dem Dichtungsgehäusezusammenbau 20 auf, der ein Hauptdichtungsgehäuse oder Kolben 23 aufweist, der durch die Hauptfeder 24 in Richtung des von dem Absperrschieber 15 entfernt angeordneten Endes der Kolbenzylindervorrichtung vorbelastet wird.
• Der Dichtungsgehäusezusammenbau 20 umfaßt ferner auf der Absperrschieberseite des Hauptkolbens 23 eine zylindrische Kammer 25, die verschiebbar an einem Antriebskolben 26 angeordnet ist. Der Kolben 26 ist an einem elongierten Schaftstab 27 angebracht, der sich durch die hohle Kolbenstößelstange 21 erstreckt. Der Schaftstab 27 ist über einen Kreuzzapfen 28 mit dem Absperrschieber 15 gekoppelt und stößt an die Druckplatte 29 an, um das Auslassen der Abgase durch den Absperrschieber 15 zu regeln, wie dies nachstehend im Text beschrieben wird.
• Der Kolbenzusammenbau 20 weist in der vom Kolben 23 entfernten Seite eine Öffnung auf, durch die sich der Schaftstab 27 aus wärmebeständigem Material erstreckt. Ein Dichtungsgehäuse 30 befindet sich auf dem Zusammenbau 20 über der Schaftstaböffnung, um den Zusammenbau 20 gegen das Austreten von Druckfluid aus dem Zusammenbau abzudichten. Ferner sind Dichtungen 30a vorgesehen, die dazu dienen, die Abdichtung mit der Stößelstange 21 aufrecht zu erhalten. In der Abbildung aus Figur 1 ist die Unterseite des Dichtungsgehäuses 30 im offenen Zustand des Auslaßventils 6 mm von dem Ende der hohlen Stange 21 beabstandet. Wenn dieser Abstand nicht erforderlich ist, kann er durch Vergrößerung der Länge der Stößelstange 21 um 6 mm geschlossen werden.
• Der Kolben 23 greift abdichtend mit den Innenoberflächen der Fluiddruckvorrichtung 17 ein, und der Kolben 26 greift abdichtend mit der inneren zylindrischen Oberfläche des Dichtungsgehäuses 25 ein, und zwar durch herkömmliche Dichtungsringe zwischen jedem Kolben und der entsprechenden zylindrischen Oberfläche. Eine Öffnung 17a erstreckt sich durch das Ende der Vorrichtung 17, das von dem Absperrschieber entfernt ist, um Fluid unter Druck in die Vorrichtung einzuführen, um den Kolben 23 zu bewegen. Dieser Kolben weist wiederum einen Durchgang 23a auf, der es ermöglicht, daß Fluid durch den Durchgang auf den Kolben 26 wirkt, um den Kolben so zu bewegen, wie dies später im Text beschrieben wird. Gemäß der Darstellung aus Figur 2 weist der Dichtungsgehäusezusammenbau eine gummierte oder synthetische Dichtung 23b auf, die dazu dient, den Kolben 23 an der inneren zylindrischen Oberfläche der Kolbenzylindervorrichtung 17 abzudichten.
• Ferner ist der Ventilkörper 10 durch Bolzen 18, 19 mit der Kolbenzylindervorrichtung 17 verbunden, wobei dazwischen eine Dichtung 11, eine Schieberplatte 11a und eine Endplatte 16 vorgesehen sind. Zwischen der Dichtung und der Schieberplatte oder zwischen der Schieberplatte und der Endplatte befinden sich Dichtungsringe 11b, im speziellen rote Dichtungsringe. Zwischen diesen letzten beiden Teilen befinden sich nur zwei Dichtungsringe, und diese Dichtungsringe sind durch eine Feder 24a getrennt, die eine Vibration der Dichtungsringe verhindert, und die dafür sorgt, daß Druck auf die Dichtungsringe ausgeübt wird, um die Ringe gegen die Stange 21 zu drücken, um die Ringe von Kohlenstoffablagerungen zu reinigen. Die verbleibenden Dichtungsringe 11b dienen in Verbindung mit einem Stahldichtungsring 11c ferner als Abstreifringe.
• Der in der Abbildung aus Figur 4 genauer dargestellte Absperrschieber 15 ist mit entgegengesetzten planaren Oberflächen 35, 36 versehen. In der Schieberoberfläche 36 ist eine Vertiefung 37 vorgesehen, die sich in den Körper des Absperrschiebers 15 erstreckt, wobei ein verhältnismäßig dünner Wandabschnitt 38 verbleibt, der die Vertiefung 37 von der entgegengesetzten Seite 35 des Absperrschiebers trennt. In der entgegengesetzen Schieberoberfläche 35 ist angrenzend an die Vertiefung 37 eine weitere Vertiefung 39 vorgesehen, und zwar getrennt durch eine gemeinsame Seitenwand 40. Eine Vertiefung steht durch eine elongierte Öffnung 41 durch die gemeinsame Vertiefungswand 40 mit der anderen Vertiefung in Verbindung.
• In der Abbildung aus Figur 4 befindet sich die Druckplatte 29 in der Vertiefung 39 und kann mit der Wand 40 eingreifen, um die Öffnung 41 dadurch vollständig zu verschließen. Die Platte 29 ist an dem Absperrschieberende des Schaftstabs 27 angebracht, so daß sie in der Vertiefung 39 verschiebbar ist, um ein Öffnen und Schließen der Öffnung 41 zu ermöglichen. Die Platte 29 ist lose mit dem Schaftstab 21 verbunden, so daß sie sowohl in axiale als auch in transversale Richtungen im Verhältnis zu der Längsachse der Kolbenstange beweglich ist, um eine ungehinderte Bewegung der Platte 29 relativ zu dem Schaftstab unter den Bedingungen einer hohen Temperatur und eines Kohlenstoffüberzugs zu gewährleisten. Im besonderen weist das Ende des Schaftstabs 27, an dem der Schieber 15 angebracht ist, ein Endstück 43 mit verringertem Durchmesser auf, das sich durch eine entsprechende Öffnung in der Platte 29 und eine Abgasauslaßöffnung 41 erstreckt. Gemäß der Darstellung aus Figur 4 stößt die Plate 29 an eine Schulter 44, die durch einen Durchmesserunterschied zwischen dem Endstück 43 und dem Rest der Kolbenstange definiert ist. Der Schaft 44 dient dazu, die Platte 29 als Reaktion auf die Bewegung des Schaftstabs 27 in der Abbildung aus Figur 1 nach links in Richtung der Öffnung 41 zu drücken.
• Die Position der Platte 29 relativ zu der Öffnung 41 ist von der Rückholfeder 24 und dem Kolben 26 des Zusammenbaus 20 abhängig. Bei der Feder 24 handelt es sich um die Häuptfeder, die direkt eine Rückholbewegung des Schiebers 15 relativ zu der Auslaßöffnung 13, 14 des Körpers 10 bewirkt, wie dies in bezug auf die Auspuffbremse aus den Figuren 1 und 2 dargestellt ist. Die Feder 24 befindet sich in dem Kolbenzylinderzusammenbau und ist einer maximalen Temperatur von 107ºC ausgesetzt, die deutlich unterhalb des Temperaturpunktes der Feder liegt.
• Für die Betätigung des Absperrschieberzusammenbaus zum Absperren des Auspuffkanals der Auspuffbremse wird der Oberseite der Fluiddruckvorrichtung 17 aus Figur 1 über den Durchgang 17a Luftdruck zugeführt. Bei der Zufuhr dieses Drucks bewegt sich der Hauptkolben 23 um 6 mm, bis er mit dem freien Ende der mit dem Absperrschieber 15 verbundenen Stößelstange 21 eingreift. Im offenen Zustand des Auslaßventils gemäß der Darstellung aus Figur 1 befindet sich der Kolben 26 praktisch neben dem Kolben 23, und jede Bewegung des Kolbens 23 bewirkt einen Eingriff bzw. ein Einrücken des Kolbens 23 mit dem Kolben 26, woraufhin sich die Kolben gemeinsam bewegen, und wobei der Zusammenbau 20 danach über das Dichtungsgehäuse 30 mit der Stößelstange 21 eingreift, um dadurch den Zwischenraum von 6 mm zu schließen. Ein weiterer Druck auf den Hauptkolben 23 sorgt dafür, daß der Schieber 15 den Auspuffkanal 14 durch das Auslaßventil schließt. Die erste Bewegung des Hauptkolbens 23 sorgt auch dafür, daß sich die Kolbenstange 21 in den Abbildungen aus den Zeichnungen nach unten bewegt, wodurch die Platte 29 anfangs gegen die Wand 40 gedrückt wird und die Öffnung 41 schließt. Die Stößelstange 21 bewegt sich weiter nach unten und drückt den Schieber 15 über den Abgasdurchgang. Ein zusätzlicher auf den Kolben 23 ausgeübter Druck, der sich an der geschlossenen Stellung der Auspuffbremse aufgrund des Stopeffekts durch die Kompression der Feder 24 und den Absperrschieber an dem unteren Anschlag in dem Gehäuse nicht weiter nach vorne bewegen kann, wird auf den Kolben 26 ausgeübt, um die Öffnung 41 zu verschließen.
• An dieser geschlossenen Stellung des Auslaßventils erzeugen Abgase aus dem Auspuffkrümmer einer Brennkraftmaschine Druck auf der Ventilsitzfläche des Schiebers 15, in der die Vertiefung 37 vorgesehen ist, und bei einem entsprechenden bzw. voreingestellten Druck treten die Gase durch das Auslaßventil, wie dies durch den Pfeil 48 angezeigt wird. Die Abgase werden durch die Öffnung 41 in der Wand 40 der Platte 29 zugeführt. Wenn der Abgasdruck ausreicht, werden die Platte 29 und der Schaftstab 27 durch die Abgase in den Abbildungen aus den Zeichnungen nach oben gedrückt, so daß das Gas durch die Öffnung 41 in dem Absperrschieber 15 strömen kann.
• Wenn sich die Platte 29 zum Öffnen der Öffnung 41 nach oben bewegt, werden die Abgase durch diese Öffnung ausgelassen, wie dies durch den Pfeil 48 angezeigt wird, und zwar in die Auspuffleitung des Fahrzeugs, die mit der die Auspuffbremse verbunden ist.
• Wenn der Abgasdruck nach dem Auslaß durch die Öffnungen 41 und die Vertiefungen 37 und 39 abfällt, drückt der dem Kolben 26 zugeführte zusätzliche Luftdruck den Schaftstab 27 und somit die Platte 29 in Richtung der Wand 40, wobei die Öffnung 41 wiederum verschlossen wird, bis der Abgasdruck in dem Ansaugkrümmer des Motors ausreicht, um die Kraft des zusätzlichen Luftdrucks zu überwinden, um wie vorher die Platte 29 anzuheben und die Abgase auszulassen.
• In diesem geschlossenen Zustand der Auspuffbremse, in dem der Abgasdurchsatz hoch ist, werden die Abgase der Ventilsitzfläche des Schiebers 15 im wesentlichen stetig zugeführt, und wobei sie durch die Öffnung 41 strömen und auf die Platte 29 einwirken. Eine Ausgleichsposition ist dann erreicht, wenn zwischen dem Abgasdruck und dem über die von der Öffnung 41 beabstandete Platte 29 auf den Kolben 26 ausgeübten Druck ein Gleichgewicht besteht. Wenn der verhältnismäßig gleichmäßige Druck aufrechterhalten wird, kann sich dieser Abstand abhängig von der Motordrehzahl geringfügig verändern.
• Hiermit wird somit deutlich, daß der Druck im Ansaugkrümmer von dem zusätzlichen Wasserdruck/Luftdruck auf den Kolben 26 abhängig ist, der sich vorzugsweise an dem von dem Schieber 15 entfernten Ende der Kolbenstange 21 in der Vorrichtung 20 befindet und Temperaturen ausgesetzt ist, die deutlich niedriger sind als die Temperaturpunkte der Feder 24, auch wenn der Schieber 15 dessen höchsten Betriebstemperaturen ausgesetzt ist.
• Wie dies bereits vorstehend im Text beschrieben worden ist, wird durch die Öffnung 17a Druckluft in den Zusammenbau 17 eingeführt, wenn der Kolben 23 bewegt werden soll. Ein Teil dieser Luft tritt durch die Öffnung 23a in den Kolben 23 in einen Zwischenraum zwischen dem Kolben 23 und 26. Durch die Wirkung des Drucks auf den Kolben 26 wird der Schaftstab 27 in der Abbildung aus Figur 1 so gedrückt, daß die Platte 29 in Richtung der Wand 40 des Absperrschiebers 15 bewegt wird, wodurch der Strom der Abgase aus dem Ansaugkrümmer des Motors begrenzt wird, an dem die Auspuffbremse angebracht ist. Da die Querschnittsfläche des Kolbens 26 deutlich kleiner ist als die Querschnittsfläche des Kolbens 23, ist der Kolben 26 besser für die Bewegung des Schaftstabs 27 verfügbar, wenn ein Luftdruck mit verhältnismäßig geringem Druckunterschied dem Zusammenbau 17 zugeführt wird.
• Durch Auswahl verschiedener Druckwerte kann die Position des Kolbens 26 in dem Zylinder 25 entsprechend angepaßt werden, und somit kann die relative Position zwischen der Platte 29 und der Öffnung 41 ebenso geregelt werden.
• Die Abbildung aus Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung des an einem Fahrzeug eingesetzten Auspuffbremsensystems, wobei ein Druckluftbehälter 50 für ein Fahrzeug, der normalerweise einen Druck von 120 Pfund pro Quadratinch (827,28 kPa) aufweist, dem Kolben 23 einer Auspuffbremse 51 Druckluft zuführt.
• Der Luftbehälter ist mit einem Regler 52 verbunden, um die Strömung der Druckluft zu der Auspuffbremse zur Einstellung des Kolbens 26 und folglich der Platte 29 zu regeln. Der Regler selbst kann dabei über einen Schalter 53 gesteuert werden, der sich im Fahrerinnenraum eines Fahrzeugs befindet und durch den Block 54 aus Figur 5 dargestellt ist. Der Mechanismus 55 stellt den normalen Betriebsmechanismus zum Betrieb der Auspuffbremse auf normale Weise dar. Im Betrieb legt der Schalter 53 den Betriebszustand der Auspuffbremse fest, das heißt Ein, Aus oder einen teilweisen Einsatz der Bremse, wobei diese Regelung abhängig von den Straßenzuständen durchgeführt wird.
• Die meisten Druckwerte im Ansaugstutzen befinden sich im Bereich von 60 bis 65 psi (413,64 bis 448,11 kPa). Diese Werte stellen den allgemeinen Bereich der maximalen Druckwerte des Ansaugstutzens dar, bevor es in einem Motor mit einer Bewertung von etwa 500 PS zu einem Schaden kommt. Bei einer Reduzierung des maximalen Drucks im Ansaugstutzen auf etwa 40 Pfund pro Quadratinch (275,76 kPa) würde der Motor mit 200 PS bewertet werden.
• Der allgemeine Bereich der Betriebsdruckwerte im Ansaugstutzen, der in einem Motor auftritt, liegt normalerweise zwischen 25 und 65 Pfund pro Quadratinch (172,35 bis 448,11 kPa). Hiermit wird festgestellt, daß es bei einem Druck im Ansaugstutzen von 60 Pfund pro Quadratinch (413,64 kPa) erforderlich wäre, den Kolben 23, 26 einen Luftdruck von 85 Pfund pro Quadratinch (585,99 kPa) zuzuführen, wobei die Platte 29 dabei durch den Absperrschi-eber-15 die Öffnung 41 verschließen würde.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Auspuffbremse hingegen so konstruiert, daß die Bremse so eingestellt wird, daß sie durch den Fahrer des Fahrzeugs in dem Fahrzeuginnenraum gemäß den gegebenen Zuständen auf den Straßen betätigt wird, auf denen das Fahrzeugs zu einem betreffenden Zeitpunkt fährt. Wenn die Straßenverhältnisse folglich besonders trocken und verhältnismäßig sicher sind und der maximale Auspuffbremsendruck ausgeübt werden kann, so kann dieser Zustand ausgewählt werden. Dieser maximale Druck betrifft den vom Hersteller des Motors festgelegten maximalen Druck im Ansaugstutzen, wobei dieser Druck in diesem Beispiel 65 Pfund pro Quadratinch beträgt. In einer sehr extremen Notfallsituation kann die Auspuffbremse mit dem maximalen Luftdruck betätigt werden, der in dem Luftbehälter gespeichert ist, da die Auspuffbremsenregelung eine Notfallstellung aufweist, die der Fahrer etwa duch Zerbrechen eines Sprengstifts auswählen kann.
• Wenn die Straßenverhältnisse besonders rutschig sind und es möglich ist, daß sich das Fahrzeug querstellen kann, kann der Fahrer des Fahrzeugs die Auspuffbremse so einstellen, daß sie nicht voll eingesetzt wird, so daß die Bremse bei derartigen Bedingungen nur teilweise betätigt wird, wodurch ein Schutz vor einem möglichen Querstellen des Fahrzeugs gegeben ist.
• Die Verschlußplatte bzw. die Absperrplatte der Auspuffbremse beginnt mit der Erzeugung von Druckzuständen in dem Ansaugstutzen, wenn die Platte mehr als halb geschlossen ist, und es sind weniger als 40 Pfund pro Quadratinch (275,76 kPa) bei dem Arbeitszylinder erforderlich, um die Auspuffbremse bei einem Druck im Ansaugstutzen von 65 Pfund pro Quadratinch (448, 11 kPa) (dem Mittelwert des zulässigen Maximums) vollständig zu schließen. Um die Bremse an der geschlossenen Stellung zu halten ist ein Druck von weniger als 20 Pfund pro Quadratinch (137,88 kPa) erforderlich, so daß ein sehr umfassender Verzögerungsbereich verfügbar ist. Der wesentliche Vorteil dieser Art der Regelung des Drucks im Ansaugstutzen ist es, daß ein Motor mit einem maximal zulässigen Druck im Ansaugstutzen von 65 Pfund pro Quadratinch (448,11 kPa) bei überdrehenden Drehzahlen einen Wert von 100 Pfund pro Quadratinch (689,4 kPa) erreichen kann, wobei der Druck im Ansaugstutzen von 65 Pfund pro Quadratinch (448, 11 kPa) bei einem Arbeitszylinderdruck von 80 Pfund pro Quadratinch (551,52 kPa) erzeugt wird. Somit kann der Fahrer in einer Notfallsituation, d.h. das Fahrzeug überdreht, die normale maximale Ventileinstellung überziehen, um dadurch den Arbeitszylinderdruck zu erhöhen und einen höheren Druckwert von 100 Pfund pro Quadratinch (689,4 kPa) zu erzielen.
• Es wird angenommen, daß vier auswählbare Positionen der Platte 29 vorgesehen sind, wenn sich der Schieber 15 an der geschlossenen Stellung der Auspuffbremse befindet. Die Positionen bzw. Stellungen lauten wie folgt: (a) die Platte 29 befindet sich an der ganz geöffneten Stellung; (b) die Platte 29 befindet sich an der ganz geschlossenen Stellung, die den Durchgang 41 abdichtet; und es existieren zwei Zwischenpositionen, die verschiedene Betätigungsgrade der Auspuffbremse vorsehen.
• Der vorstehend beschriebene Betrieb des Kolbens 26 wird nur dann realisiert, wenn der Kolben 23 so betätigt worden ist, daß er den Absperrschieber 15 über die Ventilöffnung 14 bewegt, um das Ventil zu schließen. Zwischen den vorauswählbaren - Einstellungen der Auspuffbremsen-Entlüftungsplatte 29 werden geringfügige zusätzliche Druckwerte verwendet, wie zum Beispiel Schritte von 15 Pfund pro Quadratinch (103,42 kPa).
• Wenn dies erforderlich ist, können auch nur drei Stellungen vorgesehen werden, die während der Fahrt des Fahrzeugs von dem Fahrerinnenraum aus ausgewählt werden können, wobei es sich dabei um die obengenannten Stellungen (a) und (b) sowie um eine Zwischenposition handelt. Falls dies erforderlich ist, können auch mehr als vier Stellungen ausgewählt werden.
• In geeigneter Weise ist der Auspuffbremsenzusammenbau gemäß der Darstellung aus Figur 2 mit Abstreifringen oder Dichtungsringen versehen, die dazu dienen, die Stößelstange 21 zum Lösen von Kohlenstoffablagerungen kontinuierlich zu säubern. Die Dichtungsringe sind entsprechend zwischen einer Dichtung 50, einer Schieberplatte 51 und der Endplatte 16 des Auspuffbremsenzusammenbaus angeordnet. Die beiden Dichtungsringe zwischen der Schieberplatte und der Endplatte 16 sind durch eine Feder getrennt, die eine Vibration der Dichtungsringe verhindert und auch zwischen den Dichtungsringen einen Druck vorsieht, der ein wirksames Abstreifen der Stößelstange 21 gewährleistet.
• Gemäß der Beschreibung besteht die Stange 21 aus einem hitzebeständigen Material, wobei auch beide Stangen 21 und 27 aus einem hitzebeständigen Material bestehen können, wie zum Beispiel aus rostfreiem Stahl oder aus einer Kohlenstoff-Faser.
• Der Kolben-Zylinder-Zusammenbau 17 ist ferner mit einer Belüftungsöffnung 56 versehen, die das Ausströmen von Luft ermöglicht, die in dem Zylinder zwischen dem Kolben 23 und der Endplatte 16 eingeschlossen ist.
• Der Durchgang 17a und 23a verläuft zwar zentral durch die Zylindervorrichtung 17 und den Kolben, doch kann der Durchgang auch versetzt werden, wobei eine Kupplung gemäß der Darstellung aus Figur 3 mit dem Zylinder 17 verbunden werden kann. Andere Formen der Kolben können ebenfalls eingesetzt werden.
• In bezug auf Figur 5 ist zwar ein Verfahren zur Regelung des Luftdrucks an die Auspuffbremse beschrieben worden, jedoch können auch andere Verfahren eingesetzt werden, wie zum Beispiel die direkte Anwendung des Luftbehälters an dem Regelventil in dem Fahrzeuginnenraum.
• In dem hierin beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das zweite Dichtungsgehäuse an dem Schaftstab angebracht, wobei diese Elemente auch nur aneinander anstossen können. Ein etwaiger Zwischenraum zwischen dem Dichtungsgehäuse und dem Schaftstab bleibt während dem Betrieb der Auspuffbremse ohne Folgen.

Claims (14)

1. Auspuffbremse vom Typ eines Absperrschiebers (15), mit einer Kolbenzylindervorrichtung (17) zum Betrieb des Absperrschiebers (15), um die Auspuffbremse als Reaktion auf den von einer Druckquelle zugeführten Flüssigkeitsdruck zu schließen, wobei eine Öffnung (54) duch dem Absperrschieber vorgesehen ist, wobei die Öffnung zur Druckbegrenzung des Drucks im Ansaugstutzen dient, und mit einer in der Kolbenzylindervorrichtung (17) angeordneten Regelungseinrichtung (23, 21, 29), die dazu dient, die Abgase zu regeln, die im Einsatz durch die Öffnung (54) in dem Absperrschieber fließen, wobei ein erster Kolben (23) wenigstens einen Teil der Regelungseinrichtung bildet, die dicht in dem Kolbenzylinder (17) der Auspuffbremse angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kolben (23) ein daran angebrachtes Dichtungsgehäuse (25) aufweist, und mit einem zweiten Kolben (26), der in dem Dichtungsgehäuse durch die gleiche Druckquelle betrieben werden kann, die zur Regelung des ersten Kolbens eingesetzt wird, um den Ausstoß der Abgase zu regeln, und zwar zusätzlich zu den durch die Regelungseinrichtung verfügbaren Regelungen.

2. Auspuffbremse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine verstellbare Einrichtung (53), die in der Antriebskammer eines Fahrzeugs positioniert werden kann, um die Druckhöhe der der Auspuffbremse zugeführten Flüssigkeit zu regeln.

3. Auspuffbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbare Einrichtung (53) zusätzlich zu dem Mechanismus zum Betrieb eines Auspuffbremsenschiebers vorgesehen ist.

4. Auspuffbremse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Dichtungsgehäuse (25) zylindrisch und an dem genannten ersten Kolben (23) angebracht ist.

5. Auspuffbremse nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Kolbenstange (27), die an einer Seite des genannten zweiten Kolbens (26) angebracht ist, und zwar entfernt von dem Druckflüssigkeitseingang von der Druckquelle in den Kolben.

6. Auspuffbremse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kolben (26) dauerhaft an der Kolbenstange (27) angebracht ist.

7. Auspuffbremse nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kolben (23) darin eine Durchgangseinrichtung (23a) aufweist, die es ermöglicht, daß dem zweiten Kolben (26) Druckflüssigkeit zugeführt werden kann.

8. Auspuffbremse nach Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kolben (26) an einem Ende der Kolbenstange (27) angebracht ist, wobei das entgegengesetzte Ende der Kolbenstange mit einer Schieberplatte (29) der Auspuffbremse verbunden ist, um den Ausstoß bzw. die Entleerung in der Öffnung (54) durch den Absperrschieber (15) der Auspuffbremse zu regeln.

9. Auspuffbremse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsgehäuse (25) an einer hohlen Stößelstange (21) anstossen kann.

10. Auspuffbremse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende der genannten hohlen Stößelstange (21) im offenen Zustand der Auspuffbremse einen Abstand zu dem Dichtungsgehäuse aufweist, um die Hauptfeder (24) dabei zu unterstützen, den Absperrschieber (15) bei Motoren mit hohem Ansaugdruck zurückzuziehen.

11. Auspuffbremse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem freien Ende der hohlen Stößelstange und dem Dichtungsgehäuse im offenen Zustand des Absperrschiebers 6 mm beträgt.

12. Auspuffbremse nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Druckeinrichtung (17a), die dazu dient, dem ersten Kolben (23) einen Arbeitsluftdruck zuzuführen, um die Abgas-Ausstoßöffnung (54) zu regeln, und wobei dem zweiten Kolben (26) ein erhöhter Arbeitsluftdruck zugeführt wird, sobald der auf den ersten Kolben (23, 23b) wirkende Arbeitsluftdruck den Absperrschieber (15) an die geschlossene Stellung bewegt hat.

13. Auspuffbremse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das verstellbare Druckniveau derart vorgesehen ist, daß es - sich oberhalb des Druckes befindet, der normalerweise -erforderlich ist, um den Auslaßschieber zu schließen und den Schließungsgrad der Öffnung (54) in dem Absperrschieber (15) zu regeln.

14. Auspuffbremse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in Schritten von 103,42 kPa (15 Pfund pro Quadratinch) und bis auf einen maximalen Luftdruck veränderlich ist, der von dem Luftdruckbehälter des Fahrzeugs gespeichert wird.