DE4414400A1 - Motorbremse für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine - Google Patents
Motorbremse für eine mehrzylindrige BrennkraftmaschineInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Motorbremse, die für eine mehr
zylindrige Brennkraftmaschine vorgesehen ist, bei der außerhalb
des Ausschubtaktes, insbesondere am Ende des Verdichtungstaktes
eines Arbeitskolbens durch Druckbeaufschlagung von Hydraulikkol
ben ein Dekompressionsventil aufsteuerbar ist und die die Merk
male aus dem Oberbegriff des Anspruches 1 aufweist.
Eine solche Motorbremse ist aus der DE 41 38 447 A1 bekannt. Die
dort als Druckmittelquelle benutzte Radialkolbenpumpe besitzt
einen von der Brennkraftmaschine antreibbaren Rotor, in dem meh
rere Radialkolben angeordnet und radial geführt sind. Jeder Ra
dialkolben stützt sich radial außen an einem gehäusefesten Hube
lement mit einer Hubkurve ab, von der ihm eine hin und her ge
hende Hubbewegung aufgeprägt wird, wenn sich der Rotor dreht. In
dem Gehäuse der bekannten Pumpe für eine Motorbremse ist in Form
einer einzigen Verteilerscheibe eine Verteilereinrichtung unter
gebracht, die verdrehsicher mit dem Rotor verbunden ist. Zur
Druckbeaufschlagung und Druckentlastung der Hydraulikkolben der
Dekompressionsventile besitzt die Pumpe Steuerausgänge, die der
Verteilerscheibe axial gegenüberliegen und über diese abwech
selnd mit einem Hochdruckbereich und mit einem Niederdruckbe
reich der Pumpe verbunden werden, wenn sich der Rotor dreht. Zu
der bekannten Motorbremse gehört auch ein Ventil, über das der
Hochdruckbereich dann, wenn nicht gebremst wird, direkt mit dem
Niederdruckbereich der Pumpe verbunden werden kann, so daß sich
kein Hochdruck aufbaut. Die Pumpe wird dann von der Brennkraft
maschine lediglich mitgeschleppt, wobei jedoch die Schlepplei
stung wegen der außen abgestützten Radialkolben und wegen der
Größe und dem Gewicht des Rotors über das gewünschte Maß hinaus
geht. Zudem ist der Rotor recht kompliziert aufgebaut und
dementsprechend teuer in seiner Herstellung.
Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, die Radialkolben
pumpe einer Motorbremse mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 so weiterzuentwickeln, daß sie außerhalb des
Bremsbetriebs nur eine geringe Schleppleistung abverlangt und
daß ihre Herstellung auf kostengünstigere Weise möglich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für eine Motorbremse, die die
Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufweist, dadurch
gelöst, daß diese Motorbremse zusätzlich mit den Merkmalen aus
dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 ausgestattet ist. Bei
einer solchen Motorbremse sind also die Radialkolben der Pumpe
innen abgestützt, so daß wegen des kleinen Hebelarms auch bei
einer bloßen Gleitbewegung zwischen dem Hubelement und den Radi
alkolben das von der Reibkraft erzeugte Widerstandsmoment und
damit die notwendige Schleppleistung nur gering sind. Der Rotor
reduziert sich auf die Antriebswelle und dem von dieser bewegten
Exzenter und ist deshalb sehr einfach herzustellen. Das Druck
mittel ist weder im Niederdruck noch im Hochdruck in den Rotor
oder aus dem Rotor zu überführen. Das Pumpengehäuse besitzt ein
erstes Gehäuseteil mit dem mindestens einen Radialkolben und
einen Raum für den Exzenter und ein zweites Gehäuseteil mit den
Steuerausgängen. Die umgekehrte Abstützung der Radialkolben und
die damit verbundene Möglichkeit, den Rotor zu vereinfachen und
die Schleppleistung zu verringern, gelingt dadurch, daß die Ver
teilereinrichtung nun zwei abgedichtete axial gegeneinander ver
schiebbare Verteilerscheiben besitzt. Eine erste dieser beiden
Verteilerscheiben ist an das erste Gehäuseteil andrückbar und
trennt dadurch einen ersten Druckbereich innerhalb des ersten
Gehäuseteils von einem zweiten Druckbereich zwischen den beiden
Gehäuseteilen voneinander. Die zweite Verteilerscheibe ist axial
an das zweite Gehäuseteil andrückbar und verbindet einen Steuer
ausgang in diesem zweiten Gehäuseteil jeweils nur mit einem der
beiden Druckbereiche. Dabei trennt natürlich auch sie die beiden
Druckbereiche voneinander. Eventuell sind die Verteilerscheiben
nur indirekt in dem Sinne an die Gehäuseteile andrückbar, als
sich zwischen einer Verteilerscheibe und dem jeweiligen Gehäuse
teil noch ein am Gehäuseteil gehaltenes Teil, z. B. noch eine
Scheibe oder ein Ring befindet, um insbesondere eine günstige
Werkstoffpaarung zu erhalten.
Vorteilhafte Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Motorbremse
kann man den Unteransprüchen entnehmen.
So ist es bei einer Radialkolbenpumpe mit innen abgestützten Ra
dialkolben besonders vorteilhaft, wenn gemäß Anspruch 3 der
Druckbereich innerhalb des ersten Gehäuseteils der Niederdruck
bereich und der Druckbereich zwischen den beiden Gehäuseteilen
der Hochdruckbereich ist. Günstig ist dies vor allem, weil die
Durchführung der Antriebswelle durch das Pumpengehäuse dann ohne
große Schwierigkeiten abzudichten ist und weil Druck- und Saug
ventil örtlich leicht den verschiedenen Druckbereichen zugeord
net werden können. Um ihre Abdichtfunktion erfüllen zu können,
werden von den Verteilerscheiben Toleranzen im axialen Abstand
der beiden Gehäuseteile voneinander und Verschleiß ausgeglichen.
Dazu sind die beiden Verteilerscheiben abgedichtet axial gegen
einander verschiebbar. Abgedichtet heißt dabei, daß der Hoch
druckbereich und der Niederdruckbereich nicht durch Spalte zwi
schen den Scheiben hindurch miteinander verbunden sind. Die
dichte Anlage an den Gehäuseteilen und die Abdichtung zwischen
den Verteilerscheiben wird gemäß Anspruch 4 zweckmäßigerweise
dadurch erhalten, daß die beiden Verteilerscheiben teleskopisch
ineinander oder in einem dritten Teil geführt sind und daß zwi
schen zwei teleskopisch ineinander geführten Teilen ein Radial
dichtring angeordnet ist.
Wenn die Motorbremse außer Betrieb ist, herrscht im Niederdruck
bereich und im Hochdruckbereich gleicher Druck und eine feste
Anlage der Verteilerscheiben am jeweiligen Gehäuseteil ist nicht
notwendig, ja sogar nachteilig, da Leistung verlorengehen und
verstärkter Verschleiß auftreten würde. Im Bremsbetrieb dagegen
sollen die Verteilerscheiben dicht an den Gehäuseteilen anlie
gen. Beides wird gemäß Anspruch 6 auf einfache Weise dadurch er
reicht, daß die Verteilerscheiben vom Hochdruck hydraulisch aus
einander gegen das erste Gehäuseteil bzw. das zweite Gehäuseteil
gedrückt werden. Im Bremsbetrieb herrscht in dem einen Druckbe
reich Hochdruck und die Verteilerscheiben werden mit großer
Kraft an die Gehäuseteile gedrückt. Im Normalbetrieb fehlt der
Hochdruck und deshalb auch die entsprechende Kraft. Damit die
Verteilerscheiben auch im Normalbetrieb eine definierte Position
am jeweiligen Gehäuseteil einnehmen und die Druckflächen, die
vom Hochdruck beaufschlagt werden sollen, schon einen kleinen
Abstand voneinander haben, um den Hochdruck wirksam werden zu
lassen, ist gemäß Anspruch 9 zwischen den beiden Verteilerschei
ben, diese axial auseinanderdrückend, wenigstens ein Federele
ment angeordnet. Vorzugsweise sind mehrere gleiche Winkelab
stände voneinander besitzende Federelemente vorhanden.
Um ein Dekompressionsventil zu öffnen, wird die entsprechende
Steuerleitung über die zweite Verteilerscheibe mit dem Hoch
druckbereich verbunden. Zum Schließen wird wieder eine Verbin
dung zum Niederdruckbereich hergestellt. Für diese Steuerung
weist die zweite Verteilerscheibe in ihrer den Steuerausgängen
zugewandten Stirnseite eine Niederdrucksteuernut, die mit dem
Niederdruckbereich verbunden ist und eine Hochdrucksteuernut
auf, die mit dem Hochdruckbereich verbunden ist. Damit die
zweite Verteilerscheibe in der Nähe der Hochdrucksteuernut nicht
vom zweiten Gehäuseteil abhebt und nicht Druckmittel direkt vom
Hochdruckbereich zum Niederdruckbereich strömen kann, ist gemäß
Anspruch 10 im Bereich axial hinter der Hochdrucksteuernut auf
der anderen Seite der zweiten Verteilerscheibe ein mit Hochdruck
beaufschlagbares Druckfeld vorhanden. Ist das Druckfeld mit
Hochdruck beaufschlagt, so hat dies auch Rückwirkungen auf die
erste Verteilerscheibe, es sei denn die Reaktionskraft wird un
ter Umgehung der ersten Verteilerscheibe auf das erste Gehäuse
teil übertragen. Im Sinne einer einfachen Konstruktion erscheint
es jedenfalls sinnvoll, die Reaktionskraft über die erste Ver
teilerscheibe auf das erste Gehäuseteil abzuleiten. Damit nun
die erste Verteilerscheibe im Bereich des Druckfeldes nicht in
erhöhtem Maße an das erste Gehäuseteil angepreßt wird, ist gemäß
Anspruch 12 die Beaufschlagung der ersten Verteilerscheibe durch
das Druckfeld auf der dem ersten Gehäuseteil zugewandten Stirn
seite dieser Verteilerscheibe kompensierbar. Dazu ist dort le
diglich eine Tasche vorzusehen, die mit dem Hochdruckbereich
verbunden ist.
Gemäß Anspruch 13 ist auf der den Steuerausgängen zugewandten
Stirnseite der zweiten Verteilerscheibe eine Ausnehmung vorhan
den, die mit dem ersten Druckbereich innerhalb des ersten Gehäu
seteils verbunden ist. Es ist denkbar, diese Verbindung über
Kanäle in der Antriebswelle herzustellen. Einfacher erscheint es
jedoch, wenn gemäß Anspruch 13 die Ausnehmung und der erste
Druckbereich über jeweils mindestens einen Durchgang in jeder
Verteilerscheibe hindurch miteinander in Verbindung stehen. Wenn
gemäß Anspruch 14 ein die beiden Verteilerscheiben auseinander
drückendes Federelement von einer Sackbohrung einer Verteiler
scheibe aufgenommen ist, so läßt man vorteilhafterweise die Ver
bindung zwischen der Ausnehmung in der zweiten Verteilerscheibe
und dem ersten Druckbereich durch diese Sackbohrung hindurchge
hen, indem man den Boden der Sackbohrung mit einer Öffnung ver
sieht. Die Sackbohrung und die Öffnung können in einem einzigen
Arbeitsschritt hergestellt werden.
Als Druckmittel für die Betätigung der Dekompressionsventile
kann man das Schmieröl der Brennkraftmaschine verwenden, das von
einer Schmierölpumpe in verschiedene Ölkreisläufe, u. a. auch zur
Pumpe der Motorbremse gefördert wird. Mit einem Druckregelventil
kann man in deren Niederdruckbereich einen niederen Druck von
z. B. 1,5 bar einstellen. An sich kann der Niederdruck-Speiseka
nal durch das erste Gehäuseteil hindurch in den sich innerhalb
dieses Gehäuseteils befindlichen Niederdruckbereich führen. Weil
das zweite Gehäuseteil wegen der an die Steuerausgänge ange
schlossenen Steuerleitungen ohnehin von außen zugänglich sein
muß und deshalb die Pumpe entsprechend an der Brennkraftmaschine
zu montieren ist, erscheint es jedoch günstiger, wenn der Nie
derdruck-Speisekanal gemäß Anspruch 15 durch das zweite Gehäuse
teil führt. Er wird so angeordnet, daß er in die mit dem ersten
Druckbereich verbundene Ausnehmung auf der den Steuerausgängen
zugewandten Stirnseite der zweiten Verteilerscheibe mündet, so
daß Druckmittel vom Speisekanal in den Niederdruckbereich inner
halb des ersten Gehäuseteils gelangen kann.
Gemäß Anspruch 16 sind die Verteilerscheiben aus einem Stahl
hergestellt und zumindest an den Oberflächenabschnitten, an
denen sie an dem Gehäuseteil anliegen, mit einer Gleitbeschich
tung versehen. Ohne eine zusätzliche Beschichtung erhält man ein
gutes Verschleißverhalten durch eine Ausbildung gemäß Anspruch
17.
Der Anspruch 20 bezieht sich darauf, daß eine Paßfeder, mit der
die Verteilereinrichtung verdrehsicher mit der Abtriebswelle
verbunden ist, zugleich auch eine Anlaufscheibe eines Exzenter
rings axial sichert.
Im Anspruch 21 ist eine vorteilhafte Gestaltung der dem zweiten
Gehäuseteil zugewandten Stirnseite der zweiten Verteilerscheibe
im Hinblick darauf angegeben, wie die Steuerausgänge auf einfa
che Weise mit dem Niederdruckbereich und dem Hochdruckbereich
verbunden werden können.
Anspruch 22 gibt eine günstige Anordnung der Verteilereinrich
tung im Pumpengehäuse an.
Gemäß Anspruch 23 ragt das erste Gehäuseteil in das topfartig
ausgebildete zweite Gehäuseteil hinein, liegt mit einem Außen
flansch auf einer im wesentlichen ringförmigen Stirnseite des
zweiten Gehäuseteils auf und ist mit einem sich innen an den Au
ßenflansch anschließenden Zentrierbund am zweiten Gehäuseteil
zentriert. Außerdem besteht axial weiter innen als der Zentrier
bund überall ein Abstand zwischen den beiden Gehäuseteilen. Da
durch ist ein großes Volumen geschaffen, in dem während des
Bremsbetriebs Hochdruck herrscht und das dazu beiträgt, größere
Druckpulsationen zu vermeiden. Der Raum zwischen den beiden Ge
häuseteilen wirkt also als Volumenresonator.
Um Druckschwankungen im Saugbereich der Radialkolbenpumpe gering
zu halten, kann man den Niederdruckbereich mit einem Pulsations
dämpfer ausstatten. Es ist günstig, diesen Niederdruckpulsati
onsdämpfer in das erste Gehäuseteil zu integrieren. Dann ist er
nahe dem Saugbereich angeordnet. Außerdem nimmt er im zweiten
Gehäuseteil, in dem sich die Steuerausgänge befinden und an das
weiterhin das Regelventil für die Regelung des Niederdrucks und
ein Druckbegrenzungsventil ein- oder angebaut sein können, kei
nen Platz in Anspruch. Schließlich ist die Entlastung der einen
Seite des Dämpfers zum Tank leicht zu bewerkstelligen.
Im Niederdruckbereich treten vor allem Druckpulsationenen auf,
die in einem Frequenzbereich von etwa 200 bis 1000 Hz liegen.
Diese Druckpulsationen sind in erster Linie auf die Chopperung
eines Druckbegrenzungsventils, mit dem der Druck im Hochdruckbe
reich eingestellt wird, und auf durch die wechselnde Verbindung
der Steuerausgänge mit Hochdruck und Niederdruck entstehende
Druckstöße zurückzuführen. Um Druckpulsationen solch hoher Fre
quenz zu dämpfen, wird ein Dämpfungskolben des Niederdruckpulsa
tionsdämpfers gegen den Niederdruck von einer Druckfeder beauf
schlagt, die sehr stark ist, die also eine große Federkonstante
hat. Sieht man nun für den Dämpfungskolben einen Anschlag vor,
an dem er bei entspannter, noch eine geringe Kraft auf ihn aus
übender starker Druckfeder anliegen soll, so kann diese Kraft
wegen der Toleranzen in der Lage des Anschlages, in der Stärke
des Dämpfungskolbens und in der Druckfeder selbst wegen der
großen Federkonstante sehr unterschiedlich sein. Unter Umständen
weicht die Kraft soweit von einem gewünschten Wert ab, daß der
Niederdruckpulsationsdämpfer seine Funktion nur noch in sehr
eingeschränkter Weise erfüllt. Gemäß Anspruch 27 wird deshalb
der Dämpfungskolben mit dem Niederdruck und entgegen der Kraft
der ersten Druckfeder von einer zweiten Druckfeder beaufschlagt,
deren Federkonstante wesentlich kleiner als die Federkonstante
der ersten Druckfeder ist. Diese zweite Druckfeder sorgt dafür,
daß der Dämpfungskolben des Niederdruckpulsationsdämpfers immer
mit einer wegen der kleinen Federkonstante der zweiten Druckfe
der nur geringen Schwankungen unterworfenen Mindestkraft an der
ersten Druckfeder anliegt. Diese Ausbildung ist auch unabhängig
von den Merkmalen aus den vorhergehenden Ansprüchen, z. B. bei
einer äußeren Abstützung der Radialkolben oder bei einer völlig
anderen Art von Verdrängerpumpe mit Vorteilen verwendbar.
Gemäß Anspruch 29 steht der Niederdruckbereich der Pumpe einer
Motorbremse mit einem Niederdruckpulsationsdämpfer in Verbin
dung, dessen Dämpfungskolben auf seiner dem Niederdruckbereich
abgewandten Rückseite zu einem Tank entlastet ist. Außerdem ist
der Niederdruckbereich über eine Spülölleitung mit einer Ablauf
drossel mit dem Tank verbunden. Über die Spülölleitung fließt
dauernd ein Ölstrom vom Niederdruckbereich zum Tank zurück. Mit
dem abfließenden Öl wird auch Wärme aus der Pumpe abgeführt.
Darüber hinaus trägt die Spülölleitung mit Ablaufdrossel auch
zum Dämpfen von Druckpulsationen bei. Um nicht zusätzliche Boh
rungen und Kanäle vorsehen zu müssen, ist nun gemäß Anspruch 29
die Ablaufdrossel unter Einbeziehung des Dämpfungskolbens des
Niederdruckpulsationsdämpfers gebildet. Vorzugsweise ist sie
eine Bohrung im Dämpfungskolben oder ein Ringspalt zwischen dem
Dämpfungskolben und einem weiteren Teil. Sie kann auch durch
eine Kerbe außen im Dämpfungskolben oder in einem Teil, in dem
der Dämpfungskolben geführt ist, gebildet sein. Auch für diese
Ausgestaltung gilt, daß sie unabhängig von der konkreten Gestal
tung der Pumpe und der Verteilereinrichtung der Motorbremse vor
teilhaft ist.
Bei einer erfindungsgemäßen Motorbremse mit einer inneren Ab
stützung der Radialkolben ist es auf einfache Weise möglich, die
Abtriebswelle von zwei gegenüberliegenden Seiten des Pumpenge
häuses aus zugänglich zu machen und, wie dies im Anspruch 32 an
gegeben ist, über die Antriebswelle ein weiteres Nebenaggregat
eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eine Kraftstoffpumpe, antrei
ben zu lassen. Dieses Nebenaggregat wird zweckmäßigerweise un
mittelbar an das Pumpengehäuse angebaut.
Von einer erfindungsgemäßen Motorbremse sind mehrere Ausfüh
rungsbeispiele, von denen zum Teil nur einzelne Bauteile oder
ein Ausschnitt gezeigt ist, in den Zeichnungen dargestellt. An
hand der Figuren dieser Zeichnungen wird die Erfindung nun näher
erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 einen Längsschnitt durch das erste Ausführungsbeispiel,
bei dem die Verteilereinrichtung zwei Verteilerscheiben
aufweist, die von einem Ring umgeben sind, in dem sie
teleskopisch geführt sind,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die den Steuerausgängen zugewandte
Stirnseite der zweiten Verteilerscheibe eines zweiten
Ausführungsbeispiels, bei dem die zwei Verteilerscheiben
direkt ineinander teleskopisch geführt sind,
Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III aus Fig. 2,
Fig. 4 eine Draufsicht auf die der zweiten Verteilerscheibe
abgewandte Stirnseite der ersten Verteilerscheibe des
zweiten Ausführungsbeispiels,
Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V aus Fig. 4,
Fig. 6 einen Teilschnitt axial durch ein drittes Ausfüh
rungsbeispiel im Bereich der Verteilerscheiben,
Fig. 7 einen Ausschnitt eines viertes Ausführungsbeispiels im
Bereich von dessen Niederdruckpulsationsdämpfers, dessen
Dämpfungskolben entgegen dem Niederdruck von einer
starken und mit dem Niederdruck von einer schwachen
Druckfeder beaufschlagt ist, und
Fig. 8 einen Ausschnitt eines fünftes Ausführungsbeispiels, bei
dem über die Antriebswelle eine an das Pumpengehäuse der
Motorbremse angebaute Kraftstoffpumpe antreibbar ist.
Die zu einer Motorbremse gehörende Radialkolbenpumpe 10 nach
Fig. 1 besitzt ein zweiteiliges Pumpengehäuse 11 mit einem ersten
Gehäuseteil 12 und einem zweiten Gehäuseteil 13. Beide Gehäuse
teile sind topfförmig mit einem Topfmantel 14 bzw. 15 und einem
Topfboden 16 bzw. 17 ausgebildet und in einander entgegengesetz
ten Positionen ineinandergesteckt. Der Topfmantel 14 des ersten
Gehäuseteils 12 ist im Querschnitt wesentlich kleiner als der
vom Topfmantel 15 des zweiten Gehäuseteils umgebene Hohlraum, so
daß das erste Gehäuseteil 12 in das zweite Gehäuseteil 13 hin
einpaßt. Der Topfboden 16 des ersten Gehäuseteils 12 setzt sich
nach außen in einem Zentrierbund 18 fort, der radial von einem
Außenflansch 19 überragt wird, mit dem das erste Gehäuseteil 12
zentriert durch den sich nach oben unmittelbar an den Außen
flansch 19 anschließenden Zentrierpunkt 18 auf dem Rand 20 des
zweiten Gehäuseteils 13 aufliegt. Oberhalb des Zentrierbundes 18
besteht zwischen dem ersten Gehäuseteil 12 und dem zweiten Ge
häuseteil 13 überall ein Abstand und es ist ein relativ großer
Zwischenraum 21 vorhanden.
Im gleichen Winkelabstand voneinander sind außen an den Topfman
tel 14 des ersten Gehäuseteils 12 mehrere Ansätze 22 angeformt,
durch die gestufte Bohrungen 23 von außen bis in den vom Topf
mantel 14 des ersten Gehäuseteils 12 umgebenen Hohlraum 24 hin
durchgehen. In jede Bohrung 23 ist ein Zylindergehäuse 25 einge
schraubt, in dessen Boden sich ein Druckventil 26 befindet und
das einen als Hohlkolben ausgebildeten Radialkolben 27 mit einem
radial innen befindlichen Boden aufnimmt, in dem ein in den
Hohlraum 24 mündender Saugkanal 28 verläuft und an dem sich ein
Saugventil 29 befindet. Eine in dem von dem Zylindergehäuse 25
und dem Radialkolben 27 umschlossenen Verdrängerraum 30 unterge
brachte Schraubendruckfeder 31 ist zwischen dem Radialkolben 27
und dem Zylindergehäuse 25 eingespannt und beaufschlagt den Ra
dialkolben 27 in eine Richtung nach radial innen.
Eine Antriebswelle 37 der Pumpe ist mit einem ersten Lagerab
schnitt 38 in einer durchgehenden Lagerbohrung des Bodens 16 des
ersten Gehäuseteils 12 und mit einem zweiten Lagerabschnitt 39
in einer Sackbohrung 36 im Boden 17 des zweiten Gehäuseteils 13
drehbar gelagert. Auf einem sich an den ersten Lagerabschnitt 38
anschließenden, über das erste Gehäuseteil 12 hinausragenden
Wellenstumpf 40 ist verdrehsicher ein Zahnrad 41 befestigt, über
das die Antriebswelle 37 von der Brennkraftmaschine eines Kraft
fahrzeugs mit der halben Drehzahl der Brennkraftmaschine ange
trieben werden kann. Im Hohlraum 24 besitzt die Antriebswelle 37
einen Exzenter 42, auf dem ein Exzenterring 43 drehbar gelagert
ist. Die Radialkolben 27 werden von den Druckfedern 31 an diesen
Exzenterring 43 angedrückt. Wenn sich die Antriebswelle 37
dreht, vollführen die Radialkolben unter dem Einfluß des Exzen
ters 42, der Druckfeder 31 und des im Verdrängerraum 30 herr
schenden Drucks eine hin- und hergehende Bewegung in radialer
Richtung.
Durch das zweite Gehäuseteil 13 führt ein Niederdruck-Speiseka
nal 44, in den von einer nicht näher dargestellten Schmieröl
pumpe eines Kraftfahrzeugs als Druckmittel Schmieröl gefördert
wird. Der Speisekanal 44 geht von einem Anschluß 45 aus und wird
größtenteils von einer Bohrung 46 gebildet, die radial zur An
triebswelle 37 im Boden 17 des zweiten Gehäuseteils 13 verläuft
und bis zu der den Lagerabschnitt 39 der Antriebswelle 37 auf
nehmenden Sackbohrung reicht. Die Bohrung 46 wird von einer Axi
albohrung 47 gequert, die einen geringen Abstand von der Sack
bohrung 36 hat und ebenso wie diese nach innen hin offen ist.
Radial weiter außen als die Axialbohrung 47 befinden sich im Bo
den 17 des zweiten Gehäuseteils 13 weitere nach innen hin offene
Axialbohrungen 48, die alle den gleichen Abstand von der Achse
der Sackbohrung 36 und damit der Antriebswelle 37 haben und den
gleichen Winkelabstand voneinander besitzen. Die Axialbohrungen
48 bilden Steuerausgänge der Pumpe 10 und sind mit Steueran
schlüssen 49 verbunden, an die zu den Betätigungselementen der
Dekompressionsventile führende Leitungen angeschlossen werden
können. In den Speisekanal 44 ist ein Druckminderventil 50 ein
gebaut, das nach seinem Ausgang, also in der Bohrung 46, einen
niederen Speisedruck von z. B. 1,5 bar aufrechterhält. Bei einen
bestimmten Wert übersteigenden Druckspitzen an seinem Ausgang
leitet das Druckminderventil über eine Bohrung 51 im Topfmantel
15 des zweiten Gehäuseteils 13 Öl in die Ölwanne der Brennkraft
maschine zurück. Die Bohrung 51 führt unter eine in eine Ringnut
auf der Außenseite des Topfmantels 15 eingelegte Dichtung 52
hindurch und gelangt an der Stirnseite 20 des Topfmantels 15
nach außen. Der Flansch 19 hat im Bereich der Bohrung 51 eine
kleine Ausnehmung, um den Ausfluß von Öl nicht zu behindern.
Um die Steuerausgänge 48 abwechselnd mit dem am Ausgang des Ven
tils 50 herrschenden Niederdruck und mit dem von der Pumpe er
zeugten Hochdruck beaufschlagen zu können, ist eine zwischen dem
Exzenter 42 und dem Lagerabschnitt 39 auf der Abtriebswelle 37
sitzende und mit Hilfe einer Paßfeder 59 verdrehsicher mit der
Abtriebswelle verbundene Verteilereinrichtung 60 vorhanden, die
eine erste Verteilerscheibe 61, eine zweite Verteilerscheibe 62
und einen die beiden Verteilerscheiben außen muffenartig umge
benden Ring 63 aufweist. Die erste Verteilerscheibe 61 befindet
sich nahe am ersten Gehäuseteil 12 und die zweite Verteiler
scheibe 62 nahe am zweiten Gehäuseteil 13. Der Ring 63 hat innen
zwei Abschnitte von unterschiedlich großen Durchmessern, zwi
schen denen sich eine der zweiten Verteilerscheibe 62 zugewandte
Stufe befindet. Der Außendurchmesser der zweiten Verteiler
scheibe 62 entspricht dem größeren Innendurchmesser des Rings
63. Zwischen der Verteilerscheibe 62 und dem Ring 63 befindet
sich eine Radialdichtung 64. Die Verteilerscheibe 61 besitzt im
Bereich des Ringabschnitts mit dem kleineren Innendurchmesser
einen diesem Innendurchmesser entsprechenden Außendurchmesser,
während sie näher am ersten Gehäuseteil und außerhalb des Rings
63 einen größeren Außendurchmesser besitzt, der jedoch noch im
mer kleiner als der Außendurchmesser der zweiten Verteiler
scheibe 62 ist. Auch zwischen der ersten Verteilerscheibe 61 und
dem Ring 63 ist eine Radialdichtung 64 angeordnet.
Der Axialbohrung 47 liegt die Verteilerscheibe 62 mit einer
Ringnut 65 gegenüber, von der an ihrem Rand mehrere durch die
Verteilerscheibe 62 axial hindurchgehende Bohrungen 66 ausgehen.
Jede Bohrung 66 ist koaxial zu einer zur Verteilerscheibe 62 hin
offenen Sackbohrung 67 in der Verteilerscheibe 61 angeordnet.
Durch den Boden jeder Sackbohrung 67 führt eine Bohrung 68 hin
durch, die in eine Ausnehmung 69 auf der der Verteilerscheibe 62
abgewandten Stirnseite der Verteilerscheibe 61 mündet. Von der
Ausnehmung 69 aus besteht über eine zentrale Öffnung in einem
den Ausgang des Hohlraums 24 verkleinernden Ring 70 eine Verbin
dung zum Hohlraum 24. Zwischen dem Ring 70 und der Innenseite
des Topfmantels 14 ist eine Radialdichtung 71 angeordnet. Somit
kann vom Ausgang des Druckminderventils 50 aus Öl über die Boh
rung 46, die Bohrung 47, die Ringnut 65, die Bohrungen 66, 67
und 68, die Ausnehmung 69 und die zentrale Öffnung im Abstütz
ring 70 in den Hohlraum 24 des ersten Gehäuseteils 12 gelangen.
Von dort saugen die Radialkolben 27 über den Saugkanal 28 und
das Saugventil 29 Öl an und drücken es über das Druckventil 26
in den Zwischenraum 21 zwischen dem ersten Gehäuseteil 12 und
dem zweiten Gehäuseteil 13. An den Zwischenraum 21 ist, wie nur
schematisch dargestellt ist, ein elektromagnetisch verstellbares
Druckbegrenzungsventil 72 angeschlossen, dessen Ausgang mit der
Bohrung 46 in Verbindung steht. Im normalen Betrieb eines Kraft
fahrzeugs ist das Druckbegrenzungsventil 72 auf einen sehr nied
rigen Druck eingestellt, so daß die Pumpe nur im Umlauf fördert
und von der Brennkraftmaschine mit geringer Leistung mitge
schleppt wird. Im Bremsbetrieb wird mit dem Druckbegrenzungsven
til 72 ein Hochdruck im Bereich von z. B. 100 bar eingestellt.
Eine kreisbogenförmige Niederdrucksteuernut 77 in der dem zwei
ten Gehäuseteil 13 zugewandten Stirnseite der zweiten Verteiler
scheibe 62 ist nach innen zur Ringnut 65 hin offen. Eine eben
falls kreisbogenförmige, sich jedoch über einen kleineren Winkel
erstreckende Hochdrucksteuernut 78 ist nach außen hin zum Zwi
schenraum 21 offen. Radial sind die Steuernuten 77 und 78 so an
geordnet, daß sie die Axialbohrungen 48 überdecken. Die Vertei
lerscheibe 62 wird mit einer Dichtfläche 79 gegen das zweite Ge
häuseteil 13 gedrückt, wodurch die Niederdrucksteuernut 77 nach
außen zum Zwischenraum 21, die Hochdrucksteuernut nach innen zur
Ringnut 65 und die beiden Steuernuten gegeneinander abgedichtet
sind. Die Verteilerscheibe 61 wird mit einer Dichtfläche 80, die
die Ausnehmung 69 zum Zwischenraum 21 hin abdichtet, gegen den
Abstützring 70 gedrückt. Die Verteilerscheibe 61 trennt also den
mit Niederdruck beaufschlagten Hohlraum 24 im ersten Gehäuseteil
12 von dem mit Hochdruck beaufschlagbaren Hohlraum 21 zwischen
den beiden Gehäuseteilen. Weil sich die Verteilerscheiben 61 und
62 unabhängig voneinander nach entgegengesetzten Richtungen be
wegen können, werden Bauteiltoleranzen und Verschleiß ausgegli
chen. Auch die Radialdichtungen 64 tragen zur Trennung der mit
unterschiedlichen Drücken beaufschlagten Bereiche bei.
Die Kraft, die die beiden Verteilerscheiben 61 und 62 in entge
gengesetzte Richtungen an die beiden Gehäuseteile 12 und 13
drückt, wird auf zweierlei Weise erzeugt. Zum einen sind in die
Sackbohrungen 67 der Verteilerscheibe 61 Druckfedern 81 einge
legt, die die beiden Verteilerscheiben auseinanderdrücken. Zum
anderen ist eine Druckfläche 82 an der ersten Verteilerscheibe
61 nicht und eine Druckfläche 83 am Ring 63 nur teilweise druck
ausgeglichen, so daß die beiden Verteilerscheiben auch von dem
im Zwischenraum 21 herrschenden Hochdruck auseinandergedrückt
werden. Die von diesem Druck erzeugte Kraft überwiegt bei weitem
die von den Federn 81 erzeugte Kraft, die lediglich die Funktion
haben, die Verteilerscheiben schon bei fehlendem Hochdruck an
die Gehäuseteile anzudrücken.
Im Bereich der Hochdrucksteuernut 78 wird die Verteilerscheibe
62 in eine Richtung vom zweiten Gehäuseteil 13 weg vom Hochdruck
beaufschlagt. Um die dadurch erzeugte, einer dichten Anlage der
Verteilerscheibe 62 am Gehäuseteil 13 entgegenwirkenden Kraft zu
kompensieren, ist im wesentlichen axial hinter der Steuernut 78
in einer Sackbohrung der ersten Verteilerscheibe 61 ein kleiner
Kompensationskolben 84 angeordnet, der auf seiner der zweiten
Verteilerscheibe 62 abgekehrten Rückseite über eine Radialboh
rung 85 in der Verteilerscheibe 61 mit Hochdruck beaufschlagbar
ist. Der Hochdruck in dem Druckfeld zwischen dem Kompensations
kolben und der ersten Verteilerscheibe 61 beaufschlagt die
zweite Verteilerscheibe 62 in Richtung auf das Gehäuseteil 13 zu
und die erste Verteilerscheibe 61 in Richtung auf den Abstütz
ring 70 zu. Damit die Verteilerscheibe 61 im Bereich des Druck
feldes nicht zu stramm an den Abstützring 70 angedrückt wird,
besitzt sie in ihrer dem Abstützring zugewandten Stirnseite eine
nach radial außen zum Zwischenraum 21 hin offene Tasche 86, die
durch eine radiale Einbuchtung in der Dichtfläche 80 gebildet
ist und durch die Dichtfläche 80 vom Hohlraum 24 getrennt ist.
Der Exzenterring 43 wird in die eine Richtung durch eine an der
einen Seite des Exzenters 42 auf der Antriebswelle 37 sitzende
Anlaufscheibe 87 gesichert. Die Anlaufscheibe 87 Wiederum wird
durch die Paßfeder 59 am Exzenter 42 gehalten, Zusätzliche Mit
tel zur axialen Sicherung der Anlaufscheibe 87 sind deshalb
nicht notwendig.
Um Druckpulsationen hoher Frequenz, die im Niederdruckbereich
der Pumpe auftreten, zu glätten, ist dieser Niederdruckbereich
mit einem Niederdruckpulsationsdämpfer 90 verbunden, zu dem ein
als Hohlkolben ausgebildeter Dämpfungskolben 91 geringer Masse
gehört. Der Dämpfungskolben 91 ist von einer Sackbohrung 92 auf
genommen, die von der dem Zahnrad 41 zugekehrten Seite aus ex
zentrisch zur Antriebswelle 37 in das erste Gehäuseteil 12 ein
gebracht ist. Der Durchmesser der Bohrung 92 ist geringfügig
größer als der Außendurchmesser des Dämpfungskolbens 91. Zahn
radseitig ist der Dämpfungskolben 91 von einer Druckfeder 93 be
aufschlagt, die sich an einem mit einem zentralen Durchgang 94
versehenen Federteller 95 abstützt. Der Federraum ist also zur
Ölwanne der Brennkraftmaschine hin entlastet. Auf der Vorder
seite des Dämpfungskolbens 91 ist die Bohrung 92 über eine
Schrägbohrung 96 mit dem Hohlraum 24 verbunden.
Wenn die mit einer Motorbremse ausgestattete Brennkraftmaschine
eines Kraftfahrzeugs läuft, nimmt sie über das Zahnrad 41 die
Antriebswelle 37 mit. Die Radialkolben 27 stützen sich auf dem
Exzenterring 43 ab und führen ihre Hubbewegungen aus. Die Ver
teilereinrichtung 60 wird von der Antriebswelle mitgenommen. Im
Normalbetrieb, wenn die Motorbremse nicht benutzt wird, ist das
Druckbegrenzungsventil 72 auf einen niedrigen Druck eingestellt,
Die Pumpe wird mit geringer Leistung mitgeschleppt. Die Vertei
lerscheiben liegen nur aufgrund der Kraft der Federn 81 an den
Gehäuseteilen an, so daß auch sie praktisch leistungslos mitge
schleppt werden,
Für den Gebrauch der Notorbremse wird das Druckbegrenzungsventil
auf einen hohen Druck von z. B. 100 bar eingestellt. Dieser Druck
herrscht dann im Zwischenraum 21 zwischen den beiden Gehäusetei
len 12 und 13. Während sich die Verteilereinrichtung 60 dreht,
werden nun die Axialbohrungen 48 abwechselnd über die Steuernut
77 mit dem Niederdruckbereich und über die Steuernut 78 mit dem
Hochdruckbereich der Pumpe verbunden. Während der Verbindung mit
dem Hochdruckbereich baut sich in einer Steuerleitung der Hoch
druck auf, so daß ein Dekompressionsventil, dem diese Steuerlei
tung zugeordnet ist, vom entsprechenden Betätigungskolben geöff
net wird. Nach der Trennung der Bohrung 48 vom Hochdruckbereich
21 und nach ihrer Verbindung mit der zum Niederdruckbereich ge
hörenden Ringnut 65 wird der Betätigungskolben entlastet, so daß
das Dekompressionsventil wieder schließt. Sowohl im Normalbe
trieb als auch im Bremsbetrieb fließt eine bestimmte Menge Öl
über die Bohrung 96, den Ringspalt zwischen dem Dämpfungskolben
91 und dem Gehäuseteil 12 sowie durch den Federteller 95 hin
durch zum Ölvorratsvorbehälter zurück. Der Ringspalt wirkt dabei
als Ablaufdrossel. Im Bremsbetrieb wird durch diesen Ölstrom
Wärme aus der Pumpe abgeführt.
Bei der in den Fig. 2 bis 5 gezeigten Verteilereinrichtung 60
fehlt der bei der Ausführung nach Fig. 1 vorhandene äußere Ring
63 und die beiden Verteilerscheiben 61 und 62 sind unmittelbar
ineinander teleskopisch geführt. Dabei ist die erste Verteiler
scheibe 61 in einer Ausnehmung der zweiten Verteilerscheibe auf
genommen. Zwischen den beiden Verteilerscheiben ist wiederum
eine Radialdichtung 64 angeordnet. Die einem zweiten Gehäuseteil
mit den Steuerausgängen zugewandte Stirnseite der Verteiler
scheibe 62 ist im wesentlichen gleich wie bei der Ausführung
nach Fig. 1 gestaltet. Ihre verschiedenen Flächen sind deutlich
aus Fig. 2 ersichtlich. Man erkennt dort die Ringnut 65, die
Niederdrucksteuernut 77, die Hochdrucksteuernut 78 und die
Dichtfläche 79. Außerhalb der Dichtfläche befindet sich noch
eine gegenüber der Dichtfläche 79 zurückgesetzte Ringfläche 96,
die der dem zweiten Gehäuseteil 13 Zugewandten Stirnseite des
Rings 63 nach Fig. 1 entspricht. Diese Ringfläche 96 wird im
Bremsbetrieb vom Hochdruck beaufschlagt, ist jedoch druckausge
glichen. Mit einem strichpunktierten Kreis ist in Fig. 2 die
Position der Steuerausgänge 48 angedeutet.
Auch die einem ersten Gehäuseteil 12 zugewandte Stirnseite der
ersten Verteilerscheibe 61 ist ähnlich wie bei der Ausführung
nach Fig. 1 gestaltet. Man erkennt in Fig. 4 die Dichtfläche
80, die mit Hochdruck beaufschlagbare Tasche 86 und die zentrale
Ausnehmung 69, die allerdings anders als bei der Ausführung nach
Fig. 1 zur Dichtfläche 80 hin in einer Stufe flacher wird, um
die Formstabilität der Verteilerscheibe 61 zu wahren.
Bei der Ausführung nach den Fig. 2 bis 5 ist die zweite Ver
teilerscheibe 62 axial wesentlich dicker als die erste Vertei
lerscheibe 61. Deshalb befinden sich die Sackbohrungen 67 zur
Aufnahme der Druckfedern 81 nun in der zweiten Verteilerscheibe
62. Jede Sackbohrung 67 ist zugleich Teil eines Durchgangs zwi
schen der Ringnut 65 an der Stirnseite der einen Verteiler
scheibe und der Ausnehmung 69 an der entgegengesetzten Stirn
seite der anderen Verteilerscheibe. Zu dem Durchgang gehören au
ßerdem wie in Fig. 1 eine Bohrung 68 im Boden der Sackbohrung
67 und eine Bohrung 66 in der ersten Verteilerscheibe 61. Zur
Kompensation der vom Hochdruck in der Hochdrucksteuernut 78 er
zeugten und auf die Verteilerscheibe 62 wirkenden Kraft sind nun
zwei Kompensationskolben 84 vorgesehen, die einen geringen peri
pheren Abstand voneinander haben und die nun von Sackbohrungen
in der Verteilerscheibe 62 aufgenommen sind. Die Kompensations
kolben 84 stützen sich mit ihrer einen Stirnseite an der Vertei
lerscheibe 61 ab, während zwischen ihrer anderen Stirnseite und
dem Boden der jeweiligen Sackbohrung als Druckfeld ein Freiraum
besteht, der mit dem Hochdruckbereich der Pumpe verbunden ist.
Diese Verbindung wird für den einen Kompensationskolben 84 durch
eine Radialbohrung 97 in der Verteilerscheibe 62 hergestellt.
Für den anderen Kompensationskolben 84 dient zur Herstellung der
Verbindung eine Axialbohrung 98, die von der Hochdrucksteuernut
78 ausgeht. Für die Druckkompensation hat es sich unter Berück
sichtigung der Lage der Kompensationskolben 84 als günstig er
wiesen, die Querschnitte der Kompensationskolben und damit die
Druckfelder unterschiedlich groß zu machen. Die vom Hochdruck
beaufschlagbare Stirnfläche 83 der Verteilerscheibe 62 ist grö
ßer als die Ringfläche, 96, so daß sie nicht druckausgeglichen
ist und bei herrschendem Hochdruck eine hydraulisch erzeugte
Kraft auf die zweite Verteilerscheibe 62 in Richtung auf ein
zweites Gehäuseteil 13 zu wirkt. An der ersten Verteilerscheibe
61 ist die Fläche 82, mit der die Verteilerscheibe 61 auf der
Stirnseite 83 der Verteilerscheibe 62 auf liegen kann, nicht
druckausgeglichen, so daß bei herrschendem Hochdruck auf die
Verteilerscheibe 61 eine Kraft in die entgegengesetzte Richtung
wirkt.
Die Verteilereinrichtung 60 des Ausführungsbeispiels nach Fig.
6 entspricht hinsichtlich der Form der Verteilerscheiben 61 und
62 weitgehend der Verteilereinrichtung nach den Fig. 2 bis 5.
Ein Unterschied besteht darin, daß sich die Radialdichtung 64
zwischen den beiden Verteilerscheiben 61 und 62 in einer einsei
tig axial offenen Eindrehung 120 der einen Verteilerscheibe, und
zwar der Verteilerscheibe 62 befindet. Die Verteilerscheibe 61
überdeckt die Eindrehung 120 radial, so daß die Radialdichtung
unverlierbar gesichert ist. Aufgrund einer solchen Ausbildung
kann die Strecke, auf der die beiden Verteilerscheiben 61 und 62
ineinander geführt sind, gegenüber der Ausführung nach den
Fig. 2 bis 5 verkürzt werden, um auch die axiale Ausdehnung der
beiden Verteilerscheiben zu verringern.
Der gewonnene Platz wird genutzt, um zwischen dem Gehäuseteil 13
und der Verteilerscheibe 62 eine Scheibe 125 aus einem gehärte
ten Stahlblech anzuordnen. Diese ist am Gehäuseteil 13 verdreh
sicher befestigt und mit einer zentralen Öffnung 126 und mit ge
nau über den Bohrungen 48 des Gehäuseteils 13 liegenden Bohrun
gen 127 versehen, um die Verbindung zwischen den Bohrungen 46
und 47 des Niederdruck-Speisekanals 44 und der Ringnut 65 herzu
stellen und um die wechselnde Verbindung der Steuerausgänge 48
mit der Niederdrucksteuernut 77 und Hochdrucksteuernut 78 der
Verteilerscheibe 62 zu ermöglichen.
Im Gehäuseteil 13 befinden sich zwei zu der Scheibe 125 hin of
fene, kreisförmige Druckentlastungsnuten 130 und 131, von denen
sich die eine radial außerhalb und die andere radial innerhalb
der Steuerausgänge 48 befindet. Beide Druckentlastungsnuten sind
über jeweils eine axiale Bohrung 132 im Gehäuseteil 13 mit der
Bohrung 46, also mit Niederdruck verbunden. Durch die Druckent
lastungsnuten 130 und 131 wird die Druckkraft, die die Scheibe
125 gegen ihre Befestigung vom Gehäuseteil 13 abzuheben sucht,
verringert.
Die Verteilerscheibe 62 ist aus Bronze gefertigt und wird mit
ihrem Dichtsteg 79 gegen die Stahlscheibe 125 gedrückt. Auch die
Verteilerscheibe 61 besteht aus Bronze und liegt an dem aus
Stahl gefertigten Abstützring 70 an. Aufgrund dieser Werkstoff
paarungen wird ein gutes Verschleißverhalten erzielt.
Der Niederdruckspeicher 90 gemäß Fig. 7 ist an derselben Stelle
in einem ersten Gehäuseteil 12 angeordnet und über eine Bohrung
96 mit einem Hohlraum 24 verbunden wie der Niederdruckspeicher
nach Fig. 1. Auch hat er einen Dämpfungskolben 91, der als
Hohlkolben ausgebildet ist. Ein Federteller 95 mit einem zentra
len Durchgang 94 ist in die Sackbohrung 92 eingeschraubt Unter
schiede zum Nlederdruckpulsationsdämpfer nach Fig. 1 bestehen
im wesentlichen in zweierlei Hinsicht. Zum einen wirkt auf den
Dämpfungskolben 91 mit dem Niederdruck entgegen der Kraft der
Druckfeder 93 eine zweite Druckfeder 105, die jedoch eine we
sentlich kleinere Federkonstante als die Druckfeder 93 hat. Für
den Dämpfungskolben 91 ist nicht wie bei demjenigen aus Fig. 1
erhöht über dem Boden der Sackbohrung 92 ein Anschlag vorgese
hen, gegen den er von der Druckfeder 93 gedrückt werden kann.
Vielmehr wird der Dämpfungskolben 91 nach Fig. 7 von der schwa
chen zweiten Druckfeder 105 unabhängig von den Toleranzen in den
Maßen der einzelnen Bauteile immer an der starken Druckfeder 93
gehalten. Das Niveau, auf dem das Kräftegleichgewicht zwischen
den beiden Druckfedern 93 und 105 besteht, wird dabei von den
Toleranzen nur wenig beeinflußt, da sich die von der schwachen
Druckfeder 105 ausgeübte Kraft wegen der kleinen Federkonstante
mit dem Weg nur wenig ändert. Damit die Druckfeder 105 im Gehäu
seteil 12 nicht zusätzlichen Raum beansprucht, besitzt der Dämp
fungskolben 91 zentral einen zur Niederdruckseite hin offenen,
becherförmigen Einzug 106, der in das Innere der Druckfeder 93
hineinragt, also von dieser Druckfeder umgeben ist, und in dem
sich die Druckfeder 105 befindet.
Der zweite Unterschied betrifft die Ablaufdrossel in der auch
bei der Ausführung nach Fig. 7 durch den Niederdruckpulsations
dämpfer führenden Spülölleitung. Und zwar ist die Ablaufdrossel
nun eine Bohrung 107 im Boden des Dämpfungskolbens 91, durch die
der sich hinter dem Dämpfungskolben 91 befindliche Raum mit der
Druckfeder 93 mit dem Raum vor dem Dämpfungskolben 91 verbunden
ist.
Wenn bei einer für eine Motorbremse verwendeten Radialkolben
pumpe die Radialkolben erfindungsgemäß innen an einem mit einer
Antriebswelle umlaufenden Exzenter abgestützt sind, so läßt sich
die Antriebswelle auf einfache Weise als Durchtrieb gestalten,
mit dem ein weiteres Nebenaggregat eines Kraftfahrzeugs ange
trieben werden kann. Dies ist bei dem Ausführungsbeispiel nach
Fig. 8 geschehen. In dieser Figur erkennt man ein zweites Ge
häuseteil 13 des Gehäuses 11 einer zu einer Motorbremse gehören
den Radialkolbenpumpe. Dieses Gehäuseteil 13 ist ähnlich wie das
Gehäuseteil 13 aus Fig. 1 ausgebildet. Es besitzt eine Bohrung
46 eines Niederdruck-Speisekanals, der mit einer axialen Bohrung
47 von der Innenseite des Bodens 17 des Gehäuseteils 13 ausgeht.
Die Axialbohrung 47 liegt einer Ringnut 65 in der zweiten Ver
teilerscheibe 62 gegenüber. In eine axiale Sackbohrung 108, die
über eine Bohrung 109 in ihrem Boden mit dem mit Hochdruck be
aufschlagbaren Zwischenraum 21 verbunden ist, ist das Druckbe
grenzungsventil 72 eingesetzt, dessen Ablaufseite über zwei Boh
rungen 110 und 111 mit der Ringnut 65 verbunden ist. Die Steuer
anschlüsse 49 gehen nun radial vom Gehäuseteil 13 ab und sind
wie in Fig. 1 über Axialbohrungen 48 mit dem Hochdruckbereich
oder dem Niederdruckbereich der Pumpe verbindbar.
Anstelle einer Sackbohrung ist das Gehäuseteil 13 zur Lagerung
der Antriebswelle 37 mit einer Durchgangsbohrung 112 versehen.
An das Gehäuseteil 13. ist eine Kraftstoffpumpe 113 angebaut, die
als Innenzahnringpumpe ausgebildet ist und deren Rotor 114 auf
einem Zapfen 115 drehbar gelagert, mit der Antriebswelle 37 ge
koppelt und über diese von der Brennkraftmaschine antreibbar
ist.
Claims (33)
1. Motorbremse für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine
mit außerhalb des Ausschubtaktes der Arbeitskolben, insbesondere
am Ende des Verdichtungstaktes, durch Druckbeaufschlagung von
Hydraulikkolben aufsteuerbaren Dekompressionsventilen, mit einer
Radialkolbenpumpe (10), die ein Pumpengehäuse (11), eine An
triebswelle (37), die mit einer mit der Drehzahl der Brennkraft
maschine gekoppelten Drehzahl antreibbar ist, mindestens einen
von einem Hubelement (42) steuerbaren Radialkolben (27), eine
verdrehsicher mit der Antriebswelle (37) gekoppelte Verteiler
einrichtung (80) und zur Druckbeaufschlagung und Druckentlastung
der Hydraulikkolben der Dekompressionsventile Steuerausgänge
(48) aufweist, die der Verteilereinrichtung (60) axial gegen
überliegen und über die Verteilereinrichtung (60) abwechselnd
mit einem Hochdruckbereich (21) und mit einem Niederdruckbereich
(24) der Radialkolbenpumpe (10) verbindbar sind, dadurch gekenn
zeichnet, daß der mindestens eine Radialkolben (27) im Pumpenge
häuse (10) angeordnet und radial innen auf einem von der An
triebswelle (37) antreibbaren Exzenter (42) abgestützt ist, daß
das Pumpengehäuse (10) ein erstes Gehäuseteil (12) mit dem min
destens einen Radialkolben (27) und einem Raum (24) für den Ex
zenter (42) und ein zweites Gehäuseteil (13) mit den Steueraus
gängen (48) besitzt und daß die Verteilereinrichtung (60) zwei
abgedichtet axial gegeneinander verschiebbare Verteilerscheiben
(61, 62) aufweist, von denen die erste Verteilerscheibe (61),
einen ersten Druckbereich (24) innerhalb des ersten Gehäuseteils
(12) von einem zweiten Druckbereich (21) zwischen den beiden Ge
häuseteilen (12, 13) voneinander trennend, axial an das erste
Gehäuseteil (12) und die zweite Verteilerscheibe (62), einen
Steuerausgang (48) mit dem einen Druckbereich (24) oder dem an
deren Druckbereich (21) verbindend, axial an das zweite Gehäuse
teil (13) andrückbar ist.
2. Motorbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die erste Verteilerscheibe (61) in die eine axiale Richtung an
das erste Gehäuseteil (12) und die zweite Verteilerscheibe (62)
in die entgegengesetzte axiale Richtung an das zweite Gehäuse
teil (13) andrückbar ist.
3. Motorbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß der erste Druckbereich (24) der Niederdruckbereich und
der zweite Druckbereich (21) der Hochdruckbereich ist.
4. Motorbremse nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die beiden Verteilerscheiben (61, 62) teleskopisch
ineinander oder in einem dritten Teil (63) geführt sind und daß
zwischen zwei teleskopisch ineinander geführten Teilen (61, 63;
62, 63) ein Radialdichtring (64) angeordnet ist.
5. Motorbremse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
sich der Radialdichtring (64) in einer einseitig axial offenen
Eindrehung des einen Teils (62) befindet, die von einem anderen
Teil (61) radial überdeckt ist.
6. Motorbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verteilerscheiben (61, 62) vom Hochdruck
hydraulisch auseinander gegen das erste Gehäuseteil (12) bzw.
das zweite Gehäuseteil (13) drückbar sind.
7. Motorbremse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
jeder Verteilerscheibe (61, 62) eine zumindest teilweise druck
unausgeglichene, der anderen Verteilerscheibe (62, 61) zuge
wandte, vom zweiten mit Hochdruck beaufschlagbaren Druckbereich
zugängliche Außenschulter (83, 82) zugeordnet ist.
8. Motorbremse nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich
net, daß die wirksame Druckfläche an der einen Verteilerscheibe
(62) größer als an der anderen Verteilerscheibe (61) ist.
9. Motorbremse nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Verteilerscheiben (61,
62), diese axial auseinanderdrückend, wenigstens ein Federele
ment (81) angeordnet ist, vorzugsweise mehrere gleiche Winkelab
stände voneinander besitzende Federelemente (81) angeordnet
sind.
10. Motorbremse nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch
gekennzeichnet, daß die zweite Verteilerscheibe (62) in ihrer
den Steuerausgängen (48) zugewandten Stirnseite eine, Nieder
drucksteuernut (77) und eine Hochdrucksteuernut (78) aufweist,
über die die Steuerausgänge (48) mit dem Hochdruckbereich (21)
und dem Niederdruckbereich (24) verbindbar sind, und daß im Be
reich axial hinter der Hochdrucksteuernut (78) auf der anderen
Seite der zweiten Verteilerscheibe (62) ein mit Hochdruck beauf
schlagbares Druckfeld vorhanden ist.
11. Motorbremse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß das Druckfeld über eine Bohrung (85, 97, 98) oder eine Nut
in der zweiten Verteilerscheibe (62) und insbesondere über die
Hochdrucksteuernut (78) mit Hochdruck beaufschlagbar ist.
12. Motorbremse nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß durch einen Druck in dem Druckfeld die erste Ver
teilerscheibe (61) in Richtung auf das erste Gehäuseteil (12) zu
beaufschlagt ist und daß diese Beaufschlagung durch ein Druck
feld (86) auf der dem ersten Gehäuseteil (12) zugewandten Stirn
seite der ersten Verteilerscheibe (61) kompensierbar ist.
13. Motorbremse nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch
gekennzeichnet, daß der erste Druckbereich (24) über jeweils
mindestens einen Durchgang (66, 67, 68) in jeder Verteiler
scheibe (61, 62) hindurch mit einer Ausnehmung (65) auf der den
Steuerausgängen (48) zugewandten Stirnseite der zweiten Vertei
lerscheibe (62) verbunden ist.
14. Motorbremse nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß ein die beiden Verteilerscheiben (61, 62) auseinanderdrüc
kendes Federelement (81) von einer Sackbohrung (67) einer Ver
teilerscheibe (61, 62) aufgenommen ist und daß sich als Teil des
Durchgangs dieser Verteilerscheibe (61, 62) im Boden der Sack
bohrung (67) eine Öffnung (68) befindet.
15. Motorbremse nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein durch das zweite Gehäuseteil (13) führender
Niederdruck-Speisekanal (44) dauernd mit der mit dem ersten
Druckbereich (24) verbundenen Ausnehmung (65) in der zweiten
Verteilerscheibe (62) verbunden ist.
16. Motorbremse nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verteilerscheiben (61, 62) aus einem
Stahl hergestellt und zumindest an den Oberflächenabschnitten,
an denen sie an den Gehäuseteilen (12, 13) anliegen, mit einer
Gleitbeschichtung versehen sind.
17. Motorbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verteilerscheiben (61, 62) aus einem
Gleitlagerwerkstoff, insbesondere aus Bronze, gefertigt sind und
an eine am jeweiligen Gehäuseteil (12, 13) gehaltene Stahlein
lage (70, 120) andrückbar sind.
18. Motorbremse nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen einem am zweiten Gehäuseteil (13) und einem an die
sem gehaltenen Stahlblech zumindest eine Druckentlastungsrille,
vorzugsweise zwei Druckentlastungsrillen (130, 131), von denen
sich eine radial innerhalb und eine radial außerhalb der Steuer
ausgänge (48) befindet, vorhanden sind.
19. Motorbremse nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Druckentlastungsrille (130, 131) über eine Bohrung
(132) im zweiten Gehäuseteil (13) mit dem Niederdruck-Speiseka
nal (44) verbunden ist.
20. Motorbremse nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verteilereinrichtung (60) über eine Paß
feder (59) verdrehsicher mit der Antriebswelle (37) verbunden
ist, daß auf einem Exzenterabschnitt (42) der Antriebswelle (37)
ein Exzenterring (43) drehbar gelagert ist, daß seitlich des Ex
zenterabschnitts (42) auf der Antriebswelle (37) eine Anlauf
scheibe (87) zur axialen Abstützung des Exzenterrings (43) ange
ordnet ist und daß die Anlaufscheibe (87) zu der dem Exzenterab
schnitt (42) abgewandten Seite hin durch die Paßfeder (59) axial
gesichert ist.
21. Motorbremse nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch
gekennzeichnet, daß die zweite Verteilerscheibe (62) in der dem
zweiten Gehäuseteil (13) zugewandten Stirnseite radial innen
eine Ringnut (65) aufweist, die einer axialen, radial weiter in
nen als die Steuerausgänge (48) befindlichen Austrittsöffnung
(47) eines im zweiten Gehäuseteil (13) verlaufenden Niederdruck
Speisekanals (44) axial gegenüberliegt und mit dem ersten Druck
bereich (24) Verbunden ist, daß sich in derselben Stirnseite der
zweiten Verteilerscheibe (62) radial außerhalb der Ringnut (65)
und den Steuerausgängen (48) gegenüberliegend eine kreisbogen
förmige Niederdrucksteuernut (77), die nach radial innen zur
Ringnut (65) hin offen ist und nach radial außen zum zweiten
Druckbereich (21) verschlossen ist, und eine kreisbogenförmige
Hochdrucksteuernut (78), die nach radial außen zum zweiten
Druckbereich (21) offen und zur Ringnut (65) und zur Nieder
drucksteuernut (77) Verschlossen ist, befinden.
22. Motorbremse nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch
gekennzeichnet, daß das erste Gehäuseteil (12) einen topfarti
gen, am dem Boden (17) des topfartigen zweiten Gehäuseteils (13)
entfernten Ende durch einen Boden (16) Verschlossenen Hohlraum
(24) aufweist, in dem sich das Hubelement (42) befindet, daß die
Antriebswelle (37) auf der einen Seite des Hubelements (42) mit
einem ersten Lagerabschnitt (38) im ersten Gehäuseteil (12) und
auf der anderen Seite des Hubelements (42) mit einem zweiten La
gerabschnitt (39) im zweiten Gehäuseteil (13) gelagert ist und
daß die Verteilereinrichtung (60) zwischen dem Hubelement (42)
und dem zweiten Lagerabschnitt (39) der Antriebswelle auf dieser
geordnet ist.
23. Motorbremse nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch
gekennzeichnet, daß das erste Gehäuseteil (12) in das topfartig
ausgebildete zweite Gehäuseteil (13) hineinragt, mit einem Au
ßenflansch (19) auf einer im wesentlichen ringförmigen Stirn
seite (20) des zweiten Gehäuseteils (13) aufliegt und mit einem
sich innen an dem Außenflansch (19) anschließenden Zentrierbund
(18) am zweiten Gehäuseteil (13) zentriert ist und daß axial
weiter innen als der Zentrierbund (18) überall ein Abstand zwi
schen den beiden Gehäuseteilen (12, 13) besteht.
24. Motorbremse nach einem der Ansprüche 3 bis 23, dadurch
gekennzeichnet, daß ein mit dem Niederdruckbereich (24) verbun
dener Niederdruckpulsationsdämpfer (90) in das erste Gehäuseteil
(12) integriert ist.
25. Motorbremse nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet,
daß das erste Gehäuseteil (12) zur Ausbildung des Niederdruck
pulsationsdämpfers (90) eine sacklochartige und axial nach außen
offene Ausnehmung (92) aufweist, die über eine Bohrung (96) mit
dem Raum (24) für den Exzenter (42) verbunden ist.
26. Motorbremse nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Niederdruckpulsationsdämpfer (90) in einer zur
Abtriebswelle (37) exzentrischen Position am ersten Gehäuseteil
(12) angeordnet ist.
27. Motorbremse, insbesondere nach einem vorhergehenden An
spruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederdruckbereich (24)
mit einem Niederdruckpulsationsdämpfer (90), der einen Dämp
fungskolben (91) aufweist, in Verbindung steht, daß der Dämp
fungskolben (91) gegen den Niederdruck von einer ersten Druckfe
der (93) beaufschlagt wird, die sich hinter dem Dämpfungskolben
(91) in einem mit einem Tank verbundenen Federraum befindet, daß
der Dämpfungskolben (91) mit dem Niederdruck von einer zweiten
Druckfeder (105) beaufschlagt wird und daß die Federkonstante
der ersten Druckfeder (93) wesentlich größer als die Federkon
stante der zweiten Druckfeder (105) ist.
28. Motorbremse nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet,
daß der Dämpfungskolben (21) ein Hohlkolben ist, der zur Tank
seite hin offen ist und zentral einen zur Niederdruckseite hin
offenen, becherförmigen Einzug (106) aufweist, der von der er
sten Druckfeder (93) umgeben ist und in dem sich die zweite
Druckfeder (105) befindet.
29. Motorbremse, insbesondere nach einem vorhergehenden An
spruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederdruckbereich (24)
mit einem Niederdruckpulsationsdämpfer (90) in Verbindung steht,
der einen Dämpfungskolben (91) aufweist, dessen dem Niederdruck
bereich (24) abgewandte Rückseite zu einem Tank entlastet ist,
daß der Niederdruckbereich (24) über eine Spülölleitung mit ei
ner Ablaufdrossel (107) mit dem Tank verbunden ist und daß die
Ablaufdrossel (107) unter Einbeziehung des Dämpfungskolbens (91)
des Niederdruckpulsationsdämpfers (90) gebildet ist.
30. Motorbremse nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ablaufdrossel durch eine Bohrung (107) im Dämpfungskol
ben (91) gebildet ist.
31. Motorbremse nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ablaufdrossel durch einen Ringspalt zwischen dem Dämp
fungskolben (91) und einen weiteren Teil (12) gebildet ist.
32. Motorbremse nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch
gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (37) auf zwei gegenüber
liegenden Seiten des Pumpengehäuses (11) zugänglich ist und daß
über die Antriebswelle (37) ein weiteres Nebenaggregat eines
Kraftfahrzeugs, insbesondere eine Kraftstoffpumpe (13), antreib
bar ist.
33. Motorbremse nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet,
daß das Nebenaggregat (13) an das Pumpengehäuse (11) angebaut
ist.
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