DE4414401C2 - Hydraulisches System, insbesondere Motorbremse für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem hydraulischen System, das ins­ besondere als Motorbremse für eine Brennkraftmaschine eingesetzt werden kann und das die Merkmale aus dem Oberbegriff des An­ spruchs 1 aufweist.

In seiner Verwendung als Motorbremse ist ein solches hydrauli­ sches System aus der DE 41 21 435 A1 bekannt. Dabei ist jedem Zylinder der Brennkraftmaschine ein sog. Dekompressionsventil zugeordnet, das außerhalb des Ausschubtaktes des Arbeitskolbens eines Zylinders, insbesondere am Ende des Verdichtungstaktes durch Druckbeaufschlagung eines als Betätigungselement dienenden Hydraulikkolbens aufgesteuert wird. Druckmittelquelle für das System ist eine Verdrängerpumpe, insbesondere eine Radialkolben­ pumpe, von der Druckmittel aus einem Niederdruckbereich in einen Hochdruckbereich förderbar ist. Eine Verteilereinrichtung weist eine der Anzahl der Dekompressionsventile entsprechende Anzahl von Steuerausgängen auf, von denen jeder über eine Steuerleitung mit einem Hydraulikkolben verbunden ist. Im Bremsbetrieb werden die Steuerausgänge über die Verteilereinrichtung mit einer li­ near von der Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängigen Zyklus­ zeit vom Hochdruck aus mit Druck beaufschlagt und mit dem Nie­ derdruck verbunden. Die Abhängigkeit der Zykluszeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine wird z. B. auf einfache Weise da­ durch erzielt, daß die Verteilereinrichtung einen gegenüber den Steuerausgängen drehbaren Verteilerrotor aufweist, der über eine Untersetzung direkt von der Brennkraftmaschine mit deren halber Drehzahl angetrieben wird.

Bei in der Praxis mit einem Muster durchgeführten Tests hat es sich gezeigt, daß die Bremswirkung nicht bei allen Drehzahlen der Brennkraftmaschine in der gewünschten Stärke erzielt wird. In diesen Drehzahlbereichen hat die von der verwendeten Verdrän­ gerpumpe geförderte Druckmittelmenge nicht ausgereicht, um den gewünschten Druck im Hochdruckbereich aufrechtzuerhalten. Grund­ sätzlich ist es denkbar, eine Verdrängerpumpe mit einem größeren Hubvolumen zu verwenden. Dies führt jedoch dazu, daß im Normal­ betrieb der Brennkraftmaschine, wenn also nicht gebremst werden soll und der Hochdruckbereich entlastet ist, die Verdrängerpumpe eine hohe Schleppleistung aufnimmt, die die Nutzleistung der Brennkraftmaschine verringert. Zum anderen strömt in Drehzahlbe­ reichen, in denen bisher schon die von einer kleineren Verdrän­ gerpumpe geförderte Druckmittelmenge ausgereicht hat, eine große Ölmenge über das den Druck im Hochdruckbereich kontrollierende Druckbegrenzungsventil ab und wird dabei stark erwärmt. Dadurch können sich neue Probleme ergeben.

Ziel der Erfindung ist es deshalb, ein hydraulisches System, das insbesondere als Motorbremse für eine Brennkraftmaschine verwen­ det wird und das die Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufweist, so weiterzuentwickeln, daß unter Beibehaltung einer Verdrängerpumpe mit einem relativ kleinen Hubvolumen über den gesamten Bereich der Zykluszeiten, in denen die Steuerausgänge mit Druck beaufschlagt und von Druck entlastet werden sollen, die gewünschte Steuerung der Betätigungselemente erhalten wird, daß also bei einer Verwendung des hydraulischen Systems als Mo­ torbremse über den gesamten Drehzahlbereich der Brennkraftma­ schine die gewünschte Bremswirkung erzielbar ist.

Dieses Ziel wird durch ein hydraulisches System gemäß Anspruch 1 erreicht.

Der Erfindung liegt zunächst der Gedanke zugrunde, daß bei einer Druckbeaufschlagung einer Steuerleitung vom Hochdruckbereich aus aufgrund von Druckwellenvorgängen in der Steuerleitung ein Druck auftreten kann, der wesentlich höher z. B. doppelt so hoch wie der Druck im Hochdruckbereich ist. Dementsprechend fließt, wenn man davon ausgeht, daß zu Beginn der Druckbeaufschlagung vom Hochdruckbereich aus die Steuerleitung mit Öl gefüllt ist und in ihr der Druck des Niederdruckbereichs von z. B. 1,5 bar herrscht, während der Druckbeaufschlagung eine Ölmenge in die Steuerlei­ tung, die der Volumenvergrößerung durch die Verschiebung des Be­ tätigungselements entspricht, plus einer Kompressionsölmenge, die notwendig ist, um in der Steuerleitung den Druck, der im Hochdruckbereich herrscht, aufzubauen, plus noch einmal dieselbe Kompressionsöl­ menge, um diesen Druck zu verdoppeln. Durch das Rückschlagventil ist es nun möglich, während einer der Rompres­ sion des Öls in der Steuerleitung folgenden Expansion aus der Steuerleitung zurückströmendes Öl in den Hochdruckbereich abzu­ leiten, ehe die Steuerleitung zum Niederdruckbereich entlastet wird. Damit verringert sich die Ölmenge, die bei jeder Druckbe­ aufschlagung einer Steuerleitung vom Hochdruckbereich in den Niederdruckbereich gelangt, so daß eine Verdrängerpumpe mit ei­ nem relativ kleinen Hubvolumen als Druckmittelquelle verwendet werden kann. Das Rückschlagventil läßt also Druckmittel aus der Steuerleitung in den Hochdruckbereich zurückströmen, verhindert jedoch andererseits, daß nach einer in der Steuerleitung vor- und zurücklaufenden Expansionswelle vom Hochdruckbereich aus er­ neut eine Kompressionsweile und eine dieser folgende Expansions­ welle angeregt werden, die doch noch zu einer erhöhten Ver­ schleppung von Öl aus dem Hochdruckbereich in den Niederdruckbe­ reich führen würden. Somit werden die Betätigungselemente im ge­ samten Bereich der Zykluszeiten in der gewünschten Weise ange­ steuert. Bei einer erfindungsgemäß ausgebildeten Motorbremse für eine Brennkraftmaschine wird die gewünschte Bremswirkung über den gesamten Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine erhalten.

Vorteilhafte Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen hydrauli­ schen Systems kann man den Unteransprüchen entnehmen.

So sind gemäß Anspruch 2 eine der Anzahl der getrennt mit Druck beaufschlagbaren Steuerleitungen entsprechende Anzahl von Rück­ schlagventilen vorhanden, von denen jedes dazu dient, eine Steu­ erleitung zum Hochdruckbereich hin zu öffnen. Eine Steuerleitung kann dann dauernd mit dem Zulauf des zugeordneten Rückschlagven­ tils verbunden sein. Die Rückschlagventile kann man dann ohne weiteres in einer bezüglich den Steuerausgängen und den Steuer­ leitungen festen Position anordnen.

Besitzt die Verteilereinrichtung einen gegenüber dem mindestens einen Steuerausgang rotierenden Verteilerrotor, so ist es auch möglich, gemäß Anspruch 3 ein Rückschlagventil, über das der Steuerausgang und eine an diesen angeschlossene Steuerleitung mit dem Hochdruckbereich verbindbar sind, am Verteilerrotor an­ zuordnen. Eine solche Anordnung ist besonders dann von großem Vorteil, wenn mehrere Steuerausgänge vorhanden sind, wie dies bei einer Motorbremse für eine Brennkraftmaschine meist der Fall ist, da die Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs üblicher­ weise eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine ist, die eine der Anzahl ihrer Zylinder entsprechende Anzahl von Dekompressions­ ventilen hat. Mehrere Steuerausgänge sind gemäß Anspruch 4 be­ vorzugt über dasselbe am Verteilerrotor angeordnete Rückschlag­ ventil mit dem Hochdruckbereich verbindbar. Somit ist für meh­ rere Steuerausgänge nur ein Rückschlagventil vorzusehen.

Der Verteilerrotor kann in an sich aus der DE 41 21 435 A1 be­ kannter Weise eine Druckausnehmung, über die ein Steuerausgang vom Hochdruckbereich aus mit Druck beaufschlagbar ist, und eine Entlastungsausnehmung aufweisen, über die der Steuerausgang mit dem Niederdruckbereich verbindbar ist. Der Steuerausgang ist dann bevorzugt gemäß Anspruch 5 über eine zwischen der Druckaus­ nehmung und der Entlastungsausnehmung befindliche und von diesen Ausnehmungen getrennte Dekompressionsausnehmung und über ein dieser nachgeschaltetes, am Verteilerrotor angeordnetes Rück­ schlagventil mit dem Hochdruckbereich verbindbar. Als besonders vorteilhaft hat sich dann erwiesen, wenn gemäß Anspruch 6 ein zwischen der Druckausnehmung und der Dekompressionsausnehmung vorhandener Dichtsteg in Umlaufrichtung des Verteilerrotors kür­ zer ist als ein den Ausnehmungen gegenüberliegender Steueraus­ gang. Der Steuerausgang wird dann nämlich beim Wechsel von der Druckausnehmung zur Dekompressionsausnehmung nicht verschlossen, so daß evt. schon aus der Steuerleitung zurückströmendes Druck­ mittel nicht auf eine geschlossene Wand stößt. Kraftspitzen auf den Verteilerrotor und besondere Druckwellen in der Steuerlei­ tung werden dadurch vermieden.

Im Bereich der Dekompressionsausnehmung ist nicht nur ein Dicht­ steg zwischen dieser und der Druckausnehmung vorhanden. Dicht­ stege können die Dekompressionsausnehmung auch vom Niederdruck­ bereich und vom Hochdruckbereich trennen. Insgesamt ist also die Dichtfläche im Bereich der Dekompressionsausnehmung recht groß, so daß auch die Wirkfläche für einen Druck, der größer als der Niederdruck ist, groß ist und die Neigung besteht, daß die Dicht­ stege von ihren Gegenflächen abheben. Um die Wirkfläche zu ver­ kleinern, ist gemäß Anspruch 7 in einen Dichtsteg des Verteiler­ rotors, der sich radial oder axial zwischen der Dekompressions­ ausnehmung und dem Hochdruckbereich befindet, eine mit dem Nie­ derdruckbereich verbundene Entlastungsrille eingebracht.

Auch in einen Dichtsteg, der die Druckausnehmung über wenigstens einen Teil ihrer Länge in radialer oder axialer Richtung vom Hochdruckbereich trennt, wird vorteilhafterweise eine mit dem Niederdruckbereich verbundene Entlastungsrille eingebracht. Da­ bei ist diese Ausbildung auch unabhängig von Merkmalen aus den vorhergehenden Ansprüchen schon mit Vorteilen verbunden, da da­ durch die in Abheberichtung wirkende Kraft auf den Verteilerro­ tor vermindert wird.

Befindet sich der Hochdruckbereich radial außen oder innen, am Verteilerrotor, so ist bevorzugt gemäß Anspruch 9 das Rück­ schlagventil derart am Verteilerrotor angeordnet, daß seine Achse zumindest angenähert in einer Radialebene liegt. Dann läßt sich der Ablaufweg vom Rückschlagventil zum Hochdruckbereich auf besonders einfache Weise herstellen.

Die Ansprüche 10 bis 14 schließlich beziehen sich auf Ausbildun­ gen des Rückschlagventils, die dieses Ventil besonders schnell schalten lassen.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Motorbremse für eine Brennkraftmaschine ist in den Zeichnungen dargestellt. An­ hand der Figuren dieser Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 die Motorbremse als Gesamtsystem, wobei die Einzel­ komponenten bis auf den in einer axialen Ansicht gezeigten Verteilerrotor nur schematisch abgebildet sind,

Fig. 2 einen Axialschnitt durch die als Druckmittelquelle dienende Hydropumpe des Systems, die auch die Verteiler­ einrichtung enthält,

Fig. 3 in einem vergrößerten Maßstab einen Ausschnitt aus Fig. 2 im Bereich des Rückschlagventils am Verteilerrotor,

Fig. 4 einen Schnitt durch das Gehäuse des Rückschlagventils und

Fig. 5 eine Draufsicht auf das Gehäuse des Rückschlagventils in Richtung des Pfeiles A aus Fig. 4.

Die gezeigte Motorbremse arbeitet nach dem Prinzip einer Dekom­ pressionsbremse und ist für eine Brennkraftmaschine 9 mit acht Zylindern konzipiert. Aus Vereinfachungsgründen ist lediglich ein Brennraum der Brennkraftmaschine mit einem Dekompressionsventil 10 dargestellt. Im Bremsbetrieb wird das Dekompressionsventil am Ende des Verdichtungstakts kurzzeitig geöffnet, so daß die ver­ dichtete Luft aus dem Brennraum abströmen kann. Auf diese Weise wird die Kompressionsarbeit des Arbeitskolbens während des Ver­ dichtungstakts zum Bremsen nutzbar gemacht.

Das Dekompressionsventil 10 ist von einem Hydraulikkolben 11 be­ tätigbar, der über eine zugehörige Steuerleitung 12 mit Druck beaufschlagbar und von Druck entlastbar ist. Zur vereinfachten Darstellung ist in Fig. 1 lediglich eine einzige Steuerleitung 12 ganz gezeigt.

Pro Dekompressionsventil 10 ist eine gesonderte Steuerleitung 12 vorgesehen, die von einem Steuerausgang 13 von insgesamt acht Steuerausgängen 13 einer Verteilereinrichtung 14 ausgeht. Im Bremsbetrieb werden die Hydraulikkolben 11 in der richtigen Rei­ henfolge und in einem an die jeweilige Drehzahl der Brennkraft­ maschine angepaßten Takt über die Verteilereinrichtung und die Steuerleitungen vom Hochdruckbereich einer Radialkolbenpumpe 15 aus mit Druck beaufschlagt und durch eine Verbindung der jewei­ ligen Steuerleitung mit dem Niederdruckbereich der Pumpe 15 von Druck entlastet.

Die Verteilereinrichtung 14 und weitere hydraulische Bauteile sind in die Radialkolbenpumpe 15 integriert, die näher in Fig. 2 dargestellt ist und ein zweiteiliges Pumpengehäuse 21 mit ei­ nem ersten Gehäuseteil 22 und einem zweiten Gehäuseteil 23 be­ sitzt. Beide Gehäuseteile sind topfförmig mit einem Topfmantel 24 bzw. 25 und einem Topfböden 26 bzw. 27 ausgebildet und in einander entgegengesetzten Positionen ineinandergesteckt. Der Topfmantel 24 des ersten Gehäuseteils 22 ist im Querschnitt we­ sentlich kleiner als der vom Topfmantel 25 des zweiten Gehäuse­ teils umgebene Hohlraum, so daß das erste Gehäuseteil 22 in das zweite Gehäuseteil 23 hineinpaßt und zwischen den beiden Gehäu­ seteilen ein relativ großer Zwischenraum 28 vorhanden ist.

Im gleichen Winkelabstand voneinander sind außen an den Topfman­ tel 24 des ersten Gehäuseteils 22 mehrere Ansätze 32 angeformt, durch die gestufte Bohrungen 33 von außen bis in den vom Topf­ mantel 24 des ersten Gehäuseteils 22 umgebenen Hohlraum 34 hin­ durchgehen. In jede Bohrung 33 ist ein Zylindergehäuse 35 einge­ schraubt, das einen Radialkolben 36 aufnimmt. Eine in dem von dem Zylindergehäuse 35 und dem Radialkolben 36 umschlossenen Verdrängerraum 37 untergebrachte Schraubendruckfeder 40 ist zwi­ schen dem Zylindergehäuse 35 und dem Radialkolben 36 eingespannt und beaufschlagt den Radialkolben 36 in eine Richtung nach ra­ dial innen.

Eine Antriebswelle 38 der Pumpe ist im Boden 26 des ersten Ge­ häuseteils 22 und im Böden 27 des zweiten Gehäuseteils 23 dreh­ bar gelagert und über ein drehfest mit ihr verbundenes Zahnrad 39 von der Brennkraftmaschine 9 mit der halben Drehzahl der Brennkraftmaschine antreibbar. Im Hohlraum 34 besitzt die An­ triebswelle 38 einen Exzenter 42, auf dem ein Exzenterring 43 drehbar gelagert ist. Die Radialkolben 36 werden von den Druck­ federn 40 an diesen Exzenterring 43 angedrückt. Wenn sich die Antriebswelle 38 dreht, vollführen die Radialkolben unter dem Einfluß des Exzenters 42, der Druckfedern 40 und des in den Ver­ drängerräumen 37 herrschenden Drucks eine hin- und hergehende Bewegung in radialer Richtung, wobei aus dem Hohlraum 34, der zum Niederdruckbereich des Systems gehört, Druckmittel angesaugt und in den Zwischenraum 28 abgegeben wird, der der Hochdruckbe­ reich der Pumpe ist.

Durch das zweite Gehäuseteil 23 führt ein Niederdruckspeiseka­ nal, in den aus einer Motorölwanne 44 heraus von einer in Fig. 1 eingezeichneten Schmierölpumpe 45 eines Kraftfahrzeugs Schmieröl als Druckmittel gefördert wird. Der Speisekanal geht von einem Anschluß 46 des zweiten Gehäuseteils 23 aus und wird größtenteils von einer Bohrung 47 gebildet, die radial zur An­ triebswelle 38 im Boden 27 des zweiten Gehäuseteils 23 verläuft und bis zu einer der Lagerung der Antriebswelle 38 dienenden Sackbohrung 48 im Boden 27 reicht. Die Bohrung 47 wird von einer Axialbohrung 49 gequert, die einen geringen Abstand von der Sackbohrung 48 hat und ebenso wie diese nach innen hin offen ist. Zwischen den Anschluß 46 und die Bohrung 47 ist ein Druck­ minderventil 50 eingebaut, das an seinem Ausgang, also in der Bohrung 47 und im gesamten Niederdruckbereich der Pumpe, einen niederen Speisedruck von z. B. 1,5 bar aufrechterhält.

Radial weiter außen als die Axialbohrung 49 befinden sich im Bo­ den 27 des zweiten Gehäuseteils 23 weitere nach innen hin offene Axialbohrungen 51, die alle den gleichen Abstand von der Achse der Sackbohrung 48 und damit der Antriebswelle 38 haben und den gleichen Winkelabstand voneinander besitzen. Die Axialbohrungen 51 sind mit Steueranschlüssen 52 des Gehäuseteils 23 verbunden und bilden zusammen mit diesen die Steuerausgänge 13 der Vertei­ lereinrichtung 14. An die Anschlüsse 52 sind die zu den Hydrau­ likkolben 11 führenden Steuerleitungen 12 angeschlossen.

Als weitere hydraulische Komponenten erkennt man in den Fig. 1 und 2 einen Niederdruckpulsationsdämpfer 53, eine Spüldüse 54, die zwischen den Hohlraum 34 und die Ölwanne 44 geschaltet ist, und ein elektromagnetisch verstellbares Druckbegrenzungsventil 55, dessen Zulauf mit dem Zwischenraum 28, also mit dem Hoch­ druckbereich der Pumpe 15, und dessen Ablauf mit der Bohrung 47, also mit dem Niederdruckbereich der Pumpe, verbunden ist. Im nor­ malen Betrieb eines Kraftfahrzeugs ist das Druckbegrenzungsven­ til 55 auf einen sehr niedrigen Druck eingestellt, so daß die Pumpe 15 nur im Umlauf fördert und von der Brennkraftmaschine mit geringer Leistung mitgeschleppt wird. Im Bremsbetrieb wird mit dem Druckbegrenzungsventil 55 ein Hochdruck im Bereich von z. B. 100 bar eingestellt. Der Zwischenraum 28 zwischen den bei­ den Gehäuseteilen 22 und 23 ist in Fig. 1 als Volumenresonator eingezeichnet, der dazu beiträgt, Druckspitzen im Hochdruckbe­ reich der Pumpe 15 zu glätten.

Nachdem sich die Steuerausgänge 13 der Verteilereinrichtung 14 sowie der Hochdruckbereich 28 und der Niederdruckbereich in dem Gehäuse 21 befinden, kann dies auch als Stator der Verteilerein­ richtung 14 angesehen werden, die zusätzlich einen Verteilerro­ tor besitzt, der im wesentlichen aus der Antriebswelle 38 und zwei zwischen den beiden Gehäuseteilen 22 und 23 verdrehfest auf der Antriebswelle 38 sitzenden Verteilerscheiben 61 und 62 be­ steht und über den die, Steuerausgänge mit dem Hochdruckbereich und dem Niederdruckbereich verbindbar sind. Die erste Verteiler­ scheibe 61 befindet sich nahe am ersten Gehäuseteil 22 und die zweite Verteilerscheibe 62 nähe am zweiten Gehäuseteil 23. Die beiden Verteilerscheiben sind unmittelbar ineinander telesko­ pisch geführt, wobei die erste Verteilerscheibe 61 in einer Aus­ nehmung der zweiten Verteilerscheibe 62 aufgenommen ist. Zwi­ schen den beiden Verteilerscheiben ist eine Radialdichtung 63 angeordnet. Der Axialbohrung 49 liegt die Verteilerscheibe 62 mit einer Ringnut 64 gegenüber, von der an ihrem Rand mehrere axiale Bohrungen 65 ausgehen, von denen jede den Boden einer Sackbohrung 66 durchbricht, die von der dem Gehäuseteil 23 abge­ wandten Seite in die Verteilerscheibe 62 eingebracht ist. Mit den Sackbohrungen 66 fluchtend gehen auch durch die erste Ver­ teilerscheibe 61 Axialbohrungen 67 hindurch, die in eine Ausneh­ mung 68 auf der der Verteilerscheibe 62 abgewandten Stirnseite der Verteilerscheibe 61 münden. Von der Ausnehmung 68 aus be­ steht über eine zentrale Öffnung in einem den Ausgang des Hohl­ raums 34 verkleinernden Ring 70 eine Verbindung zum Hohlraum 34. Zwischen dem Ring 70 und der Innenseite des Topfmantels 24 ist eine Radialdichtung 71 angeordnet. Somit kann vom Ausgang des Druckminderventils 50 aus Öl über die Bohrung 47, die Bohrung 49, die Ringnut 64, die Bohrungen 65, 66 und 67, die Ausnehmung 68 und die zentrale Öffnung im Abstützring 70 in den Hohlraum 34 des ersten Gehäuseteils 22 gelangen, aus dem die Radialkolben 36 Öl ansaugen. An ihrem Rand besitzt die erste Verteilerscheibe 61 einen um die Ausnehmung 68 herumlaufenden Dichtsteg 72, mit dem sie an den Abstützring 70 axial angedrückt werden kann, so daß sie die Hohlräume 34 und 28 voneinander trennt.

In der dem Gehäuseteil 23 zugekehrten Stirnseite besitzt die Verteilerscheibe 62 neben der Ringnut 64 eine Niederdrucksteuer­ nut 73, die sich über einen begrenzten Winkelbereich erstreckt, sich ra­ dial außerhalb der Ringnut 64 befindet, axial weniger tief als die Ringnut 64 ist und zur Ringnut 64 hin offen ist. Radial nach außen hin ist die Niederdrucksteuernut 73 durch einen Dichtsteg 74, mit dem die Verteilerscheibe 62 gegen das Gehäuseteil 23 ge­ drückt werden kann, von einer axial zum Gehäuseteil 23 und radial nach außen zum Zwischenraum 28 hin offenen Eindrehung 75 der Verteilerscheibe 62 getrennt. Zwischen den beiden peripheren En­ den der Niederdrucksteuernut 73 ist der Dichtsteg 74 radial nach innen verbreitert, um innerhalb des Dichtstegs Platz für eine kreisbogenförmige Drucknut 76 und eine ebenfalls kreisbogenför­ mige Dekompressionsnut 77 zu schaffen. Beide Nuten 76 und 77 ha­ ben denselben Abstand von der Achse der Verteilerscheibe 62 und sind in peripherer Richtung durch einen Abschnitt 78 des Dicht­ stegs 74 voneinander getrennt. Die Nuten 73, 76 und 77 fluchten mit den Axialbohrungen 51 im Gehäuseteil 23. Die Drucknut 76 ist an ihrem peripher von der Dekompressionsnut 77 entfernteren Ende über eine Radialnut 79 mit dem Zwischenraum 28, also mit dem Hochdruckbereich der Pumpe 15 und der Verteilereinrichtung 14 verbunden.

Im Boden der Dekompressionsnut 77 befindet sich eine axiale Sackbohrung 80, die über eine radial nach außen führende Verbin­ dungsbohrung 81 mit einer Aufnahme 82 verbunden ist, die radial von außen in die Verteilerscheibe 62 eingebracht ist und in die ein Rückschlagventil 85 eingesetzt ist, das aus einem Ventilsitz 86, einem Gehäuse 87 und einer Kugel 88 als Ventilschließkörper besteht. Die Kugel 88 ist aus einem keramischen Material, insbe­ sondere aus Siliziumnitrid hergestellt. Die Richtung der Achse des Rückschlagventils und die Bewegungsrichtung der Kugel 88 verlaufen radial bezüglich der Achse der Verteilerscheibe 62 und der Antriebswelle 38. Am Grunde der Aufnahme 82 befindet sich der Ventilsitz 86, der mit einem zentralen Durchgang 90, der sich radial nach außen kegelig erweitert, mit der Verbindungs­ bohrung 81 fluchtet. Das Gehäuse 87 besitzt einen zum Ventilsitz 86 hin offenen zentralen Aufnahmeraum 91, der zum Ventilsitz 86 hin einen kreiszylindrigen Abschnitt 92, einen sich daran an­ schließenden, kegelstumpfförmigen Abschnitt 93 und einen diesem folgenden sackbohrungsartigen Abschnitt 94 aufweist. Innerhalb des kegeligen Abschnitts des zentralen Durchgangs 90 des Ventil­ sitzes 86 sowie innerhalb der Abschnitte 92 und 93 der zentralen Aufnahme 91 im Gehäuse 87 kann sich die Kugel 88 bewegen. Im Ab­ schnitt 94 des Gehäuses 87 ist eine Schraubendruckfeder 95 auf­ genommen, die die Kugel 88 in Richtung auf den Ventilsitz 86 zu beaufschlagt, gegen die geringen auf die Kugel 88 wirkenden Zen­ trifugalkräfte wirkt und mit dazu beiträgt, daß der am Ende der Rückströmung von Druckmittel aus der Steuerleitung einsetzende Schließvorgang des Rückschlagventils sehr schnell vonstatten geht.

Zu einem schnellen Schließvorgang des Rückschlagventils 85 trägt auch bei, daß die Kugel 88 an ihrer dem Ventilsitz 86 abgewand­ ten Seite direkt von Druckmittel anströmbar ist. Die radiale An­ ordnung des Rückschlagventils ermöglicht dies auf einfache Waise. Es sind lediglich im Gehäuse 87 eine oder mehrere axiale Durchgänge zwischen dem zentralen Aufnahmeraum 91 und der Rück­ seite 96 des Gehäuses 87 zu schaffen. Bei dem gezeigten Ausfüh­ rungsbeispiel sind insgesamt vier solche Durchgänge in Form von Bohrungen vorhanden. Eine erste Bohrung 97 befindet sich in der Achse 98 des Gehäuses 87 und mündet zentral in den Aufnahmeraum 91. Außerdem besitzt das Ventilgehäuse 87 drei weitere einander gleichwertige Bohrungen 99, die parallel zur Achse 98 des Gehäu­ ses 87 verlaufen und dreifachsymmetrisch zu dieser Achse ange­ ordnet sind. Der Abstand der Achsen der Bohrungen 99 von der Achse 98 sowie die Größe der Abschnitte 92 und 93 des Aufnah­ meraums 91 und der Durchmesser der Bohrungen 99 sind so aufein­ ander abgestimmt, daß die Bohrungen 99 mit einem Teil ihres Querschnitts axial in den Aufnahmeraum 91 münden, ihn aber auch von radial außen anschneiden. Damit ist bei offenem Ventil der Öffnungsquerschnitt größer als dann, wenn die Bohrungen 99 ganz innerhalb des Abschnitts 92 des Aufnahmeraums 91 liegen.

Die beiden Verteilerscheiben 61 und 62 werden mit einer gewissen Kraft gegen das Gehäuseteil 22 bzw. den Abstützring 70 sowie ge­ gen das Gehäuseteil 23 gedrückt. Diese Kraft wird auf zweierlei Weise erzeugt. Zum einen sind in die Sackbohrungen 66 der Ver­ teilerscheibe 62 Druckfedern 105 eingelegt, die die beiden Ver­ teilerscheiben auseinanderdrücken. Zum anderen ist eine Druck­ fläche 106 an der ersten Verteilerscheibe 61 nicht und eine Druckfläche 107 an der zweiten Verteilerscheibe 62 durch die Eindrehung 75 nur teilweise druckausgeglichen, so daß im Brems­ betrieb die beiden Verteilerscheiben auch von dem dann im Zwi­ schenraum 28 herrschenden Hochdruck auseinandergedrückt werden. Die von diesem Druck erzeugte Kraft überwiegt bei weitem die von den Federn 105 erzeugte Kraft, die lediglich die Funktion haben, die Verteilerscheiben schon bei fehlendem Hochdruck an die Ge­ häuseteile anzudrücken.

Damit die Druckkräfte, die im Bereich der Drucknut 76 und der Dekompressionsnut 77 an der Verteilerscheibe 62 im Sinne eines Abhebens vom Gehäuseteil 23 angreifen, geringgehalten werden, zieht sich zwischen diesen beiden Nuten und der Eindrehung 75 im Dichtsteg 74 eine Entlastungsrille 108 entlang, die im Abstand vor der Radialnut 79 endet und die an einem peripheren Ende von der Niederdrucksteuernut 73 ausgeht.

Wenn, eine mit der gezeigten Motorbremse ausgestattete Brenn­ kraftmaschine eines Kraftfahrzeugs läuft, nimmt sie über das Zahnrad 39 die Antriebswelle 38 mit. Die Radialkolben 36 gleiten auf dem Exzenterring 43 entlang und führen ihre Hubbewegungen aus. Die Verteilerscheiben 61 und 62 werden von der Antriebs­ welle mitgenommen. Im Normalbetrieb, wenn die Motorbremse nicht benutzt wird, ist das Druckbegrenzungsventil 55 auf einen nied­ rigen Druck eingestellt. Die Pumpe wird mit geringer Leistung mitgeschleppt. Die Verteilerscheiben liegen nur aufgrund der Kraft der Federn 105 an den Gehäuseteilen an, so daß auch sie praktisch leistungslos mitgeschleppt werden.

Für den Gebrauch der Motorbremse wird das Druckbegrenzungsventil auf einen hohen Druck von z. B. 100 bar eingestellt. Dieser Druck herrscht dann im Zwischenraum 28 zwischen den beiden Gehäusetei­ len 22 und 23. Es sei nun ein bestimmter Steuerausgang 13 be­ trachtet, der sich augenblicklich axial über der Niederdruck­ steuernut 73 befinden möge. In der entsprechenden Steuerleitung herrscht also Niederdruck. Das entsprechende Dekompressionsven­ til 10 ist geschlossen. Während sich nun die Verteilerscheibe 62 in der in Fig. 1 mit einem Pfeil B angedeuteten Richtung dreht, gerät der Steuerausgang über den radialen Abschnitt des Dicht­ stegs 74 zwischen dem einen peripheren Ende der Steuernut 75 und der Drucknut 76 hinweg über die Drucknut 76. Es strömt nun aus dem Hochdruckbereich 28 Druckmittel in die Steuerleitung 12, wo­ bei aufgrund von Druckwellenvorgängen zeitweise ein Druck ent­ steht, der höher als der Druck im Hochdruckbereich der Pumpe 15 und der Verteilereinrichtung 14 ist. Die Druckwellenvorgänge führen auch vor der abermaligen Verbindung des betrachteten Steuerausgangs mit der Niederdrucksteuernut 73 zu einer Umkeh­ rung der Strömungsrichtung des Druckmittels in der Steuerlei­ tung. Durch die in Drehrichtung des Pfeiles B der Drucknut fol­ genden Dekompressionsnut, die über das Rückschlagventil 85 mit dem Hochdruckbereich verbunden ist, kann nun Druckmittel in den Hochdruckbereich zurückströmen. Wichtig ist, daß Druckmittel über das Rückschlagventil 85 in den Hochdruckbereich zurückströ­ men kann, daß aber über das Rückschlagventil 85 kein Druckmittel aus dem Hochdruckbereich in den Steuerausgang strömen kann, so daß der soeben geschilderte Vorgang mit in die Steuerleitung hineinströmenden und aus der Steuerleitung herausströmenden Druckmittel nicht erneut angeregt werden kann. Eine erneute An­ regung würde nämlich schließlich doch noch zu einer erhöhten Verschleppung von Druckmittel in die Niederdrucksteuernut füh­ ren. Somit ist mit der Erfindung auf einfache Weise ein hydrau­ lisches System geschaffen, bei dem mit einer relativ kleinen Pumpe die gewünschte Steuerung der Betätigungselemente über einen großen Bereich von Taktzeiten erreicht wird.

Claims (14)

1. Hydraulisches System, insbesondere Motorbremse für eine Brennkraftmaschine (9), mit mindestens einem hydraulischen Betä­ tigungselement (11), mit einer Verdrängerpumpe (15), von der Druckmittel aus einem Niederdruckbereich (34) in einen Hoch­ druckbereich (28) förderbar ist, und mit einer Verteilereinrich­ tung (14), die einen über eine Steuerleitung (12) mit dem Betä­ tigungselement (11) verbundenen Steuerausgang (13) aufweist, der vom Hochdruckbereich (28) aus mit Druck beaufschlagbar und mit dem Niederdruckbereich (34) verbindbar ist, gekennzeichnet durch ein Rückschlagventil (85), über das Druckmittel von der Steuer­ leitung (12) nach dem Ende ihrer vom Hochdruckbereich (28) aus erfolgten Druckbeaufschlagung und vor ihrer Verbindung mit dem Niederdruckbereich (34) in den Hochdruckbereich (28) zurückströ­ men kann.

2. Hydraulisches System nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mehrere Betätigungselemente und mehrere getrennt mit Druck beaufschlagbare Steuerleitungen vorhanden sind und daß jede dieser Steuerleitungen über ein nur ihr zugeordnetes Rück­ schlagventil mit dem Hochdruckbereich verbindbar ist.

3. Hydraulisches System nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verteilereinrichtung (14) mindestens einen feststehenden Steuerausgang (13) und einen drehbaren Verteiler­ rotor (38, 61, 62) aufweist und daß das Rückschlagventil (85) am Verteilerrotor (38, 61, 62) angeordnet ist.

4. Hydraulisches System nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mehrere Steuerausgänge (13), vorzugsweise alle Steuerausgänge (13) über dasselbe am Verteilerrotor (38, 61, 62) angeordnete Rückschlagventil (85) mit dem Hochdruckbereich (28) verbindbar sind.

5. Hydraulisches System nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Verteilerrotor (38, 61, 62) eine Druckaus­ nehmung (76), über die mindestens ein Steuerausgang (13) vom Hochdruckbereich (28) aus mit Druck beaufschlagbar ist, und eine Entlastungsausnehmung (73) aufweist, über die der Steuerausgang (13) mit dem Niederdruckbereich (34) verbindbar ist, und daß der Steuerausgang (13) über eine zwischen der Druckausnehmung (76) und der Entlastungsausnehmung (73) befindliche und von diesen Ausnehmungen (76, 73) getrennte Dekompressionsausnehmung (77) und das dieser nachgeschaltete Rückschlagventil (85) mit dem Hochdruckbereich (28) verbindbar ist.

6. Hydraulisches System nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein zwischen der Druckausnehmung (76) und der De­ kompressionsausnehmung (77) vorhandener Dichtsteg (78) in Um­ laufrichtung des Verteilerrotors (38, 61, 62) kürzer ist als die den Ausnehmungen (76, 77) gegenüberliegenden Steuerausgänge (13).

7. Hydraulisches System nach Anspruch 5 oder 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in einem sich radial oder axial zwischen der Dekompressionsausnehmung (77) und dem Hochdruckbereich befinden­ den Dichtsteg (74) des Verteilerrotors (62) eine mit dem Nieder­ druckbereich (34) verbundene Entlastungsrille (108) eingebracht ist.

8. Hydraulisches System nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckausnehmung (76) über wenig­ stens einen Teil ihrer Länge durch einen sich radial oder axial zwischen ihr und dem Hochdruckbereich (28) befindlichen Dicht­ steg (74) vom Hochdruckbereich (28) getrennt ist und daß in den Dichtsteg (74) eine mit dem Niederdruckbereich (34) verbundene Entlastungsrille (108) eingebracht ist.

9. Hydraulisches System nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Hochdruckbereich (28) ra­ dial außen oder innen am Verteilerrotor (62) befindet und daß das Rückschlagventil (85) derart am Verteilerrotor (62) angeord­ net ist, daß seine Achse (98) zumindest angenähert in einer Ra­ dialebene liegt.

10. Hydraulisches System nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließkörper (88) des Rück­ schlagventils (85) aus einem keramischen Material, insbesondere aus Siliziumnitrid besteht.

11. Hydraulisches System nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließkörper (88) des Rück­ schlagventils (85) vom Hochdruckbereich (28) aus in Schließrich­ tung anströmbar ist.

12. Hydraulisches System nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß durch ein in einem zentralen Hohlraum (91) den Schließkörper (88) aufnehmendes und führendes Ventilgehäuse (87) des Rückschlagventils (85) eine Anzahl von n < 1 ablaufseitigen Bohrungen (99) hindurchgeht, wobei die Bohrungen (99) in Achs­ richtung des Rückschlagventils (85) verlaufen, n-fach symme­ trisch zur Achse (98) des Rückschlagventils (85) angeordnet sind und zumindest mit einem Querschnittsteil axial in den Hohlraum (91) münden.

13. Hydraulisches System nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bohrungen (99) den Hohlraum (91) radial von außen anschneiden.

14. Hydraulisches System nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere ablaufseitige Bohrung (97) des Ventilgehäuses (87) zentral in den Hohlraum (91) mündet.