EP3152428B1 - Motorbremsvorrichtung für eine brennkraftmaschine - Google Patents

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EP3152428B1
EP3152428B1 EP15724942.6A EP15724942A EP3152428B1 EP 3152428 B1 EP3152428 B1 EP 3152428B1 EP 15724942 A EP15724942 A EP 15724942A EP 3152428 B1 EP3152428 B1 EP 3152428B1
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EP
European Patent Office
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cam
intake
exhaust
brake
camshaft
Prior art date
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EP15724942.6A
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English (en)
French (fr)
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EP3152428A1 (de
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Matthias Lahr
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Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
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Publication date
Application filed by Daimler AG filed Critical Daimler AG
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    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/06—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for braking
    • F01L13/065—Compression release engine retarders of the "Jacobs Manufacturing" type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
    • F01L1/18—Rocking arms or levers
    • F01L1/181—Centre pivot rocking arms
    • F01L1/182—Centre pivot rocking arms the rocking arm being pivoted about an individual fulcrum, i.e. not about a common shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01L1/36—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear peculiar to machines or engines of specific type other than four-stroke cycle
    • F01L1/38—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear peculiar to machines or engines of specific type other than four-stroke cycle for engines with other than four-stroke cycle, e.g. with two-stroke cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/08—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for decompression, e.g. during starting; for changing compression ratio
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/04—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation using engine as brake
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • F01L2001/0471—Assembled camshafts
    • F01L2001/0473—Composite camshafts, e.g. with cams or cam sleeve being able to move relative to the inner camshaft or a cam adjusting rod
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2305/00—Valve arrangements comprising rollers

Definitions

  • the invention relates to an engine brake device for an internal combustion engine of a motor vehicle, in particular a commercial vehicle.
  • From the EP 2 191 106 B1 is already an engine brake device with a camshaft having at least one cam group with at least one firing cam and at least one brake cam, with at least one firing cam associated cam follower, which is provided in a firing operation for actuating at least one gas exchange valve, and a brake cam associated cam follower, the is provided in a braking operation for actuating the at least one gas exchange valve, and with a switching device which is provided to switch between the firing operation and the braking operation, known.
  • CN103334807A discloses another engine brake device.
  • the invention is in particular the object of providing a cost-effective engine brake device with a high engine braking performance. This object is achieved by an embodiment according to the invention according to claim 1. Further developments of the invention will become apparent from the dependent claims.
  • an engine brake device having at least one intake camshaft, which has at least one intake cam group with at least one firing cam and at least one brake cam, with at least one intake cam follower associated with the firing cam, which is provided in a firing operation for actuating at least one intake valve, with at least one brake associated with the brake cam Intake cam follower provided in a braking operation for operating the at least one intake valve, and with a switching device associated with the intake camshaft, which is provided to convert a torque of the intake camshaft into a force for switching between the firing operation and the braking operation.
  • a torque and / or a rotational movement of the intake camshaft can be used to selectively actuate the at least one intake valve for the firing mode or for braking operation, thereby cost-effective and space-saving in addition to a braking operation of at least one exhaust valve of the engine brake device, the at least one inlet valve in the braking mode operated and thereby an engine braking power can be increased.
  • the braking operation for example, in a four-cycle engine within a cycle two intake strokes can be realized, whereby a decelerating compression work of the four-stroke engine by compressing a sucked combustion air and subsequent unused decompression per cycle can be increased.
  • an "intake cam group” is understood here to mean a group of intake cams which comprises all intake cams provided for a working cylinder of the internal combustion engine and which has the intake camshaft.
  • a "firing operation” is to be understood in particular to be a control of the at least one inlet valve for a fired operation of the at least one working cylinder, in which a compression work within the at least one working cylinder is used in particular for the drive.
  • a "braking operation” should be understood to mean, in particular, a control of the at least one intake valve for a braking operation of the at least one working cylinder, in which the compression work within the at least one working cylinder is used for braking.
  • the firing mode and the braking operation differ in particular in driving times for the at least one inlet valve.
  • a “switching device associated with the intake camshaft” should be understood as meaning, in particular, a mechanism which is provided for switching over between the firing mode and the braking mode of the at least one inlet valve.
  • “provided” is to be understood in particular to be specially designed, designed, equipped and / or arranged.
  • the changeover device associated with the intake camshaft has at least one link element connected to the intake camshaft in a rotationally fixed, but axially displaceable manner with at least one link path, which is intended to convert a rotational movement of the intake camshaft into a linear shifting movement of the link element.
  • the rotational movement and thus the torque of the intake camshaft can be easily used for switching the link element between two switching positions.
  • the mechanical switching of the link element can then be converted into a switching between the firing mode and the braking mode of the at least one inlet valve, whereby the switching device can be realized only with mechanical components.
  • a required to trigger the switching actuator can then be performed in the form of a simple electrical or electromagnetic actuator.
  • the engine brake device comprises a relation to the gate element of the intake cam associated switching device fixedly arranged actuator with at least one shift pin, which is intended to intervene in the at least one slide track and convert the rotational movement of the intake camshaft in the linear switching movement of the link element.
  • the actuator can be formed easily and inexpensively.
  • the actuator only has to be provided to bring the shift pin into engagement with the shift gate.
  • a necessary switching force is much smaller than a supporting force, which is necessary when the actuator switches directly between the firing and braking mode, for example, by acting directly on the intake cam follower.
  • the actuator only needs to be energized for switching between the firing mode and the braking operation of the at least one inlet valve.
  • An actuator which must be permanently active during the braking operation and / or the firing operation in order to keep the firing mode or the braking operation of the at least one inlet valve switched, can be dispensed with.
  • the engine brake device comprises at least two rocker arms, each having one of the intake cam followers, which are each pivotable about a rocker shaft axis for actuation of the at least one intake valve, the rocker arm bearing defining the rocker shaft having a first end position associated with the firing operation having a braking operation associated with the second brake end position.
  • rocker arm bearing is to be understood in particular as a bearing for rocker arms for actuating the at least one intake valve, which is provided to receive and discharge operating forces acting on the rocker arms upon actuation of the at least one intake valve.
  • rocker arm bearing By connecting the rocker arms to the switchable between the first end position and the second end position rocker arm bearing can be achieved that depending on the end position of a rocker arm or the other rocker arm is in operative connection with the intake camshaft, thereby easily between the firing and the braking operation of the at least one inlet valve can be switched.
  • the rocker arm bearing is provided to be switched by means of the torque of the intake camshaft between the two end positions.
  • the torque of the intake camshaft can be advantageously used, whereby a high efficiency can be achieved.
  • the actuating forces acting on the rocker arms upon actuation of the at least one intake valve are preferably derived from the rocker arm bearing so that a torque acts which can be used to shift from one end position to the other end position.
  • the switching cam associated with the intake camshaft has at least one spring-loaded latch engagement element which is provided to fix the rocker arm bearing in the two end positions or end positions.
  • the switching cam associated with the intake camshaft has at least one movably mounted locking contour element against which the at least one latching engagement element of the rocker arm bearing is supported.
  • the locking contour element is movably mounted, the fixation of the rocker arm bearing can be easily solved in its end positions.
  • forces that are necessary for releasing the latching engagement element can be much smaller than forces that can be supported by the latching engagement element for fixing the rocker arm storage.
  • the rocker arm bearing can be fixed by the latching engagement element against high actuation forces, while at the same time the fixation of the rocker arm bearing can be easily solved.
  • the locking contour element of the intake cam associated switching device has at least two engagement positions and the link element is provided to pivot the at least one locking contour element of the latching positions at least in an intermediate position between the latched positions.
  • the link element of the intake cam associated switching device has two switching positions and an actuating pin which is intended, in the first switching position, the at least one locking contour element from the first engagement position in the intermediate position and in the second switching position of the second engagement position in the Switch intermediate position.
  • the link element can be mechanically coupled to the catch contour element in a particularly simple manner, whereby the switchover of the catch contour element takes place at a defined intake camshaft position, whereby the entire switchover can be adapted to an intake cam curve of the brake cam and / or the firing cam of the intake cam group.
  • the at least one brake cam of the intake cam group has at least two intake elevations, whereby the at least one intake valve can be actuated at least twice within an intake camshaft revolution for air intake.
  • the brake rocker arm which has the brake cam associated with the brake cam follower
  • the rocker arm which has the firing cam associated with the intake cam follower.
  • the engine brake device has at least one exhaust camshaft which has at least one exhaust cam group with at least one firing cam and at least one brake cam, at least one exhaust cam follower associated with the firing cam, which is provided in a firing mode for actuating at least one exhaust valve, at least one brake cam associated with the brake cam.
  • An exhaust cam follower provided in a braking operation for operating the at least one exhaust valve, and a switching device associated with the exhaust camshaft and arranged to convert an exhaust camshaft torque into a switching operation between the firing operation and the braking operation.
  • a torque and / or a rotational movement of the exhaust camshaft can be used to selectively actuate the at least one exhaust valve for the firing mode or for the braking operation, whereby the braking operation of the at least one exhaust valve can be switched in cost-effectively and space-savingly in order to provide the engine braking power compressed air in the working cylinder unused to decompress.
  • the switching device associated with the exhaust camshaft is preferably designed analogously to the switching device associated with the intake camshaft.
  • an actuation of the exhaust camshaft associated switching device is analogous to the actuation of the intake camshaft associated switching device.
  • An actuation of the at least one exhaust valve and / or an implementation of the braking operation and the Befeuerungs constitutes the at least one exhaust valve is preferably carried out analogously to the at least one inlet valve.
  • the at least one inlet valve and the at least one outlet valve are advantageously associated with the at least one working cylinder, which is operable in the fired operation and in the braking operation.
  • the at least one inlet valve and the at least one outlet valve are each actuated in their firing mode.
  • the at least one inlet valve and the at least one outlet valve are each actuated in their braking mode.
  • exhaust cam group should be understood to mean a group of exhaust cams which comprises all the exhaust cams provided for a working cylinder of the internal combustion engine and which has the exhaust camshaft.
  • a "firing operation” is to be understood as meaning, in particular, activation of the at least one exhaust valve for the fired operation of the at least one working cylinder, in which the compression work is used within the at least one working cylinder, in particular for propulsion.
  • a "braking operation” is to be understood as meaning in particular a triggering of the at least one exhaust valve for a braking operation of the at least one working cylinder, in which the compression work within the at least one working cylinder is used for braking.
  • the firing mode and the braking mode differ in particular in drive times for the at least one exhaust valve.
  • a "switching device associated with the exhaust camshaft” should be understood as meaning, in particular, a mechanism which is provided for switching over between the firing mode and the braking mode of the at least one exhaust valve.
  • the switching cam associated with the exhaust camshaft and the switching cam associated with the intake camshaft are independently controllable, whereby the braking operation of the at least one working cylinder selectively by the operation of the at least one exhaust valve and the at least one inlet valve in the braking mode or only by the operation of at least one exhaust valve can be adjusted.
  • the actuation of the at least one exhaust valve and the at least one intake valve in the braking operation for the braking operation of the at least one working cylinder or the actuation of only the at least one exhaust valve in the braking mode for the braking operation of the at least one working cylinder can basically in dependence on at least one parameter, in particular at least one driving state parameter and / or a road condition parameter, such as a vehicle speed and / or a negative slope Street, preferably automatically adjusted by means of a control and / or regulating unit by appropriate actuation of the switching devices.
  • the engine brake device comprises at least one further brake cam follower, wherein the at least one exhaust cam group has at least one further brake cam and the further brake exhaust cam follower for actuating at least one further exhaust valve in a brake operation is assigned to the further brake cam.
  • the at least two exhaust valves can be actuated independently of one another, whereby the actuation of the exhaust valves can advantageously be adapted to specific requirements, such as, for example, a high opening cross section or low load.
  • the at least two brake cams of the exhaust cam group have mutually different exhaust cam curves.
  • an actuation of the exhaust valves may differ from one another, whereby the actuation of the exhaust valves can be adapted to each other.
  • a valve drive device with at least one intake camshaft which has at least one intake cam group with at least one first intake cam and at least one second intake cam, with at least one intake cam follower associated with the first intake cam, which is provided in a first operation for operating at least one intake valve, and an intake cam follower associated with the second intake cam, which is provided in a second operation for operating the at least one intake valve, and with a changeover device associated with the intake camshaft, which is arranged to switch between the first operation and the second operation, wherein the Switching device associated with inlet camshaft is provided to convert a torque of the intake camshaft into a force for switching between the first operation and the second operation.
  • the valve drive device has at least one exhaust camshaft with at least one exhaust cam group, which has at least one first exhaust cam and at least one second exhaust cam, at least one of the first Exhaust cam associated exhaust cam follower, which is provided in a first operation for actuating at least one exhaust valve and a second exhaust cam associated exhaust cam follower, which is provided in a second operation for actuating the at least one exhaust valve, and a exhaust cam associated switching device, which is provided for this purpose to switch between the first operation and the second operation, wherein the exhaust camshaft associated with the switching device is provided to convert a torque of the exhaust camshaft in a force for switching between the first operation and the second operation.
  • the switching device can also be used in conjunction with other valve trains.
  • the switching device instead of switching over between a firing mode and a braking mode, can also be provided for switching between a part-load operation and a full-load operation.
  • the switching device for switching between a firing operation and a decompression operation, for example in order to increase comfort during start and stop of an internal combustion engine.
  • the decompression mode remain set, so that when a restart of the internal combustion engine, the switching device is already switched for a decompression operation, creating a comfortable start of the engine without delay becomes possible.
  • the switching device for cylinder deactivation in which for switching off at least one working cylinder all this at least one working cylinder associated gas exchange valves remain unconfirmed.
  • the FIGS. 1 to 8 show a part of an internal combustion engine of a commercial vehicle.
  • the internal combustion engine has a valve drive device with a valve drive and an integrated engine brake device for the internal combustion engine.
  • the valvetrain device includes an intake side with an intake camshaft 10 and an exhaust side with an exhaust camshaft 28 provided for a firing operation and a brake operation, respectively.
  • the intake camshaft 10 is provided to actuate intake valves 14, 15 for not shown working cylinder of the internal combustion engine.
  • the exhaust camshaft 28 is provided to actuate exhaust valves 33, 34 for the non-illustrated working cylinder of the internal combustion engine.
  • the power cylinders are operable in a fired operation in which the firing operation of the intake camshaft 10 and the exhaust camshaft 28 is set, and in a braking operation in which the braking operation of the intake camshaft 10 and the exhaust camshaft 28 is set.
  • a crankshaft is driven into the power cylinder due to a combustion process and decelerated in the braking mode due to unused compression of compressed air in the power cylinders.
  • the internal combustion engine is designed as a four-stroke engine.
  • the engine per cylinder includes two intake valves 14, 15 and two exhaust valves 33, 34.
  • the intake camshaft 10 includes one intake cam group per actuation cylinder for actuating the two intake valves 14, 15 and the exhaust camshaft 28 includes one exhaust cam group per actuation cylinder for actuating the two Exhaust valves 33, 34.
  • Further intake cam groups not shown in more detail, which are provided for actuating the intake valves of the further working cylinders are of analogous design.
  • Further exhaust cam groups not shown in more detail, which are provided for actuating the exhaust valves of the further working cylinders are of analogous design. The following describes first the inlet side and then the outlet side.
  • the intake cam group includes a first firing cam 11, which is provided to open the intake valves 14, 15 in the firing mode, and a second brake cam 12, which is provided to open the intake valves 14, 15 in the braking mode.
  • the firing cam 11 and the brake cam 12 have different intake cam curves.
  • the intake cam curve of the firing cam 11 has an intake lift 38, which is particularly intended to open the intake valves 14, 15 while a piston in the corresponding power cylinder is moved from a top dead center to a bottom dead center to draw combustion air into the cylinder.
  • the brake intake cam curve of the brake cam 12 has two intake elevations 26, 27 each provided in particular for opening the intake valves 14, 15 while moving the piston in the corresponding power cylinder from the top dead center to the bottom dead center to supply combustion air sucked into the cylinder.
  • the brake intake cam curve of the brake cam 12 is principally designed to open the intake valves 14, 15 twice during one revolution of the intake camshaft 10 to draw the combustion air into the working cylinder twice.
  • the Einlasserhebept 26, 27 of the brake cam 12 and the inlet lift 38 of the firing cam 11 are clearly visible.
  • the valve engine with the integrated engine brake device For operating the intake valves 14, 15, the valve engine with the integrated engine brake device includes a first intake cam follower 13 provided for the firing operation of the intake valves 14, 15 and a second brake intake cam follower 16 provided for the braking operation of the intake valves 14, 15 ,
  • the intended for the firing operation inlet cam follower 13 is provided only for an operative connection with the firing cam 11.
  • the brake intake cam follower 16 provided for the braking operation is provided only for operative connection with the brake cam 12.
  • the engine brake device comprises one of Inlet camshaft 10 associated switching device 17, which is provided to switch between an actuation of both intake valves 14, 15 by the firing cam 11 and an actuation of both intake valves 14, 15 by the brake cam 12.
  • the switching device 17 associated with the intake camshaft 10 is provided to toggle between a tap of the intake cam curve of the firing cam 11 by the associated intake cam follower 13 and a tap of the brake intake cam curve of the brake cam 12 by the associated brake intake cam follower 16.
  • the switching device 17 associated with the intake camshaft 10 is provided only for switching the operation of the intake valves 14, 15 of the one working cylinder.
  • the engine braking device can in principle have further, analogously designed, the intake camshaft 10 associated switching devices, which can be at least partially coupled together.
  • the engine brake device comprises two rocker arms associated with the intake cam group with a first rocker arm 21 and a second brake rocker arm 22.
  • Rocker arm 21 is provided for the firing operation of the intake valves 14, 15 and has the intake cam follower 13 provided for engagement with the firing cam 11 of the intake cam group is.
  • Brake rocker arm 22 is provided for the braking operation of the intake valves 14, 15 and has the brake intake cam follower 16 provided for engagement with the brake cam 12 of the intake cam group.
  • the toggle lever 21 provided for the firing operation of the intake valves 14, 15 acts on both intake valves 14, 15.
  • the brake rocker arm 22 provided for the braking operation of the intake valves 14, 15 acts in the illustrated embodiment on both intake valves 14, 15, but in principle also act on only one of the intake valves 14, 15.
  • the rocker arm 21 and the brake rocker arm 22 are each formed as a roller rocker arm.
  • the brake rocker arm 22, which has the brake intake cam follower 16 associated with the brake cam 12, is provided to operate the rocker arm 21 having the intake cam follower 13 associated with the firing cam 11.
  • the brake rocker arm 22, which has the braking cam 12 associated brake inlet cam follower 16, in the braking operation of the intake valves 14, 15 directly to the rocker arm 21, which has the firing cam 11 associated with intake cam follower 13 is coupled.
  • the brake rocker arm 22 is in braking mode on the rocker arm 21 directly.
  • the intake cam follower 13 In the firing operation of the intake valves 14, 15, the intake cam follower 13 is provided with the Firing cam 11 operatively connected and the brake intake cam follower 16 of the brake cam 12 and the rocker arm 21 operatively decoupled. In the braking operation of the intake valves 14, 15, the intake cam follower 13 is operatively decoupled from the firing cam 11, and the brake intake cam follower 16 is operatively connected to the brake cam 12 and the rocker arm 21.
  • the rocker arm 21, which has the intake cam follower 13 associated with the firing cam 11, is operatively connected to the intake valves 14, 15 in the firing operation and in the brake operation.
  • the brake rocker arm 22, which has the brake cam 12 associated with the brake cam follower 16 is operatively decoupled in the firing operation of the intake valves 14, 15 and operatively connected in braking operation via the rocker arm 21 to the intake valves 14, 15.
  • the rocker arm 21 and the brake rocker arm 22 are separated from each other during the firing operation and are connected to one another during braking operation.
  • the switching device 17 associated with the intake camshaft 10 is provided to convert a torque of the intake camshaft 10 into a force for switching between the firing operation and the braking operation.
  • the switching device 17 assigned to the intake camshaft 10 comprises an electromagnetic actuator 39 by means of which the switching between the firing operation and the braking operation can be triggered. Except for the actuator 39, which is provided only for triggering the switching between the firing operation and the braking operation, the switching cam 17 associated with the intake camshaft 10 is completely mechanically formed.
  • the switching device 17 assigned to the intake camshaft 10 comprises a link element 18 connected in a rotationally fixed but axially displaceable manner to the intake camshaft 10.
  • the link element 18 has a first link path 19 which is provided for switching from the firing mode to the braking operation of the intake valves 14, 15, and a second slide track 20, which is provided for switching from the braking operation in the firing operation of the intake valves 14, 15.
  • the slide tracks 19, 20 are offset on the link element 18 by a corresponding angle to each other.
  • Each of the slide tracks 19, 20 has an angular extent corresponding to its function.
  • the slide tracks 19, 20 have, not designated in the figures, each a single track segment, a switching segment and a Ausspursegment on.
  • the circumferentially directed single track segments each have an increasing link track depth.
  • the switching segments which is a substantially constant Sliding link depth, have an axial component.
  • the Ausspursegmente each have a decreasing link path depth.
  • the switching segments of the slide tracks 19, 20 are intended to implement a rotational movement of the intake camshaft 10 in a, relative to a rotational axis 40 of the intake camshaft 10, axial switching movement of the link element 18.
  • the releasable by means of the slide tracks 19, 20 switching movements are oriented in opposite directions, i. the one slide track 19 is provided to switch the link element 18 in the first direction, while the second slide track 20 is provided to switch the link element 18 in the opposite second direction.
  • the link element 18 has two discrete switching positions, between which it can be switched by means of the slide tracks 19, 20. In the embodiment shown, triggered by the slide track 19 switching movement leads to a switchover from the firing mode in the braking mode and, correspondingly, a switching movement of the slide track 20 to a switch from braking mode to the firing mode.
  • the actuator 39 which is provided for triggering the switching between the firing operation and the braking operation of the intake valves 14, 15, is fixedly arranged relative to the link element 18, which is rotatably arranged by the intake camshaft 10.
  • the valve drive device has a housing 41, with which the actuator 39 is firmly connected.
  • the actuator 39 provided for triggering the changeover between the firing mode and the braking mode of the inlet valves 14, 15 comprises a switching pin 42, which positively engages in the respective slide track 19, 20 of the link element 18 in an extended state. To trigger the switching of the switching pin 42 is extended. Subsequently, the switching pin 42 is brought via the corresponding Einspursegment into engagement with the associated slide track 19, 20.
  • the link element 18 is displaced by the switching segment, wherein axial forces are generated for switching from the torque acting on the intake camshaft 10 and supported via the shift pin 42.
  • the switching pin 42 is inserted again by the Ausspursegment. Switching in the two directions is analogous.
  • the switching pin 42 is intended to be forcibly guided after the markings from the one slide track 19, 20 in a subsequent switching to the other slide track 20, 19.
  • the switching cam 17 assigned to the intake camshaft 10 has a rocker arm bearing 25 which has a first end position associated with the firing operation and a second braking end position associated with the braking operation.
  • the Kipphebellagerung 25 is used in particular for supporting the rocker arm 21 and the brake rocker arm 22 and sets each for the rocker arm 21 a rocker shaft 23 and the brake rocker arm 22 a brake rocker arm axis 24 about which the respective rocker arm 21, 22 each pivot is stored (see. Figures 5 and 6 ).
  • the rocker arm bearing 25 includes a bearing member 43 to which the rocker arm 21 and the brake rocker arm 22 are respectively supported.
  • the storage element 43 itself is pivotally mounted.
  • a bearing axis 44, about which the bearing element 43 is pivotable, is arranged offset parallel to the rocker shaft 23 and the brake rocker arm axis 24.
  • the bearing element 43 is mounted relative to the housing 41 of the valve drive device.
  • the bearing element 43 is designed in the form of a U-shaped bracket, wherein ends 45, 46 of the bearing element 43, which are oriented parallel to the rotation axis 40 of the intake camshaft 10, for storage about the bearing axis 44, and wherein the rocker arms 21, 22 to a are connected substantially parallel to the intake camshaft 10 extending part of the support member 43.
  • the ends 45, 46 of the bearing element 43 are rotatably received in bearings 47, 48 of the housing 41.
  • the bearing axis 44 of the bearing element 43 is oriented parallel offset from the axis of rotation 40 of the intake camshaft 10 (see. FIGS. 2 to 6 ).
  • the intake cam follower 13 provided for the firing operation of the intake valves 14, 15 is in constant contact with the firing cam 11 (FIG. FIGS. 4 and 5 ).
  • the brake intake cam follower 16 provided for the braking operation of the intake valves 14, 15, on the other hand, is lifted off the brake cam 12, as a result of which the brake cam 12 passes ineffectively under the brake intake cam follower 16 ( FIGS. 4 and 5 ).
  • the rocker arm bearing 25 is intended to be switched by means of the rotational movement of the intake camshaft 10. If the bearing element 43 is switched to the first end position, upon actuation of the inlet valves 14, 15 by the firing cam 11 on the bearing element 43 a force acts which is directed in the direction of the second end position ( FIG. 5 ). If the bearing element 43 is switched to the second end position, upon actuation of the inlet valves 14, 15 by the brake cam 12 on the bearing element 43 a force acts which is directed in the direction of the first end position ( FIG. 6 ).
  • the force acting on the bearing element 43 which is used for switching between the two end positions, results from an actuating force which is exerted on the intake valves 14, 15 in the firing mode and in the braking mode by means of the intake camshaft 10.
  • the bearing element 43 supports this operating force.
  • the rocker shaft 23 and the brake rocker arm shaft 24 about which each of the rocker arm 21 and the brake rocker arm 22 are pivotally mounted relative to the bearing member 43 are offset from each other, depending on which of the rocker arm 21, 22 actuates the intake valves 14, 15 be, a different force on the bearing element 43.
  • the bearing axis 44 of the bearing element 43 is operatively disposed between the rocker shaft 23 and the brake rocker shaft 24.
  • rocker arm 21 When rocker arm 21 is actuated, the actuation force of rocker arm 21 results in a torque acting on bearing element 43 which is directed in the opposite direction with respect to bearing axis 44 of bearing element 43, such as the torque resulting from the actuation force of brake rocker arm 22, which acts on the bearing member 43 when the brake rocker arm 22 is operated. Since the actuation force results from the torque of the intake camshaft 10 and the torque on the support member 43 in turn from the actuation force, the rocker arm bearing 25 is switched by means of the rotational movement of the intake camshaft 10.
  • the switching cam 17 assigned to the intake camshaft 10 has a spring-loaded detent engagement element 49, which is provided to fix the rocker arm bearing 25 in the two end positions.
  • the latching engagement element 49 is mounted axially movable relative to the bearing element 43.
  • the switching device 17 associated with the intake camshaft 10 has a spring element 50, which is arranged between the bearing element 43 and the latching engagement element 49.
  • the switching device 17 assigned to the intake camshaft 10 comprises a latching contour element 51, against which the latching engagement element 49 is supported.
  • the latch contour element 51 has a latching contour with a first recess 54 and a second brake recess 55 between a first stop 52 and a brake stop 53. Between the recess 54 and the brake recess 55 is a survey 56.
  • the first recess 54 which is assigned to the first end position in the firing mode is between the first stop 52 and the survey 56.
  • the second brake recess 55 which of the second Brake end position is assigned during braking operation, is located between the brake stop 53 and the survey 56.
  • the recess 54 and the brake recess 55 define two latching positions in which the latching engagement element 49 and the latch contour element 51 are positively connected to each other.
  • a pivoting movement of the bearing element 43 is limited by the two mechanical stops 52, 53, which define the two end positions of the rocker arm bearing 25.
  • pivotal movement of the bearing element 43 by the brake stop 53 abuts the bearing element 43 and the stop 52 abuts the latching engagement element 49.
  • the latching engagement element 49 is movably connected to the bearing element 43.
  • the latching engagement element 49 Upon movement of the bearing element 43 from one end position to the other end position, the latching engagement element 49 is moved by the one recess 54, 55 over the elevation 56 into the other recess 55, 54. In the end positions, the latching engagement element 49 and the latch contour element 51 fix the bearing element 43 against the torque acting upon actuation of the inlet valves 14, 15.
  • a spring force which provides the spring element 50 supported between the latching engagement element 49 and the bearing element 43, is sufficiently large to support the torque resulting from the actuation force of the inlet valves 14, 15 against the elevation 56, so that the latching engagement element 49 does not protrude from a depression 54, 55 in the other recess 55, 54 changes.
  • the latching contour element 51 In order to release the latching engagement element 49 from one of its latching positions, the latching contour element 51 is movably mounted.
  • the latch contour element 51 has a bearing axis 57 which lies in the region of the elevation 56 of the latching contour.
  • the bearing axis 57 for the detent contour element 51 forms the elevation 56 between the two recesses 54, 55, i. the catch contour is partially formed by the bearing axis 57. If the bearing element 43 is moved from one end position to the other end position, a virtual center line of the latching engagement element 49 pivots over the bearing axis 57 of the latch contour element 51.
  • the bearing axis 57 thus lies between the two recesses 54, 55, which define the end positions of the rocker arm bearing 25.
  • the movably mounted locking contour element 51 is between the first engagement position, which is assigned to the firing operation ( FIGS. 4 and 5 ), and the second brake-engaged position, which is assigned to the braking operation ( FIG. 6 ), swiveling.
  • the bearing element 43 In the first engagement position of the locking contour element 51, the bearing element 43 is in its first end position in the firing mode, wherein the latching engagement element 49 engages in the first recess 54 of the latching contour.
  • the bearing element 43 In the second brake engagement position of the locking contour element 51, the bearing element 43 is in its second end position in braking operation, wherein the latching engagement element 49 engages in the second brake recess 55 of the latching contour.
  • one of the recesses 54, 55 of the latching contour element 51 for the latching engagement element 49 forms a global minimum into which the latching engagement element 49 is guided when the actuation force for the inlet valves 14, 15 is supported against the inlet camshaft 10 via the bearing element 43 ,
  • the bearing element 43 for the rocker arms 21, 22 is switched to the latch position corresponding end position during the next actuation of the inlet valves 14, 15.
  • the switching between the firing mode and the braking operation is carried out by the locking contour element 51 is pivoted from one latching position to the other latched position.
  • the link element 18 is provided to pivot the latch contour element 51 from the latched positions into an intermediate position between the latched positions.
  • the link element 18 and the latch contour element 51 are mechanically coupled together.
  • the axially protruding from the intake camshaft 10 Gate element 18 is connected to a shift rod 59 received axially slidably in the intake camshaft 10.
  • the recorded in the intake camshaft 10 shift rod 59 is in the FIG. 2 shown in dashed lines.
  • the link element 18 and the shift rod 59 are moved together upon engagement of the switch pin 42 in one of the slide tracks 19, 20 along the axis of rotation 40 of the intake camshaft 10 axially.
  • an actuating pin 60 is received, which protrudes radially through a longitudinal slot 61 of the intake camshaft 10.
  • the actuating pin 60 is thus also displaced along the axis of rotation 40 of the intake camshaft 10 with the axial displacement of the shift rod 59 in its longitudinal slot 61.
  • the actuating pin 60 is provided to transmit the torque applied to the intake camshaft 10 to the locking contour element 51 and to pivot the locking contour element 51 by means of the torque.
  • the gate element 18 connected to the shift rod 59 has a suitable locking device 62 with the intake camshaft 10, so that a corresponding position of the shift rod 59 can be held in the intake camshaft 10 for the braking or firing operation.
  • the locking contour element 51 is arranged spatially between the latching engagement element 49 and the intake camshaft 10. It has a the latching engagement element 49 facing side, which forms the latching contour. In addition, it has a side facing the intake camshaft 10, which forms an actuating contour for pivoting by means of the torque of the intake camshaft 10.
  • the actuating contour has two tracks 63, 64, which are offset from one another along the axis of rotation 40 of the intake camshaft 10. Depending on the switching position in which the link element 18 is connected, the actuating pin 60 engages the one path 63 of the actuating contour or on the other track 64 of the actuating contour. A way by which the link element 18 is axially displaceable, corresponds to a distance of the tracks 63, 64, which has the actuating contour of the locking contour element 51.
  • the tracks 63, 64 are formed as inclined tracks.
  • the actuation contour of the latch contour element 51 is provided to translate the torque of the inlet camshaft 10 acting on the actuation pin 60 into a torque acting on the latch contour element 51 in order to pivot the latch contour element 51 about its bearing axis 57.
  • the actuating pin 60 in operative connection with the actuating contour of the locking contour element 51 is provided in the first Switching position of the link element 18 to switch the locking contour element 51 from the first engagement position of the firing operation in the intermediate position.
  • the switching pin 42 engages in the slide track 19 and the actuating pin 60 is moved from the web 63 to the web 64.
  • the locking contour element 51 switches from the second engagement position of the braking operation into the intermediate position.
  • the switching pin 42 engages in the slide track 20 and the actuating pin 60 is moved from the web 64 to the web 63.
  • the actuating pin 60 is therefore each only intended to switch the locking contour element 51 in the intermediate position.
  • the intermediate position is formed in the illustrated embodiment as a middle position between the two latching positions. If the latching contour element 51 is pivoted into the middle position, the latching engagement element 49 moves in the latching contour. The latching engagement element 49 moves within the latching contour of the corresponding recess 54, 55 on the survey 56. Since at the same time the locking contour element 51 is pivoted, the intermediate position forms an unstable position. From the intermediate position, the engagement engagement member 49 is then guided to the other engagement position when the operation force on the intake valves 14, 15 resulting from the rotation and the torque of the intake camshaft 10 at the next actuation of the intake valves 14, 15 via the support member 43rd is supported against the intake camshaft 10.
  • the switching between the firing mode and the braking operation of the intake valves 14, 15 thus takes place in two steps.
  • the torque and the rotational movement of the intake camshaft 10 are transmitted via the link element 18, the locking contour element 51 and the latching engagement element 49 to the bearing element 43 and cause the latching engagement element 49 is moved from the corresponding engagement position to the intermediate position.
  • the torque and the rotational movement of the intake camshaft 10 are transmitted via the corresponding rocker arm 21, 22 and cause the latching engagement element 49 is moved from the intermediate position to the corresponding engaged position.
  • the switching device 17 assigned to the intake camshaft 10 comprises a second latching engagement element 65 and a second latching contour element 66, which are likewise switched by means of the link element 18.
  • the link element 18 has for this purpose a second actuating pin 67 and a not closer illustrated spring element, which are provided for an operative connection with the second locking contour element 66.
  • the two locking contour elements 51, 66 act in parallel.
  • the exhaust cam group includes a firing cam 29 provided to open the exhaust valves 33, 34 in the firing operation, a first brake cam 30 provided to open one of the exhaust valves 34 in the braking operation, and a second brake cam 31 thereto is provided to open in the braking operation, the other exhaust valve 33.
  • Both the firing cam 29 and the first brake cam 30 and the firing cam 29 and the second brake cam 31 have different exhaust cam curves.
  • the exhaust cam curve of the firing cam 29 has an exhaust lift which is particularly intended to open the exhaust valves 33, 34 while the piston in the corresponding power cylinder is moved from the bottom dead center to the top dead center to exhaust after combustion from the power cylinder eject.
  • the exhaust cam curves of the brake cams 30, 31 are each in principle intended to open their associated exhaust valves 33, 34 after the piston has been moved in the corresponding cylinder from the bottom dead center to the top dead center to the compressed air or combustion air to push the cylinder and thus leave unused.
  • the two brake cams 30, 31 of the exhaust cam group have mutually different exhaust cam curves, so that the exhaust valves 33, 34 in the braking operation from each other have different drive times or opening times.
  • the exhaust cam curves are formed in such a way that the exhaust valves 33, 34 are alternately opened to allow the compressed air or combustion air unused to escape from the working cylinder.
  • the exhaust valves 33, 34 are actuated and opened only once during one revolution of the exhaust camshaft 28, the cylinder being opened twice in total during the rotation of the exhaust camshaft 28.
  • the different configurations of the exhaust cam curves of the brake cams 30, 31 can take place in a variety of ways that would appear appropriate to a person skilled in the art, for example in such a way that one of the exhaust valves 33 actuates the unused escape of the compressed air in the braking mode each time and the other exhaust valve 34 just is actuated every other time so that one of the exhaust valves 33 is actuated twice, in particular during one revolution of the exhaust camshaft 28, and the other exhaust valve 34 is actuated only once.
  • the exhaust cam curves of the brake cams 30, 31 have identical exhaust cam curves, whereby a large opening cross section and thus a rapid escape of the compressed air from the working cylinder can be realized in the braking operation.
  • the engine braking device is formed as a 2-cycle engine brake.
  • the engine braking device can also be designed as a 4-stroke engine brake.
  • the braking operation of the exhaust valves 33, 34 is set and the setting of the braking operation of the intake valves 14, 15 is dispensed with.
  • the Auslassnockenkurve the brake cam 30, 31 in particular identical.
  • one of the brake cams 30, 31 of the exhaust cam group can be dispensed with.
  • the valve engine with integrated engine braking device includes an exhaust cam follower 32 provided for the firing operation of the exhaust valves 33, 34 and two brake exhaust cam followers 35, 36 provided for the braking operation of the exhaust valves 33, 34 ,
  • the exhaust cam follower 32 provided for the firing operation of the exhaust valves 33, 34 is provided only for operative connection with the firing cam 11.
  • the brake exhaust cam follower 35 which is provided for the braking operation of the exhaust valves 33, 34, is provided only for operative connection with the first brake cam 30.
  • the brake exhaust cam follower 36 provided for the braking operation of the exhaust valves 33, 34 is provided only for engagement with the second brake cam 31.
  • the brake exhaust cam followers 35, 36 provided for the braking operation of the exhaust valves 33, 34 are respectively provided only for operating one of the exhaust valves 33, 34.
  • the engine braking device For switching between the firing operation and the braking operation of the exhaust valves 33, 34, the engine braking device comprises a switching device 37 associated with the exhaust camshaft 28 provided for operating both exhaust valves 33, 34 through the firing cam 29 and actuating both exhaust valves 33, 34 to switch the brake cams 30, 31.
  • the switching device 37 associated with the exhaust camshaft 28 is intended to toggle between a tap of the exhaust cam curve of the firing cam 29 by the associated exhaust cam follower 32 and a tap of the exhaust cam curves of the brake cams 30, 31 by the respective associated brake exhaust cam followers 35, 36 ,
  • the switching device 37 associated with the exhaust camshaft 28 is provided only for switching the operation of the exhaust valves 33, 34 of the one working cylinder.
  • the engine braking device can in principle have further, analogously designed, the exhaust camshaft 28 associated switching devices, which can be at least partially coupled together.
  • the valve train device includes three rocker arms 68, 69, 70 associated with the exhaust cam group.
  • the one rocker arm 68 is provided for the firing operation of the exhaust valves 33, 34 and has the exhaust cam follower 32 provided for engagement with the firing cam 29 of the exhaust cam group.
  • the two other brake rocker arms 69, 70 are provided for the braking operation of the exhaust valves 33, 34.
  • the brake rocker arm 69 has the brake-exhaust cam follower 36 provided for engagement with the brake cam 31 of the exhaust cam group.
  • the brake rocker arm 70 has the brake exhaust cam follower 35 provided for engagement with the brake cam 30 of the exhaust cam group.
  • the provided for the firing operation rocker arm 68 acts on both exhaust valves 33, 34.
  • brake rocker arm 69, 70 act in the illustrated embodiment in each case only one of the exhaust valves 33, 34.
  • the brake-rocker lever 69 acts on the exhaust valve 33 and the brake rocker arm 70 on the exhaust valve 34.
  • the brake rocker arm 69 acts in braking operation via a longitudinally displaceable in the rocker arm 68 mounted adjustment 71 on the exhaust valve 33.
  • the brake rocker arm 70 acts in braking mode via a longitudinally displaceable in the rocker arm 68 mounted adjustment member 72 on the exhaust valve 34.
  • the three rocker arms 68, 69, 70 are separated from each other in terms of motion.
  • the exhaust camshaft 28 operates the rocker arm 68 while the brake rocker arms 69, 70 are decoupled from the exhaust camshaft 28.
  • the braking operation of the exhaust valves 33, 34 actuates the Exhaust camshaft 28, the brake rocker arms 69, 70, while the other rocker arm 68 is decoupled from the exhaust camshaft 28.
  • the valve drive device can have only one of the brake rocker arms 69, 70 for the braking operation, which only acts on one of the exhaust valves 33, 34 during braking or which, in particular analogously to the inlet side, acts on both exhaust valves 33, 34.
  • the switching device 37 associated with the exhaust camshaft 28 is provided to convert a torque of the exhaust camshaft 28 into a force for switching between the firing operation and the braking operation of the exhaust valves 33, 34.
  • the switching device 37 assigned to the exhaust camshaft 28 comprises an electromagnetic actuator 73, by means of which the switching between the firing mode and the braking mode can be triggered. Except for the actuator 73, which is provided only for triggering the switching between the firing operation and the braking operation, the switching cam 37 associated with the exhaust camshaft 28 is completely mechanically formed.
  • the switching device 37 associated with the exhaust camshaft 28 and the switching device 17 associated with the intake camshaft 10 are independently and separately controllable.
  • the control unit not shown, is provided to trigger the switching between the firing operation and the braking operation of the exhaust valves 33, 34 and the switching between the firing operation and the braking operation of the intake valves 14, 15 separately from each other.
  • the control and regulating unit controls the corresponding actuator 39, 73.
  • the switching device 37 associated with the exhaust camshaft 28 and the switching device 17 associated with the intake camshaft 10 are designed analogously to one another. Furthermore, a mechanism and / or components which are provided in particular for switching between the firing operation and the braking operation, for the intake valves 14, 15 and for the exhaust valves 33, 34 analog. For this reason, the changeover device 37 associated with the exhaust camshaft 28, the changeover and the components or elements provided for this purpose will only be described briefly. Due to the analogous embodiment, features and the mode of operation from the description and / or from the figures can be transmitted from the inlet side to the outlet side or outlet side to the inlet side.
  • the switching device 37 assigned to the exhaust camshaft 28 comprises a link element 74, which is connected in a rotationally fixed but axially displaceable manner to the exhaust camshaft 28 and has two link tracks, which are provided for switching over from the firing mode to the braking mode.
  • the link elements 18, 74 are analogous to each other, which is why reference is made to the description of the link element 18 for the description of the link element 74.
  • the actuator 73 comprises a switching pin 75, which engages in an extended state in the respective slide track of the link element 74.
  • the actuators 39, 73 are designed analogously to each other, which is why reference is made to the description of the actuator 39 for the description of the actuator 39.
  • the switching cam 37 assigned to the exhaust camshaft 28 has a rocker arm bearing 76 which has a first end position associated with the firing operation and a second end position associated with the braking operation.
  • the rocker arm bearing 76 serves in particular for supporting the rocker arms 68, 69, 70 and defines a rocker arm axis for the rocker arms 68, 69, 70, around which the corresponding rocker arm 68, 69, 70 is pivotably mounted.
  • the braking operation associated with the brake lever 69, 70 have an identical rocker shaft.
  • the rocker arm bearing 76 comprises a bearing element 77, on which the rocker arms 68, 69, 70 are mounted.
  • the bearing element 77 has ends which are oriented parallel to a rotation axis 78 of the exhaust camshaft 28 and serve for mounting about a bearing axis 79 about which the bearing element 77 is pivotable.
  • the bearing axle 79 of the bearing element 77 is oriented offset parallel to the rotational axis 78 of the exhaust camshaft 28.
  • the bearing axis 44 about which the bearing element 43 is pivotable, the bearing axis 79 about which the bearing element 77 is pivotable, the axis of rotation 40 of the inlet camshaft 10 and the axis of rotation 78 of the exhaust camshaft 28 are arranged offset parallel to each other.
  • the exhaust cam follower 32 provided for the firing operation is in constant contact with the firing cam 29.
  • the brake exhaust cam followers 35, 36 provided for braking operation are lifted off the brake cams 30, 31, whereby the brake cams 30, 31 ineffective under the corresponding brake exhaust cam followers 35, 36 ( FIGS. 4 and 5 ).
  • the brake exhaust cam followers provided for the braking operation are 35, 36 in constant contact with the corresponding brake cam 30, 31, while the intended for the firing operation exhaust cam follower 32 is lifted from the firing cam 29, whereby the firing cam 29 ineffective under the exhaust cam follower 32 passes ( Figures 3 and 6 ).
  • the rocker arm bearing 76 is intended to be switched by means of the rotational movement of the exhaust camshaft 28.
  • the bearing axis 79 of the bearing element 77 is operatively arranged between the rocker arm axis of the firing operation associated with rocker arm 68 and the rocker axes of the braking operation associated brake rocker arms 69, 70.
  • the switching cam 37 assigned to the exhaust camshaft 28 has a spring-loaded latch engagement element 80, which is provided to fix the rocker arm bearing 76 in the two end positions.
  • the rocker arm bearings 25, 76 are formed analogously to each other, which is why reference is made to the description of the rocker arm bearing 25 for further description of the rocker arm bearing 76.
  • the switching device 37 assigned to the exhaust camshaft 28 comprises a latching contour element 81, against which the latching engagement element 80 is supported.
  • the locking contour element 81 has a bearing axis 82 about which the locking contour element 81 can be pivoted.
  • the locking contour elements 51, 81 are formed analogously to each other, which is why reference is made to the description of the locking contour element 51 for further description of the locking contour element 81.
  • the cam element 74 projecting axially out of the exhaust camshaft 28 is connected to a shift rod 83 received axially displaceably in the exhaust camshaft 28 (cf. FIG. 8 ).
  • the link element 74 and the shift rod 83 are displaced axially upon engagement of the switch pin 75 in one of the slide tracks of the link element 74 along the axis of rotation 78 of the exhaust camshaft 28.
  • an actuating pin 84 is received, which projects through a longitudinal slot 85 from the exhaust camshaft 28 (see. FIG. 7 ).
  • the actuating pin 84 is thus also displaced along the axis of rotation 78 of the exhaust camshaft 28 with the axial displacement of the shift rod 83 in its longitudinal slot 85.
  • the actuating pin 84 is provided to transmit the torque applied to the exhaust camshaft 28 to the detent contour element 81 and to pivot the detent contour element 81 about its bearing axis 82 by means of the torque.
  • the connected to the shift rod 83 Sliding element 74 has a suitable locking device 86 with the exhaust camshaft 28, so that a corresponding position of the shift rod 83 can be held in the exhaust camshaft 28 for the braking operation or firing operation.
  • the locking contour element 81 has a side facing the exhaust camshaft 28, which forms an actuating contour for pivoting by means of the torque of the exhaust camshaft 28.
  • the actuating contour has two tracks 87, 88, which are offset from one another along the axis of rotation 78 of the exhaust camshaft 28.
  • the actuating pin 84 engages on one path 87 of the actuating contour or on the other path 88 of the actuating contour.
  • a path by which the link element 74 is axially displaceable, corresponds to a distance of the tracks 87, 88, which has the actuating contour of the locking contour element 81.
  • the tracks 87, 88 are formed as inclined tracks.
  • the actuating contour of the latching contour element 81 is provided to translate the torque of the exhaust camshaft 28 acting on the actuating pin 84 into a torque acting on the latching contour element 81 in order to pivot the latching contour element 81 about its bearing axis 82.
  • the switching device 37 assigned to the exhaust camshaft 28 comprises a second latching engagement element 89 and a second latching contour element 90, which are likewise switched by means of the link element 74.
  • the link element 74 has for this purpose a second actuating pin 91, which is provided for an operative connection with the second locking contour element 90.
  • the two locking contour elements 81, 90 act in parallel.

Landscapes

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Motorbremsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs.
  • Aus der EP 2 191 106 B1 ist bereits eine Motorbremsvorrichtung mit einer Nockenwelle, die zumindest eine Nockengruppe mit zumindest einem Befeuerungsnocken und zumindest einem Bremsnocken aufweist, mit zumindest einem dem Befeuerungsnocken zugeordneten Nockenfolger, der in einem Befeuerungsbetrieb zur Betätigung zumindest eines Gaswechselventils vorgesehen ist, und einem dem Bremsnocken zugeordneten Nockenfolger, der in einem Bremsbetrieb zur Betätigung des zumindest einen Gaswechselventils vorgesehen ist, und mit einer Umschaltvorrichtung, die dazu vorgesehen ist, zwischen dem Befeuerungsbetrieb und dem Bremsbetrieb umzuschalten, bekannt.
  • CN103334807A offenbart eine andere Motorbremsvorrichtung.
  • Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige Motorbremsvorrichtung mit einer hohen Motorbremsleistung bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung entsprechend dem Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Erfindungsgemäß wird eine Motorbremsvorrichtung mit zumindest einer Einlassnockenwelle, die zumindest eine Einlassnockengruppe mit zumindest einem Befeuerungsnocken und zumindest einem Bremsnocken aufweist, mit zumindest einem dem Befeuerungsnocken zugeordneten Einlassnockenfolger, der in einem Befeuerungsbetrieb zur Betätigung zumindest eines Einlassventils vorgesehen ist, mit zumindest einem dem Bremsnocken zugeordneten Brems-Einlassnockenfolger, der in einem Bremsbetrieb zur Betätigung des zumindest einen Einlassventils vorgesehen ist, und mit einer der Einlassnockenwelle zugeordneten Umschaltvorrichtung, die dazu vorgesehen ist, ein Drehmoment der Einlassnockenwelle in eine Kraft zur Umschaltung zwischen dem Befeuerungsbetrieb und dem Bremsbetrieb umzusetzen. Dadurch kann ein Drehmoment und/oder eine Drehbewegung der Einlassnockenwelle genutzt werden, um das zumindest eine Einlassventil wahlweise für den Befeuerungsbetrieb oder für den Bremsbetrieb zu betätigen, wodurch kostengünstig und platzsparend zusätzlich zu einem Bremsbetrieb zumindest eines Auslassventils der Motorbremsvorrichtung das zumindest eine Einlassventil in dem Bremsbetrieb betätigt und dadurch eine Motorbremsleistung erhöht werden kann. So können in dem Bremsbetrieb beispielsweise bei einem Viertaktmotor innerhalb eines Kreisprozesses zwei Ansaugtakte realisiert werden, wodurch eine abbremsende Verdichtungsarbeit des Viertaktmotors durch Komprimieren einer angesaugten Verbrennungsluft und anschließendem ungenutztem Dekomprimieren pro Kreisprozess erhöht werden kann. Durch die Nutzung des Drehmoments und/oder der Drehbewegung der Einlassnockenwelle zur Umschaltung der Betätigung des zumindest einen Einlassventils kann auf eine Aktorik, welche die Kraft zur Umschaltung beispielsweise in Form eines Hydraulikdrucks bereitstellt, verzichtet werden, wodurch das Drehmoment und/oder die Drehbewegung der Einlassnockenwelle für die Umschaltung direkt genutzt werden kann. Dadurch kann auf zusätzliche Aktoren, welche grundsätzlich ein zusätzliches Schleppmoment erzeugen, verzichtet werden, womit eine Effizienz einer Brennkraftmaschine mit einer solchen Motorbremsvorrichtung erhöht werden kann. Damit kann insbesondere ein Verbrauch der Brennkraftmaschine gesenkt werden. Insbesondere kann aber auch, indem auf eine entsprechende Aktorik, die direkt eine Kraft für die Umschaltung bereitstellt, verzichtet wird, eine Anzahl und/oder eine Komplexität von Aktoren verringert werden, wodurch eine besonders kostengünstige Ausgestaltung erreicht werden kann. Es kann damit eine kostengünstige Motorbremsvorrichtung mit einer hohen Motorbremsleistung bereitgestellt und/oder der Verbrauch der die Motorbremsvorrichtung aufweisenden Brennkraftmaschine reduziert werden. Unter einer "Einlassnockengruppe" soll dabei eine Gruppe von Einlassnocken verstanden werden, welche alle für einen Arbeitszylinder der Brennkraftmaschine vorgesehene Einlassnocken umfasst, die die Einlassnockenwelle aufweist. Unter einem "Befeuerungsbetrieb" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Ansteuerung des zumindest einen Einlassventils für einen befeuerten Betrieb des zumindest einen Arbeitszylinders verstanden werden, bei dem eine Verdichtungsarbeit innerhalb des zumindest einen Arbeitszylinders insbesondere zum Antrieb genutzt wird. Unter einem "Bremsbetrieb" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Ansteuerung des zumindest einen Einlassventils für einen bremsenden Betrieb des zumindest einen Arbeitszylinders verstanden werden, bei dem die Verdichtungsarbeit innerhalb des zumindest einen Arbeitszylinders zum Bremsen genutzt wird. Der Befeuerungsbetrieb und der Bremsbetrieb unterscheiden sich dabei insbesondere in Ansteuerzeiten für das zumindest eine Einlassventil. Unter einer "der Einlassnockenwelle zugeordneten Umschaltvorrichtung" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Mechanik verstanden werden, welche für eine Umschaltung zwischen dem Befeuerungsbetrieb und dem Bremsbetrieb des zumindest einen Einlassventils vorgesehen ist. Unter "vorgesehen" soll insbesondere speziell ausgebildet, ausgelegt, ausgestattet und/oder angeordnet verstanden werden.
  • Weiter wird vorgeschlagen, dass die der Einlassnockenwelle zugeordnete Umschaltvorrichtung zumindest ein drehfest, aber axial verschiebbar mit der Einlassnockenwelle verbundenes Kulissenelement mit zumindest einer Kulissenbahn aufweist, die dazu vorgesehen ist, eine Drehbewegung der Einlassnockenwelle in eine lineare Schaltbewegung des Kulissenelements umzusetzen. Dadurch kann die Drehbewegung und damit das Drehmoment der Einlassnockenwelle einfach zur Umschaltung des Kulissenelements zwischen zwei Schaltstellungen genutzt werden. Die mechanische Umschaltung des Kulissenelements kann dann in eine Umschaltung zwischen dem Befeuerungsbetrieb und dem Bremsbetrieb des zumindest einen Einlassventils umgesetzt werden, wodurch die Umschaltvorrichtung lediglich mit mechanischen Komponenten realisiert werden kann. Ein zur Auslösung der Umschaltung erforderlicher Aktor kann dann in Form eines einfachen elektrischen oder elektromagnetischen Aktors ausgeführt werden.
  • Vorzugsweise umfasst die Motorbremsvorrichtung einen gegenüber dem Kulissenelement der der Einlassnockenwelle zugeordneten Umschaltvorrichtung ortsfest angeordneten Aktor mit zumindest einem Schaltpin, der dazu vorgesehen ist, in die zumindest eine Kulissenbahn einzugreifen und die Drehbewegung der Einlassnockenwelle in die lineare Schaltbewegung des Kulissenelements umzusetzen. Dadurch kann der Aktor einfach und kostengünstig ausgebildet werden. Insbesondere muss der Aktor lediglich dazu vorgesehen sein, den Schaltpin in Eingriff mit der Schaltkulisse zu bringen. Eine dafür notwendige Schaltkraft ist wesentlich kleiner als eine Stützkraft, die notwendig ist, wenn der Aktor direkt zwischen dem Befeuerungsbetrieb und dem Bremsbetrieb umschaltet, beispielsweise indem er direkt auf den Einlassnockenfolger wirkt. Der Aktor braucht dabei lediglich für die Umschaltung zwischen dem Befeuerungsbetrieb und dem Bremsbetrieb des zumindest einen Einlassventils bestromt zu werden. Ein Aktor, der während des Bremsbetriebs und/oder des Befeuerungsbetriebs dauerhaft aktiv sein muss, um den Befeuerungsbetrieb oder den Bremsbetrieb des zumindest einen Einlassventils geschaltet zu halten, kann entfallen.
  • Gemäß der Erfindung umfasst die Motorbremsvorrichtung zumindest zwei jeweils einen der Einlassnockenfolger aufweisende Kipphebel, die zur Betätigung des zumindest einen Einlassventils jeweils um eine Kipphebelachse verschwenkbar sind, wobei die der Einlassnockenwelle zugeordnete Umschaltvorrichtung eine die Kipphebelachse festlegende Kipphebellagerung aufweist, die eine dem Befeuerungsbetrieb zugeordnete erste Endlage und eine dem Bremsbetrieb zugeordnete zweite Brems-Endlage aufweist. Dadurch kann die Umschaltung zwischen dem Befeuerungsbetrieb und dem Bremsbetrieb des zumindest einen Einlassventils einfach auf mechanische Weise realisiert werden, ohne dass die der Einlassnockenwelle zugeordnete Umschaltvorrichtung einen weiteren Aktor benötigt, wodurch eine einfache und robuste Umschaltvorrichtung realisiert werden kann. Durch eine solche Ausgestaltung kann weiter erreicht werden, dass die Endlage der Kipphebellagerung festlegt, ob der Befeuerungsbetrieb oder der Bremsbetrieb des zumindest einen Einlassventils geschaltet wird, wodurch zur Umschaltung lediglich die Kipphebellagerung von der einen Endlage in die andere Endlage geschaltet werden muss. Unter einer "Kipphebellagerung" soll dabei insbesondere eine Lagerung für Kipphebel zur Betätigung des zumindest einen Einlassventils verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, bei einer Betätigung des zumindest einen Einlassventils auf die Kipphebel wirkende Betätigungskräfte aufzunehmen und abzuleiten. Durch Anbindung der Kipphebel an die zwischen der ersten Endlage und der zweiten Endlage umschaltbare Kipphebellagerung kann erreicht werden, dass je nach Endlage der eine Kipphebel oder der andere Kipphebel in Wirkverbindung mit der Einlassnockenwelle steht, wodurch einfach zwischen dem Befeuerungsbetrieb und dem Bremsbetrieb des zumindest einen Einlassventils umgeschaltet werden kann.
  • Gemäß der Erfindung ist die Kipphebellagerung dazu vorgesehen, mittels des Drehmoments der Einlassnockenwelle zwischen den zwei Endlagen umgeschaltet zu werden. Dadurch kann das Drehmoment der Einlassnockenwelle vorteilhaft genutzt werden, wodurch eine hohe Effizienz erreicht werden kann. Vorzugsweise werden dabei die bei einer Betätigung des zumindest einen Einlassventils auf die Kipphebel wirkenden Betätigungskräfte so auf die Kipphebellagerung abgeleitet, dass ein Drehmoment wirkt, welches zur Schaltung von der einen Endlage in die andere Endlage genutzt werden kann.
  • Vorteilhafterweise weist die der Einlassnockenwelle zugeordnete Umschaltvorrichtung zumindest ein federkraftbelastetes Rasteingriffselement auf, das dazu vorgesehen ist, die Kipphebellagerung in den zwei Endlagen bzw. Endstellungen zu fixieren. Dadurch können in dem Befeuerungsbetrieb und dem Bremsbetrieb des zumindest einen Einlassventils die auf die Kipphebellagerung wirkenden Betätigungskräfte abgestützt werden, ohne dass hierfür ständig ein Aktor aktiv sein muss, wodurch eine besonders hohe Effizienz erreicht werden kann.
  • Außerdem wird vorgeschlagen, dass die der Einlassnockenwelle zugeordnete Umschaltvorrichtung zumindest ein beweglich gelagertes Rastkonturelement aufweist, gegen welches das zumindest eine Rasteingriffselement der Kipphebellagerung abgestützt ist. Indem das Rastkonturelement beweglich gelagert ist, kann die Fixierung der Kipphebellagerung in seinen Endlagen einfach gelöst werden. Gleichzeitig kann erreicht werden, dass Kräfte, die zum Lösen des Rasteingriffselements notwendig sind, wesentlich kleiner ausfallen können als Kräfte, die vom Rasteingriffselement für die Fixierung der Kipphebellagerung abgestützt werden können. Dadurch kann die Kipphebellagerung über das Rasteingriffselement gegen hohe Betätigungskräfte fixiert werden, während gleichzeitig die Fixierung der Kipphebellagerung einfach gelöst werden kann.
  • Weiter ist es vorteilhaft, wenn das Rastkonturelement der der Einlassnockenwelle zugeordneten Umschaltvorrichtung zumindest zwei Einraststellungen aufweist und das Kulissenelement dazu vorgesehen ist, das zumindest eine Rastkonturelement von den Einraststellungen zumindest in eine Zwischenstellung zwischen den Einraststellungen zu verschwenken. Dadurch kann das Drehmoment und die Drehbewegung der Einlassnockenwelle genutzt werden, um die Fixierung der Kipphebellagerung zu lösen, wodurch die gesamte Umschaltung zwischen dem Befeuerungsbetrieb und dem Bremsbetrieb des zumindest einen Einlassventils durch das Drehmoment und die Drehbewegung der Einlassnockenwelle bewirkt wird und der Aktor der Motorbremsvorrichtung lediglich dazu vorgesehen ist, die Umschaltung auszulösen.
  • Zudem wird vorgeschlagen, dass das Kulissenelement der der Einlassnockenwelle zugeordneten Umschaltvorrichtung zwei Schaltstellungen und einen Betätigungsstift aufweist, der dazu vorgesehen ist, in der ersten Schaltstellung das zumindest eine Rastkonturelement von der ersten Einraststellung in die Zwischenstellung und in der zweiten Schaltstellung von der zweiten Einraststellung in die Zwischenstellung zu schalten. Dadurch kann das Kulissenelement besonders einfach mechanisch mit dem Rastkonturelement gekoppelt werden, wodurch insbesondere erreicht werden kann, dass die Umschaltung des Rastkonturelements bei einer definierten Einlassnockenwellenlage erfolgt, wodurch die gesamte Umschaltung an eine Einlassnockenkurve des Bremsnockens und/oder des Befeuerungsnockens der Einlassnockengruppe angepasst werden kann.
  • Zur Bereitstellung einer hohen Motorbremsleistung ist es insbesondere vorteilhaft, wenn der zumindest eine Bremsnocken der Einlassnockengruppe zumindest zwei Einlasserhebungen aufweist, wodurch das zumindest eine Einlassventil innerhalb einer Einlassnockenwellenumdrehung zur Luftansaugung zumindest zweimal betätigt werden kann.
  • Um Kosten zu sparen ist es weiter vorteilhaft, wenn der Brems-Kipphebel, der den dem Bremsnocken zugeordneten Brems-Einlassnockenfolger aufweist, dazu vorgesehen ist, den Kipphebel, der den dem Befeuerungsnocken zugeordneten Einlassnockenfolger aufweist, zu betätigen. Dadurch kann das zumindest eine Einlassventil durch den Brems-Kipphebel, der den dem Bremsnocken zugeordneten Brems-Einlassnockenfolger aufweist, über den Kipphebel, der den dem Befeuerungsnocken zugeordneten Einlassnockenfolger aufweist, betätigt werden, wodurch ein konstruktiver Aufwand gering gehalten werden kann.
  • Gemäß der Erfindung weist die Motorbremsvorrichtung zumindest eine Auslassnockenwelle, die zumindest eine Auslassnockengruppe mit zumindest einem Befeuerungsnocken und zumindest einem Bremsnocken auf, zumindest einen dem Befeuerungsnocken zugeordneten Auslassnockenfolger, der in einem Befeuerungsbetrieb zur Betätigung zumindest eines Auslassventils vorgesehen ist, zumindest einen dem Bremsnocken zugeordneten Brems-Auslassnockenfolger, der in einem Bremsbetrieb zur Betätigung des zumindest einen Auslassventils vorgesehen ist, und eine der Auslassnockenwelle zugeordnete Umschaltvorrichtung, die dazu vorgesehen ist, ein Drehmoment der Auslassnockenwelle in eine Kraft zur Umschaltung zwischen dem Befeuerungsbetrieb und dem Bremsbetrieb umzusetzen, umfasst. Dadurch kann ein Drehmoment und/oder eine Drehbewegung der Auslassnockenwelle genutzt werden, um das zumindest eine Auslassventil wahlweise für den Befeuerungsbetrieb oder für den Bremsbetrieb zu betätigen, wodurch kostengünstig und platzsparend zur Bereitstellung der Motorbremsleistung der Bremsbetrieb des zumindest einen Auslassventils zugeschaltet werden kann, um eine verdichtete Luft in dem Arbeitszylinder ungenutzt zu dekomprimieren. Die der Auslassnockenwelle zugeordnete Umschaltvorrichtung ist vorzugsweise analog zu der der Einlassnockenwelle zugeordneten Umschaltvorrichtung ausgebildet. Vorteilhaft erfolgt eine Betätigung der der Auslassnockenwelle zugeordneten Umschaltvorrichtung analog zur Betätigung der der Einlassnockenwelle zugeordneten Umschaltvorrichtung. Eine Betätigung des zumindest einen Auslassventils und/oder eine Realisierung des Bremsbetriebs und des Befeuerungsbetriebs des zumindest einen Auslassventils erfolgt vorzugsweise analog zu dem zumindest einen Einlassventils. Das zumindest eine Einlassventil und das zumindest eine Auslassventil sind vorteilhaft dem zumindest einem Arbeitszylinder zugeordnet, der in dem befeuerten Betrieb und in dem bremsenden Betrieb betreibbar ist. In dem befeuerten Betrieb des zumindest einen Arbeitszylinders werden vorzugsweise das zumindest eine Einlassventil und das zumindest eine Auslassventil jeweils in ihrem Befeuerungsbetrieb betätigt. In dem bremsenden Betrieb des zumindest einen Arbeitszylinders werden vorzugsweise das zumindest eine Einlassventil und das zumindest eine Auslassventil jeweils in ihrem Bremsbetrieb betätigt. Grundsätzlich ist es aber denkbar, dass in dem bremsenden Betrieb des zumindest einen Arbeitszylinders das zumindest eine Auslassventil in seinem Bremsbetrieb und das zumindest eine Einlassventil in seinem Befeuerungsbetrieb betätigt werden. Unter einer "Auslassnockengruppe" soll dabei eine Gruppe von Auslassnocken verstanden werden, welche alle für einen Arbeitszylinder der Brennkraftmaschine vorgesehene Auslassnocken umfasst, die die Auslassnockenwelle aufweist. Unter einem "Befeuerungsbetrieb" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Ansteuerung des zumindest einen Auslassventils für den befeuerten Betrieb des zumindest einen Arbeitszylinders verstanden werden, bei dem die Verdichtungsarbeit innerhalb des zumindest einen Arbeitszylinders insbesondere zum Antrieb genutzt wird. Unter einem "Bremsbetrieb" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Ansteuerung des zumindest einen Auslassventils für einen bremsenden Betrieb des zumindest einen Arbeitszylinders verstanden werden, bei dem die Verdichtungsarbeit innerhalb des zumindest einen Arbeitszylinders zum Bremsen genutzt wird. Der Befeuerungsbetrieb und der Bremsbetrieb unterscheiden sich dabei insbesondere in Ansteuerzeiten für das zumindest eine Auslassventil. Unter einer "der Auslassnockenwelle zugeordneten Umschaltvorrichtung" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Mechanik verstanden werden, welche für eine Umschaltung zwischen dem Befeuerungsbetrieb und dem Bremsbetrieb des zumindest einen Auslassventils vorgesehen ist.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die der Auslassnockenwelle zugeordnete Umschaltvorrichtung und die der Einlassnockenwelle zugeordnete Umschaltvorrichtung unabhängig voneinander ansteuerbar, wodurch der bremsende Betrieb des zumindest einen Arbeitszylinders wahlweise durch die Betätigung des zumindest einen Auslassventils und des zumindest einen Einlassventils in dem Bremsbetrieb oder lediglich durch die Betätigung des zumindest einen Auslassventils eingestellt werden kann. Die Betätigung des zumindest einen Auslassventils und des zumindest einen Einlassventils in dem Bremsbetrieb für den bremsenden Betrieb des zumindest einen Arbeitszylinders oder die Betätigung lediglich des zumindest einen Auslassventils in dem Bremsbetrieb für den bremsenden Betrieb des zumindest einen Arbeitszylinders kann grundsätzlich in Abhängigkeit von wenigstens einem Parameter, insbesondere von wenigstens einem Fahrzustandsparameter und/oder einem Straßenzustandsparameter, wie beispielsweise einer Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder einer negativen Steigung einer Straße, vorzugsweise automatisch mittels einer Steuer- und/oder Regeleinheit durch entsprechende Betätigung der Umschaltvorrichtungen eingestellt werden.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Motorbremsvorrichtung zumindest einen weiteren Brems-Auslassnockenfolger umfasst, wobei die zumindest eine Auslassnockengruppe zumindest einen weiteren Bremsnocken aufweist und der weitere Brems-Auslassnockenfolger zur Betätigung zumindest eines weiteren Auslassventils in einem Bremsbetrieb dem weiteren Bremsnocken zugeordneten ist. Dadurch können die zumindest zwei Auslassventile unabhängig voneinander betätigt werden, wodurch die Betätigung der Auslassventile vorteilhaft an bestimmte Anforderungen, wie beispielsweise hoher Öffnungsquerschnitt oder geringe Belastung, angepasst werden können.
  • Ferner wird vorgeschlagen, dass die zumindest zwei Bremsnocken der Auslassnockengruppe voneinander unterschiedliche Auslassnockenkurven aufweisen. Dadurch kann sich eine Betätigung der Auslassventile voneinander unterscheiden, wodurch die Betätigung der Auslassventile aneinander angepasst werden kann.
  • Als ein weiterer Erfindungsgedanke wird eine Ventiltriebvorrichtung mit zumindest einer Einlassnockenwelle, die zumindest eine Einlassnockengruppe mit zumindest einem ersten Einlassnocken und zumindest einem zweiten Einlassnocken aufweist, mit zumindest einem dem ersten Einlassnocken zugeordneten Einlassnockenfolger, der in einem ersten Betrieb zur Betätigung zumindest eines Einlassventils vorgesehen ist, und einem dem zweiten Einlassnocken zugeordneten Einlassnockenfolger, der in einem zweiten Betrieb zur Betätigung des zumindest einen Einlassventils vorgesehen ist, und mit einer der Einlassnockenwelle zugeordneten Umschaltvorrichtung, die dazu vorgesehen ist, zwischen dem ersten Betrieb und dem zweiten Betrieb umzuschalten, vorgeschlagen, wobei die der Einlassnockenwelle zugeordnete Umschaltvorrichtung dazu vorgesehen ist, ein Drehmoment der Einlassnockenwelle in eine Kraft zur Umschaltung zwischen dem ersten Betrieb und dem zweiten Betrieb umzusetzen. Weiter ist es vorteilhaft, wenn die Ventiltriebvorrichtung zumindest eine Auslassnockenwelle mit zumindest einer Auslassnockengruppe, die zumindest einen ersten Auslassnocken und zumindest einem zweiten Auslassnocken aufweist, zumindest einen dem ersten Auslassnocken zugeordneten Auslassnockenfolger, der in einem ersten Betrieb zur Betätigung zumindest eines Auslassventils vorgesehen ist, und einen dem zweiten Auslassnocken zugeordneten Auslassnockenfolger, der in einem zweiten Betrieb zur Betätigung des zumindest einen Auslassventils vorgesehen ist, und eine der Auslassnockenwelle zugeordnete Umschaltvorrichtung, die dazu vorgesehen ist, zwischen dem ersten Betrieb und dem zweiten Betrieb umzuschalten, aufweist, wobei die der Auslassnockenwelle zugeordnete Umschaltvorrichtung dazu vorgesehen ist, ein Drehmoment der Auslassnockenwelle in eine Kraft zur Umschaltung zwischen dem ersten Betrieb und dem zweiten Betrieb umzusetzen. Weitere mögliche Ausgestaltungen entsprechen dabei insbesondere den Unteransprüchen.
  • Grundsätzlich kann die Umschaltvorrichtung auch in Verbindung mit anderen Ventiltrieben verwendet werden. Beispielsweise kann die Umschaltvorrichtung anstelle zur Umschaltung zwischen einem Befeuerungsbetrieb und einem Bremsbetrieb auch zur Umschaltung zwischen einem Teillastbetrieb und einem Volllastbetrieb vorgesehen werden. Ebenfalls denkbar ist es, die Umschaltvorrichtung zur Umschaltung zwischen einem Befeuerungsbetrieb und einem Dekompressionsbetrieb vorzusehen, beispielsweise um einen Komfort bei einem Start und einem Stopp einer Brennkraftmaschine zu erhöhen. Vorteilhafterweise kann bei der Umschaltung zwischen einem Befeuerungsbetrieb und einem Dekompressionsbetrieb mittels der Umschaltvorrichtung beim einem Stopp bzw. Abstellen der Brennkraftmaschine der Dekompressionsmodus eingestellt bleiben, so dass bei einem erneutem Start der Brennkraftmaschine die Umschaltvorrichtung bereits für einen Dekompressionsbetrieb umgeschaltet ist, wodurch ein komfortabler Start der Brennkraftmaschine ohne Verzögerung möglich wird. Ferner ist es denkbar, die Umschaltvorrichtung zur Zylinderabschaltung vorzusehen, in dem zur Abschaltung zumindest eines Arbeitszylinders sämtliche diesem zumindest einen Arbeitszylinder zugeordneten Gaswechselventile unbetätigt bleiben.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Figuren, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
  • Dabei zeigen:
    • Fig. 1
    teilweise eine Brennkraftmaschine, die eine Ventiltriebvorrichtung mit einer integrierten Motorbremsvorrichtung aufweist, perspektivisch dargestellt,
    Fig. 2
    die Ventiltriebvorrichtung perspektivisch dargestellt,
    Fig. 3
    die Ventiltriebvorrichtung aus einer anderen Perspektive,
    Fig. 4
    die Ventiltriebvorrichtung in einer Frontansicht,
    Fig. 5
    einen Querschnitt durch die Ventiltriebvorrichtung bei geschaltetem Befeuerungsbetrieb entlang einer Schnittlinie AA aus der Figur 7,
    Fig. 6
    den Querschnitt bei geschaltetem Bremsbetrieb entlang der Schnittlinie AA aus der Figur 7,
    Fig. 7
    die Ventiltriebvorrichtung in einer Seitenansicht und
    Fig. 8
    einen Längsschnitt durch eine Auslassnockenwelle der Ventiltriebvorrichtung.
  • Die Figuren 1 bis 8 zeigen einen Teil einer Brennkraftmaschine eines Nutzfahrzeugs. Die Brennkraftmaschine weist eine Ventiltriebvorrichtung mit einem Ventiltrieb und einer integrierten Motorbremsvorrichtung für die Brennkraftmaschine. Die Ventiltriebvorrichtung umfasst eine Einlassseite mit einer Einlassnockenwelle 10 und eine Auslassseite mit einer Auslassnockenwelle 28, die jeweils für einen Befeuerungsbetrieb und einen Bremsbetrieb vorgesehen sind. Die Einlassnockenwelle 10 ist dazu vorgesehen, Einlassventile 14, 15 für nicht näher dargestellte Arbeitszylinder der Brennkraftmaschine zu betätigen. Die Auslassnockenwelle 28 ist dazu vorgesehen, Auslassventile 33, 34 für die nicht näher dargestellten Arbeitszylinder der Brennkraftmaschine zu betätigen. Die Arbeitszylinder sind in einem befeuerten Betrieb, in dem der Befeuerungsbetrieb der Einlassnockenwelle 10 und der Auslassnockenwelle 28 eingestellt ist, und in einem bremsenden Betrieb, in dem der Bremsbetrieb der Einlassnockenwelle 10 und der Auslassnockenwelle 28 eingestellt ist, betreibbar. In dem befeuerten Betrieb wird eine Kurbelwelle aufgrund eines Verbrennungsprozesses in den Arbeitszylinder angetrieben und in dem bremsenden Betrieb aufgrund einer ungenutzten Verdichtung einer Verdichtungsluft in den Arbeitszylindern abgebremst. Die Brennkraftmaschine ist als ein Viertaktmotor ausgebildet.
  • In dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Brennkraftmaschine je Arbeitszylinder zwei Einlassventile 14, 15 und zwei Auslassventile 33, 34. Die Einlassnockenwelle 10 umfasst je Arbeitszylinder eine Einlassnockengruppe zur Betätigung der zwei Einlassventile 14, 15 und die Auslassnockenwelle 28 umfasst je Arbeitszylinder eine Auslassnockengruppe zur Betätigung der zwei Auslassventile 33, 34. In dem Ausführungsbeispiel ist lediglich eine der Einlassnockengruppen und eine der Auslassnockengruppe dargestellt. Weitere nicht näher dargestellte Einlassnockengruppen, die zur Betätigung der Einlassventile der weiteren Arbeitszylinder vorgesehen sind, sind analog ausgebildet. Weitere nicht näher dargestellte Auslassnockengruppen, die zur Betätigung der Auslassventile der weiteren Arbeitszylinder vorgesehen sind, sind analog ausgebildet. Im Folgenden werden zuerst die Einlassseite und anschließend die Auslassseite beschrieben.
  • Die Einlassnockengruppe umfasst einen ersten Befeuerungsnocken 11, der dazu vorgesehen ist, in dem Befeuerungsbetrieb die Einlassventile 14, 15 zu öffnen, und einen zweiten Bremsnocken 12, der dazu vorgesehen ist, in dem Bremsbetrieb die Einlassventile 14, 15 zu öffnen. Der Befeuerungsnocken 11 und der Bremsnocken 12 weisen unterschiedliche Einlassnockenkurven auf. Die Einlassnockenkurve des Befeuerungsnockens 11 weist eine Einlasserhebung 38 auf, die insbesondere dazu vorgesehen ist, die Einlassventile 14, 15 zu öffnen, während ein Kolben in dem entsprechenden Arbeitszylinder von einem oberen Totpunkt in einen unteren Totpunkt bewegt wird, um Verbrennungsluft in den Arbeitszylinder anzusaugen. Die Brems-Einlassnockenkurve des Bremsnockens 12 weist zwei Einlasserhebungen 26, 27 auf, die jeweils insbesondere dazu vorgesehen sind, die Einlassventile 14, 15 zu öffnen, während der Kolben in dem entsprechenden Arbeitszylinder von dem oberen Totpunkt in den unteren Totpunkt bewegt wird, um Verbrennungsluft in den Arbeitszylinder anzusaugen. Die Brems-Einlassnockenkurve des Bremsnockens 12 ist prinzipiell dazu vorgesehen, die Einlassventile 14, 15 während einer Umdrehung der Einlassnockenwelle 10 zweimal zu öffnen, um die Verbrennungsluft in den Arbeitszylinder zweimal anzusaugen. Besonders in den Figuren 4 bis 6 sind die Einlasserhebungen 26, 27 des Bremsnockens 12 und die Einlasserhebung 38 des Befeuerungsnockens 11 gut erkennbar.
  • Zur Betätigung der Einlassventile 14, 15 umfasst die Ventiltriebvorrichtung mit der integrierten Motorbremsvorrichtung einen ersten Einlassnockenfolger 13, der für den Befeuerungsbetrieb der Einlassventile 14, 15 vorgesehen ist, und einen zweiten Brems-Einlassnockenfolger 16, der für den Bremsbetrieb der Einlassventile 14, 15 vorgesehen ist. Der für den Befeuerungsbetrieb vorgesehene Einlassnockenfolger 13 ist dabei lediglich für eine Wirkverbindung mit dem Befeuerungsnocken 11 vorgesehen. Der für den Bremsbetrieb vorgesehene Brems-Einlassnockenfolger 16 ist lediglich zur Wirkverbindung mit dem Bremsnocken 12 vorgesehen.
  • Zur Umschaltung zwischen dem Befeuerungsbetrieb der Einlassventile 14, 15 und dem Bremsbetrieb der Einlassventile 14, 15 umfasst die Motorbremsvorrichtung eine der Einlassnockenwelle 10 zugeordnete Umschaltvorrichtung 17, die dazu vorgesehen ist, zwischen einer Betätigung beider Einlassventile 14, 15 durch den Befeuerungsnocken 11 und einer Betätigung beider Einlassventile 14, 15 durch den Bremsnocken 12 umzuschalten. Die der Einlassnockenwelle 10 zugeordnete Umschaltvorrichtung 17 ist dabei dazu vorgesehen, zwischen einem Abgriff der Einlassnockenkurve des Befeuerungsnockens 11 durch den zugeordneten Einlassnockenfolger 13 und einem Abgriff der Brems-Einlassnockenkurve des Bremsnockens 12 durch den zugeordneten Brems-Einlassnockenfolger 16 hin und her zu schalten. Die der Einlassnockenwelle 10 zugeordnete Umschaltvorrichtung 17 ist lediglich zur Umschaltung der Betätigung der Einlassventile 14, 15 des einen Arbeitszylinders vorgesehen. Für die weiteren Arbeitszylinder kann die Motorbremsvorrichtung grundsätzlich weitere, analog ausgebildete, der Einlassnockenwelle 10 zugeordnete Umschaltvorrichtungen aufweisen, welche zumindest teilweise miteinander gekoppelt werden können.
  • Die Motorbremsvorrichtung umfasst zwei der Einlassnockengruppe zugeordnete Kipphebel mit einem ersten Kipphebel 21 und einem zweiten Brems-Kipphebel 22. Kipphebel 21 ist für den Befeuerungsbetrieb der Einlassventile 14, 15 vorgesehen und weist den Einlassnockenfolger 13 auf, der zur Wirkverbindung mit dem Befeuerungsnocken 11 der Einlassnockengruppe vorgesehen ist. Brems-Kipphebel 22 ist für den Bremsbetrieb der Einlassventile 14, 15 vorgesehen und weist den Brems-Einlassnockenfolger 16 auf, der zur Wirkverbindung mit dem Bremsnocken 12 der Einlassnockengruppe vorgesehen ist. Der für den Befeuerungsbetrieb der Einlassventile 14, 15 vorgesehene Kipphebel 21 wirkt auf beide Einlassventile 14, 15. Der für den Bremsbetrieb der Einlassventile 14, 15 vorgesehen Brems-Kipphebel 22 wirkt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel auf beide Einlassventile 14, 15, kann grundsätzlich aber auch auf lediglich eines der Einlassventile 14, 15 wirken. Der Kipphebel 21 und der Brems-Kipphebel 22 sind jeweils als Rollenkipphebel ausgebildet.
  • In dem gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 bis 8 ist der Brems-Kipphebel 22, der den dem Bremsnocken 12 zugeordneten Brems-Einlassnockenfolger 16 aufweist, dazu vorgesehen, den Kipphebel 21, der den dem Befeuerungsnocken 11 zugeordneten Einlassnockenfolger 13 aufweist, zu betätigen. Dazu ist der Brems-Kipphebel 22, der den dem Bremsnocken 12 zugeordneten Brems-Einlassnockenfolger 16 aufweist, im Bremsbetrieb der Einlassventile 14, 15 direkt an dem Kipphebel 21, der den dem Befeuerungsnocken 11 zugeordneten Einlassnockenfolger 13 aufweist, gekoppelt. Der Brems-Kipphebel 22 liegt im Bremsbetrieb am Kipphebel 21 direkt an. Im Befeuerungsbetrieb der Einlassventile 14, 15 ist der Einlassnockenfolger 13 mit dem Befeuerungsnocken 11 wirkverbunden und der Brems-Einlassnockenfolger 16 von dem Bremsnocken 12 und dem Kipphebel 21 wirkungsmäßig entkoppelt. In dem Bremsbetrieb der Einlassventile 14, 15 ist der Einlassnockenfolger 13 von dem Befeuerungsnocken 11 wirkungsmäßig entkoppelt und der Brems-Einlassnockenfolger 16 mit dem Bremsnocken 12 und dem Kipphebel 21 wirkverbunden. Der Kipphebel 21, der den dem Befeuerungsnocken 11 zugeordneten Einlassnockenfolger 13 aufweist, ist in dem Befeuerungsbetrieb und in dem Bremsbetrieb wirkungsmäßig an die Einlassventile 14, 15 angebunden. Der Brems-Kipphebel 22, der den dem Bremsnocken 12 zugeordneten Brems-Einlassnockenfolger 16 aufweist, ist in dem Befeuerungsbetrieb von den Einlassventilen 14, 15 wirkungsmäßig entkoppelt und im Bremsbetrieb über den Kipphebel 21 wirkungsmäßig an die Einlassventile 14, 15 angebunden. Der Kipphebel 21 und der Bremskipphebel 22 sind im Befeuerungsbetrieb bewegungstechnisch voneinander getrennt und im Bremsbetrieb bewegungstechnisch miteinander verbunden.
  • Die der Einlassnockenwelle 10 zugeordnete Umschaltvorrichtung 17 ist dazu vorgesehen, ein Drehmoment der Einlassnockenwelle 10 in eine Kraft zur Umschaltung zwischen dem Befeuerungsbetrieb und dem Bremsbetrieb umzusetzen. Zur Ansteuerung mittels einer nicht näher dargestellten Steuer- und Regeleinheit der Ventiltriebvorrichtung umfasst die der Einlassnockenwelle 10 zugeordnete Umschaltvorrichtung 17 einen elektromagnetischen Aktor 39, mittels welchem die Umschaltung zwischen dem Befeuerungsbetrieb und dem Bremsbetrieb ausgelöst werden kann. Bis auf den Aktor 39, welcher lediglich zum Auslösen der Umschaltung zwischen dem Befeuerungsbetrieb und dem Bremsbetrieb vorgesehen ist, ist die der Einlassnockenwelle 10 zugeordnete Umschaltvorrichtung 17 vollständig mechanisch ausgebildet.
  • Die der Einlassnockenwelle 10 zugeordnete Umschaltvorrichtung 17 umfasst ein drehfest, aber axial verschiebbar mit der Einlassnockenwelle 10 verbundenes Kulissenelement 18. Das Kulissenelement 18 weist eine erste Kulissenbahn 19 auf, die zur Umschaltung von dem Befeuerungsbetrieb in den Bremsbetrieb der Einlassventile 14, 15 vorgesehen ist, und eine zweite Kulissenbahn 20, die zur Umschaltung von dem Bremsbetrieb in den Befeuerungsbetrieb der Einlassventile 14, 15 vorgesehen ist. Die Kulissenbahnen 19, 20 sind auf dem Kulissenelement 18 um einen entsprechenden Winkel gegeneinander versetzt. Jede der Kulissenbahnen 19, 20 weist eine ihrer Funktion entsprechende Winkelerstreckung auf. Die Kulissenbahnen 19, 20 weisen dabei, in den Figuren nicht bezeichnet, jeweils ein Einspursegment, ein Schaltsegment und ein Ausspursegment auf. Die in Umfangsrichtung gerichteten Einspursegmente weisen jeweils eine zunehmende Kulissenbahntiefe auf. Die Schaltsegmente, welche eine im Wesentlichen konstante Kulissenbahntiefe aufweisen, weisen eine axiale Komponente auf. Die Ausspursegmente weisen jeweils eine abnehmende Kulissenbahntiefe auf.
  • Insbesondere die Schaltsegmente der Kulissenbahnen 19, 20 sind dazu vorgesehen, eine Drehbewegung der Einlassnockenwelle 10 in eine, bezogen auf eine Rotationsachse 40 der Einlassnockenwelle 10, axiale Schaltbewegung des Kulissenelements 18 umzusetzen. Die mittels der Kulissenbahnen 19, 20 auslösbaren Schaltbewegungen sind dabei in entgegengesetzte Richtungen orientiert, d.h. die eine Kulissenbahn 19 ist dazu vorgesehen, das Kulissenelement 18 in die erste Richtung zu schalten, während die zweite Kulissenbahn 20 dazu vorgesehen ist, das Kulissenelement 18 in die entgegengesetzte zweite Richtung zu schalten. Das Kulissenelement 18 weist zwei diskrete Schaltstellungen auf, zwischen denen es mittels der Kulissenbahnen 19, 20 geschaltet werden kann. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel führt eine durch die Kulissenbahn 19 ausgelöste Schaltbewegung zu einem Umschalten vom Befeuerungsbetrieb in den Bremsbetrieb und entsprechend eine Schaltbewegung der Kulissenbahn 20 zu einem Umschalten vom Bremsbetrieb in den Befeuerungsbetrieb.
  • Der Aktor 39, der zum Auslösen der Umschaltung zwischen dem Befeuerungsbetrieb und dem Bremsbetrieb der Einlassventile 14, 15 vorgesehen ist, ist gegenüber dem Kulissenelement 18, welches durch die Einlassnockenwelle 10 drehbar angeordnet ist, ortsfest angeordnet. Die Ventiltriebvorrichtung weist ein Gehäuse 41 auf, mit dem der Aktor 39 fest verbunden ist. Der zum Auslösen der Umschaltung zwischen dem Befeuerungsbetrieb und dem Bremsbetrieb der Einlassventile 14, 15 vorgesehene Aktor 39 umfasst einen Schaltpin 42, welcher in einem ausgefahrenen Zustand in die jeweilige Kulissenbahn 19, 20 des Kulissenelements 18 zwangsgeführt eingreift. Zur Auslösung der Umschaltung wird der Schaltpin 42 ausgefahren. Anschließend wird der Schaltpin 42 über das entsprechende Einspursegment in Eingriff mit der zugehörigen Kulissenbahn 19, 20 gebracht. Bei einer weiteren Drehbewegung der Einlassnockenwelle 10 wird das Kulissenelement 18 durch das Schaltsegment verschoben, wobei axiale Kräfte zur Umschaltung aus dem auf der Einlassnockenwelle 10 wirkenden Drehmoment erzeugt und über den Schaltpin 42 abgestützt werden. Anschließend wird der Schaltpin 42 durch das Ausspursegment wieder eingeschoben. Eine Umschaltung in die beiden Richtungen verläuft dabei analog. Der Schaltpin 42 ist dabei dazu vorgesehen, nach dem Ausspuren aus der einen Kulissenbahn 19, 20 bei einer nachfolgenden Umschaltung in die andere Kulissenbahn 20, 19 zwangsgeführt einzuspuren.
  • Zur Umschaltung der Wirkverbindung zwischen der Einlassnockenwelle 10 und dem Einlassnockenfolger 13 und dem Brems-Einlassnockenfolger 16 weist die der Einlassnockenwelle 10 zugeordnete Umschaltvorrichtung 17 eine Kipphebellagerung 25 auf, die eine dem Befeuerungsbetrieb zugeordnete erste Endlage und eine dem Bremsbetrieb zugeordnete zweite Brems-Endlage aufweist. Die Kipphebellagerung 25 dient insbesondere zur Lagerung des Kipphebels 21 und des Brems-Kipphebels 22 und legt jeweils für den Kipphebel 21 eine Kipphebelachse 23 und für den Brems-Kipphebel 22 eine Brems-Kipphebelachse 24 fest, um welche der entsprechende Kipphebel 21, 22 jeweils schwenkbar gelagert ist (vgl. Figuren 5 und 6).
  • Die Kipphebellagerung 25 umfasst ein Lagerungselement 43, an welchem der Kipphebel 21 und der Brems-Kipphebel 22 jeweils gelagert sind. Das Lagerungselement 43 selbst ist schwenkbar gelagert. Eine Lagerachse 44, um die das Lagerungselement 43 verschwenkbar ist, ist parallel versetzt zur Kipphebelachse 23 und zur Brems-Kipphebelachse 24 angeordnet. Das Lagerungselement 43 ist gegenüber dem Gehäuse 41 der Ventiltriebvorrichtung gelagert.
  • Das Lagerungselement 43 ist in Form eines U-förmigen Bügels ausgeführt, wobei Enden 45, 46 des Lagerungselements 43, welche parallel zur Rotationsachse 40 der Einlassnockenwelle 10 orientiert sind, zur Lagerung um die Lagerachse 44 dienen, und wobei die Kipphebel 21, 22 an einen im Wesentlichen parallel zu der Einlassnockenwelle 10 verlaufenden Teil des Lagerungselements 43 angebunden sind. Die Enden 45, 46 des Lagerungselements 43 sind drehbar in Lagern 47, 48 des Gehäuses 41 aufgenommen.
  • Die Lagerachse 44 des Lagerungselements 43 ist parallel versetzt zu der Rotationsachse 40 der Einlassnockenwelle 10 orientiert (vgl. Figuren 2 bis 6). In der ersten Endlage ist der für den Befeuerungsbetrieb der Einlassventile 14, 15 vorgesehene Einlassnockenfolger 13 in stetem Kontakt mit dem Befeuerungsnocken 11 (Figuren 4 und 5). Der für den Bremsbetrieb der Einlassventile 14, 15 vorgesehene Brems-Einlassnockenfolger 16 ist hingegen von dem Bremsnocken 12 abgehoben, wodurch der Bremsnocken 12 wirkungslos unter dem Brems-Einlassnockenfolger 16 hindurchläuft (Figuren 4 und 5). In der zweiten Endlage ist umgekehrt der für den Bremsbetrieb der Einlassventile 14, 15 vorgesehene Brems-Einlassnockenfolger 16 in stetem Kontakt mit dem Bremsnocken 12, während der für den Befeuerungsbetrieb der Einlassventile 14, 15 vorgesehene Einlassnockenfolger 13 von dem Befeuerungsnocken 11 abgehoben ist, wodurch der Befeuerungsnocken 11 wirkungslos unter dem Einlassnockenfolger 13 hindurchläuft (Figuren 2 und 6).
  • Die Kipphebellagerung 25 ist dazu vorgesehen, mittels der Drehbewegung der Einlassnockenwelle 10 geschaltet zu werden. Ist das Lagerungselement 43 in die erste Endlage geschaltet, wirkt bei einer Betätigung der Einlassventile 14, 15 durch den Befeuerungsnocken 11 auf das Lagerungselement 43 grundsätzlich eine Kraft, welche in Richtung der zweiten Endlage gerichtet ist (Figur 5). Ist das Lagerungselement 43 in die zweite Endlage geschaltet, wirkt bei einer Betätigung der Einlassventile 14, 15 durch den Bremsnocken 12 auf das Lagerungselement 43 grundsätzlich eine Kraft, welche in Richtung der ersten Endlage gerichtet ist (Figur 6).
  • Die auf das Lagerungselement 43 wirkende Kraft, die zur Umschaltung zwischen den beiden Endlagen genutzt wird, resultiert aus einer Betätigungskraft, die in dem Befeuerungsbetrieb und in dem Bremsbetrieb mittels der Einlassnockenwelle 10 auf die Einlassventile 14, 15 ausgeübt wird. Das Lagerungselement 43 stützt diese Betätigungskraft ab. Indem die Kipphebelachse 23 und die Brems-Kipphebelachse 24, um die jeweils der Kipphebel 21 und der Bremskipphebel 22 gegenüber dem Lagerungselement 43 verschwenkbar gelagert sind, gegeneinander versetzt sind, wirkt je nachdem, über welchen der Kipphebel 21, 22 die Einlassventile 14, 15 betätigt werden, eine unterschiedliche Kraft auf das Lagerungselement 43. Die Lagerachse 44 des Lagerungselements 43 ist dabei wirkungsmäßig zwischen der Kipphebelachse 23 und der Brems-Kipphebelachse 24 angeordnet. Wird Kipphebel 21 betätigt, resultiert aus der Betätigungskraft des Kipphebels 21 ein auf das Lagerungselement 43 wirkendes Drehmoment, welches in Bezug auf die Lagerachse 44 des Lagerungselements 43 in die entgegengesetzt Richtung gerichtet ist, wie das aus der Betätigungskraft des Brems-Kipphebels 22 resultierte Drehmoment, welches auf das Lagerungselement 43 wirkt, wenn der Brems-Kipphebel 22 betätigt wird. Da die Betätigungskraft jeweils aus dem Drehmoment der Einlassnockenwelle 10 resultiert und das Drehmoment auf das Lagerungselement 43 wiederum aus der Betätigungskraft, wird die Kipphebellagerung 25 mittels der Drehbewegung der Einlassnockenwelle 10 umgeschaltet.
  • Zur Fixierung der Kipphebellagerung 25 weist die der Einlassnockenwelle 10 zugeordnete Umschaltvorrichtung 17 ein federbelastetes Rasteingriffselement 49 auf, welches dazu vorgesehen ist, die Kipphebellagerung 25 in den zwei Endlagen zu fixieren. Das Rasteingriffselement 49 ist gegenüber dem Lagerungselement 43 axial beweglich gelagert. Die der Einlassnockenwelle 10 zugeordnete Umschaltvorrichtung 17 weist ein Federelement 50 auf, welches zwischen dem Lagerungselement 43 und dem Rasteingriffselement 49 angeordnet ist.
  • Zur Wirkverbindung mit dem Rasteingriffselement 49 umfasst die der Einlassnockenwelle 10 zugeordnete Umschaltvorrichtung 17 ein Rastkonturelement 51, gegen welches das Rasteingriffselement 49 abgestützt ist. Zur formschlüssigen Verbindung mit dem Rasteingriffselement 49 weist das Rastkonturelement 51 eine Rastkontur mit einer ersten Vertiefung 54 und einer zweiten Brems-Vertiefung 55 zwischen einem ersten Anschlag 52 und einem Brems-Anschlag 53 auf. Zwischen der Vertiefung 54 und der Brems-Vertiefung 55 liegt eine Erhebung 56. Die erste Vertiefung 54, welche der ersten Endlage im Befeuerungsbetrieb zugeordnet ist, liegt zwischen dem ersten Anschlag 52 und der Erhebung 56. Die zweite Brems-Vertiefung 55, welche der zweiten Brems-Endlage im Bremsbetrieb zugeordnet ist, liegt zwischen dem Brems-Anschlag 53 und der Erhebung 56. Die Vertiefung 54 und die Brems-Vertiefung 55 definieren zwei Einraststellungen, in denen das Rasteingriffselement 49 und das Rastkonturelement 51 formschlüssig miteinander verbunden sind.
  • Eine Schwenkbewegung des Lagerungselements 43 ist durch die zwei mechanischen Anschläge 52, 53 begrenzt, welche die beiden Endlagen der Kipphebellagerung 25 definieren. Bei einer Schwenkbewegung des Lagerungselements 43 aus der zweiten Endlage im Bremsbetrieb in die erste Endlage im Befeuerungsbetrieb begrenzen die Anschläge 52, 53 die Schwenkbewegung des Lagerungselements 43, indem der Brems-Anschlag 53 am Lagerungselement 43 anliegt und der Anschlag 52 am Rasteingriffselement 49 anliegt. Dementsprechend begrenzen die Anschläge 52, 53 die Schwenkbewegung des Lagerungselements 43 aus der ersten Endlage im Befeuerungsbetrieb in die zweiten Endlage im Bremsbetrieb, indem jetzt der Anschlag 52 am Lagerungselement 43 anliegt und der Brems-Anschlag 53 am Rasteingriffselement 49 anliegt. Das Rasteingriffselement 49 ist bewegungstechnisch mit dem Lagerungselement 43 verbunden. Bei einer Bewegung des Lagerungselements 43 von der einen Endlage in die andere Endlage wird das Rasteingriffselement 49 von der einen Vertiefung 54, 55 über die Erhebung 56 hinweg in die andere Vertiefung 55, 54 bewegt. In den Endlagen fixieren das Rasteingriffselement 49 und das Rastkonturelement 51 das Lagerungselement 43 gegen das bei der Betätigung der Einlassventile 14, 15 wirkende Drehmoment. Eine Federkraft, welche das zwischen dem Rasteingriffselement 49 und dem Lagerungselement 43 abgestützte Federelement 50 bereitstellt, ist dabei ausreichend groß, um das aus der Betätigungskraft der Einlassventile 14, 15 resultierende Drehmoment gegen die Erhebung 56 abzustützen, so dass das Rasteingriffselement 49 nicht von einer Vertiefung 54, 55 in die jeweils andere Vertiefung 55, 54 wechselt.
  • Um das Rasteingriffselement 49 aus einer seiner Einraststellungen zu lösen, ist das Rastkonturelement 51 beweglich gelagert. Das Rastkonturelement 51 weist eine Lagerachse 57 auf, welche im Bereich der Erhebung 56 der Rastkontur liegt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel bildet die Lagerachse 57 für das Rastkonturelement 51 die Erhebung 56 zwischen den beiden Vertiefungen 54, 55 aus, d.h. die Rastkontur wird teilweise von der Lagerachse 57 gebildet. Wird das Lagerungselement 43 von der einen Endlage in die andere Endlage bewegt, schwenkt eine virtuelle Mittellinie des Rasteingriffselements 49 über die Lagerachse 57 des Rastkonturelements 51 hinweg. Die Lagerachse 57 liegt damit zwischen den beiden Vertiefungen 54, 55, welche die Endlagen der Kipphebellagerung 25 definieren.
  • Das beweglich gelagerte Rastkonturelement 51 ist zwischen der ersten Einraststellung, welche dem Befeuerungsbetrieb zugeordnet ist (Figuren 4 und 5), und der zweiten Brems-Einraststellung, welche dem Bremsbetrieb zugeordnet ist (Figur 6), verschwenkbar. In der ersten Einraststellung des Rastkonturelements 51 befindet sich das Lagerungselement 43 in seiner ersten Endlage im Befeuerungsbetrieb, wobei das Rasteingriffselement 49 in die erste Vertiefung 54 der Rastkontur eingreift. In der zweiten Brems-Einraststellung des Rastkonturelements 51 befindet sich das Lagerungselement 43 in seiner zweiten Endlage im Bremsbetrieb, wobei das Rasteingriffselement 49 in die zweite Brems-Vertiefung 55 der Rastkontur eingreift. In den Einraststellungen bildet jeweils eine der Vertiefungen 54, 55 des Rastkonturelements 51 für das Rasteingriffselement 49 ein globales Minimum aus, in welche das Rasteingriffselement 49 geführt wird, wenn die Betätigungskraft für die Einlassventile 14, 15 über das Lagerungselement 43 gegen die Einlassnockenwelle 10 abgestützt wird.
  • Je nachdem, in welche der Einraststellungen das Rastkonturelement 51 geschaltet ist, wird das Lagerungselement 43 für die Kipphebel 21, 22 bei der nächsten Betätigung der Einlassventile 14, 15 in die der Einraststellung entsprechende Endlage geschalten. Die Umschaltung zwischen dem Befeuerungsbetrieb und dem Bremsbetrieb erfolgt damit, indem das Rastkonturelement 51 von der einen Einraststellung in die andere Einraststellung geschwenkt wird.
  • Das Kulissenelement 18 ist dazu vorgesehen, das Rastkonturelement 51 von den Einraststellungen in eine Zwischenstellung zwischen den Einraststellungen zu verschwenken. Das Kulissenelement 18 und das Rastkonturelement 51 sind mechanisch miteinander gekoppelt. Das aus der Einlassnockenwelle 10 axial herausragende Kulissenelement 18 ist mit einer axial verschiebbar in der Einlassnockenwelle 10 aufgenommenen Schaltstange 59 verbunden. Die in der Einlassnockenwelle 10 aufgenommene Schaltstange 59 ist in der Figur 2 gestrichelt dargestellt. Das Kulissenelement 18 und die Schaltstange 59 werden zusammen bei Eingreifen des Schaltpins 42 in eine der Kulissenbahnen 19, 20 entlang der Rotationsachse 40 der Einlassnockenwelle 10 axial verschoben. In der Schaltstange 59 ist ein Betätigungsstift 60 aufgenommen, welcher durch einen Längsschlitz 61 aus der Einlassnockenwelle 10 radial herausragt. Der Betätigungsstift 60 wird mit der axialen Verschiebung der Schaltstange 59 in seinem Längsschlitz 61 somit ebenfalls entlang der Rotationsachse 40 der Einlassnockenwelle 10 verschoben. Der Betätigungsstift 60 ist dazu vorgesehen, das an der Einlassnockenwelle 10 anliegende Drehmoment auf das Rastkonturelement 51 zu übertragen und mittels des Drehmoments das Rastkonturelement 51 zu verschwenken. Das mit der Schaltstange 59 verbundene Kulissenelement 18 weist eine geeignete Rastvorrichtung 62 mit der Einlassnockenwelle 10 auf, so dass eine entsprechende Stellung der Schaltstange 59 in der Einlassnockenwelle 10 für den Bremsbetrieb oder Befeuerungsbetrieb gehalten werden kann.
  • Das Rastkonturelement 51 ist räumlich zwischen dem Rasteingriffselement 49 und der Einlassnockenwelle 10 angeordnet. Es weist eine dem Rasteingriffselement 49 zugewandte Seite auf, welche die Rastkontur ausbildet. Zudem weist es eine der Einlassnockenwelle 10 zugewandte Seite auf, welche eine Betätigungskontur zum Verschwenken mittels des Drehmoments der Einlassnockenwelle 10 ausbildet. Die Betätigungskontur weist zwei Bahnen 63, 64 auf, die entlang der Rotationsachse 40 der Einlassnockenwelle 10 gegeneinander versetzt sind. Je nachdem, in welche Schaltstellung das Kulissenelement 18 geschaltet ist, greift der Betätigungsstift 60 an der einen Bahn 63 der Betätigungskontur oder an der anderen Bahn 64 der Betätigungskontur an. Ein Weg, um den das Kulissenelement 18 axial verschiebbar ist, entspricht einem Abstand der Bahnen 63, 64, die die Betätigungskontur des Rastkonturelements 51 aufweist.
  • In Bezug auf die Drehbewegung des Betätigungsstifts 60 um die Rotationsachse 40 der Einlassnockenwelle 10 sind die Bahnen 63, 64 als Schrägbahnen ausgebildet. Die Betätigungskontur des Rastkonturelements 51 ist dazu vorgesehen, das auf den Betätigungsstift 60 wirkende Drehmoment der Einlassnockenwelle 10 in ein auf das Rastkonturelement 51 wirkendes Drehmoment zu übersetzen, um das Rastkonturelement 51 um seine Lagerachse 57 zu verschwenken. Der Betätigungsstift 60 in Wirkverbindung mit der Betätigungskontur des Rastkonturelements 51 ist dazu vorgesehen, in der ersten Schaltstellung des Kulissenelements 18 das Rastkonturelement 51 von der ersten Einraststellung des Befeuerungsbetriebs in die Zwischenstellung zu schalten. Dazu greift der Schaltpin 42 in die Kulissenbahn 19 ein und der Betätigungsstift 60 wird von der Bahn 63 zur Bahn 64 verschoben. In der zweiten Schaltstellung des Kulissenelements 18 schaltet das Rastkonturelement 51 von der zweiten Einraststellung des Bremsbetriebs in die Zwischenstellung. Dazu greift der Schaltpin 42 in die Kulissenbahn 20 ein und der Betätigungsstift 60 wird von der Bahn 64 zur Bahn 63 verschoben. Der Betätigungsstift 60 ist also jeweils lediglich dazu vorgesehen, das Rastkonturelement 51 in die Zwischenstellung zu schalten.
  • Die Zwischenstellung ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als eine Mittelstellung zwischen den beiden Einraststellungen ausgebildet. Wird das Rastkonturelement 51 in die Mittelstellung geschwenkt, bewegt sich das Rasteingriffselement 49 in der Rastkontur. Das Rasteingriffselement 49 bewegt sich dabei innerhalb der Rastkontur von der entsprechenden Vertiefung 54, 55 auf die Erhebung 56. Da gleichzeitig das Rastkonturelement 51 verschwenkt wird, bildet die Zwischenstellung eine instabile Lage aus. Aus der Zwischenstellung heraus wird das Rasteingriffselement 49 dann in die andere Einraststellung geführt, wenn die Betätigungskraft auf die Einlassventile 14, 15, welche aus der Drehung und dem Drehmoment der Einlassnockenwelle 10 resultiert, bei der nächsten Betätigung der Einlassventile 14, 15 über das Lagerungselement 43 gegen die Einlassnockenwelle 10 abgestützt wird.
  • Die Umschaltung zwischen dem Befeuerungsbetrieb und dem Bremsbetrieb der Einlassventile 14, 15 erfolgt somit in zwei Schritten. In dem ersten Schritt werden das Drehmoment und die Drehbewegung der Einlassnockenwelle 10 über das Kulissenelement 18, das Rastkonturelement 51 und das Rasteingriffselement 49 auf das Lagerungselement 43 übertragen und bewirken, dass das Rasteingriffselement 49 von der entsprechenden Einraststellung in die Zwischenstellung bewegt wird. In dem zweiten Schritt werden das Drehmoment und die Drehbewegung der Einlassnockenwelle 10 über den entsprechend Kipphebel 21, 22 übertragen und bewirken, dass das Rasteingriffselement 49 von der Zwischenstellung in die entsprechenden Einraststellung bewegt wird.
  • In dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die der Einlassnockenwelle 10 zugeordnete Umschaltvorrichtung 17 ein zweites Rasteingriffselement 65 und ein zweites Rastkonturelement 66, die ebenfalls mittels des Kulissenelements 18 geschaltet werden. Das Kulissenelement 18 weist dazu einen zweiten Betätigungsstift 67 und ein nicht näher dargestelltes Federelement auf, die für eine Wirkverbindung mit dem zweiten Rastkonturelement 66 vorgesehen sind. Die beiden Rastkonturelemente 51, 66 wirken parallel.
  • Die Auslassnockengruppe umfasst einen Befeuerungsnocken 29, der dazu vorgesehen ist, in dem Befeuerungsbetrieb die Auslassventile 33, 34 zu öffnen, einen ersten Bremsnocken 30, der dazu vorgesehen, in dem Bremsbetrieb eines der Auslassventile 34 zu öffnen, und einen zweiten Bremsnocken 31, der dazu vorgesehen ist, in dem Bremsbetrieb das andere Auslassventil 33 zu öffnen. Sowohl der Befeuerungsnocken 29 und der erste Bremsnocken 30 als auch der Befeuerungsnocken 29 und der zweite Bremsnocken 31 weisen unterschiedliche Auslassnockenkurven auf. Die Auslassnockenkurve des Befeuerungsnockens 29 weist eine Auslasserhebung auf, die insbesondere dazu vorgesehen ist, die Auslassventile 33, 34 zu öffnen, während der Kolben in dem entsprechenden Arbeitszylinder von dem unteren Totpunkt in den oberen Totpunkt bewegt wird, um Abgas nach einer Verbrennung aus dem Arbeitszylinder auszustoßen. Die Auslassnockenkurven der Bremsnocken 30, 31 sind jeweils prinzipiell dazu vorgesehen, die ihnen zugeordneten Auslassventile 33, 34 zu öffnen, nachdem der Kolben in dem entsprechenden Arbeitszylinder von dem unteren Totpunkt in den oberen Totpunkt bewegt wurde, um die dabei verdichtete Luft bzw. Verbrennungsluft aus dem Arbeitszylinder zu stoßen und damit ungenutzt zu lassen.
  • Die zwei Bremsnocken 30, 31 der Auslassnockengruppe weisen voneinander unterschiedliche Auslassnockenkurven auf, so dass die Auslassventile 33, 34 in dem Bremsbetrieb voneinander unterschiedliche Ansteuerzeiten oder Öffnungszeiten aufweisen. Die Auslassnockenkurven sind dabei in der Art ausgebildet, dass die Auslassventile 33, 34 abwechselnd geöffnet werden, um die verdichtete Luft bzw. Verbrennungsluft ungenutzt aus dem Arbeitszylinder entweichen zu lassen. Durch eine solche unterschiedliche Ausbildung der Auslassnockenkurven der Bremsnocken 30, 31 werden die Auslassventile 33, 34 während einer Umdrehung der Auslassnockenwelle 28 jeweils nur einmal betätigt und damit geöffnet, wobei der Arbeitszylinder während der Umdrehung der Auslassnockenwelle 28 in Summe zweimal geöffnet wird. Dadurch reduziert sich eine Belastung der Auslassventile 33, 34 in dem Bremsbetrieb, wodurch die Lebensdauer der Auslassventile 33, 34 erhöht wird. Grundsätzlich kann die unterschiedliche Ausbildung der Auslassnockenkurven der Bremsnocken 30, 31 auf unterschiedlichste, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Art erfolgen, beispielsweise in der Art, dass eines der Auslassventile 33 in dem Bremsbetrieb zum ungenutzten Entweichen der verdichteten Luft jedes mal betätigt und das andere Auslassventil 34 nur jedes zweite mal betätigt wird, so dass eines der Auslassventile 33 insbesondere während einer Umdrehung der Auslassnockenwelle 28 zweimal betätigt'und das andere Auslassventil 34 nur einmal betätigt wird. Ferner ist es grundsätzlich denkbar, dass die Auslassnockenkurven der Bremsnocken 30, 31 identische Auslassnockenkurven aufweisen, wodurch ein großer Öffnungsquerschnitt und damit ein schnelles Entweichen der verdichteten Luft aus dem Arbeitszylinder in dem Bremsbetrieb realisiert werden kann.
  • Durch die Einstellung des Bremsbetriebs der Einlassnockenwelle 10 und des Bremsbetriebs der Auslassnockenwelle 28 ist die Motorbremsvorrichtung als eine 2-Takt-Motorbremse ausgebildet. Durch den Bremsbetrieb der Einlassventile 14, 15 wird während einer Umdrehung der Einlass- und Auslassnockenwellen 10, 28 zweimal Verbrennungsluft in den Arbeitszylinder angesaugt und durch den Bremsbetrieb der Auslassventile 33, 34 zweimal die Verdichtung der angesaugten Verbrennungsluft ungenutzt gelassen. Selbstverständlich kann die Motorbremsvorrichtung auch als 4-Takt-Motorbremse ausgeführt werden. Dazu wird insbesondere lediglich der Bremsbetrieb der Auslassventile 33, 34 eingestellt und auf die Einstellung des Bremsbetriebs der Einlassventile 14, 15 verzichtet. Dabei ist die Auslassnockenkurve der Bremsnocken 30, 31 insbesondere identisch. Grundsätzlich kann auf einen der Bremsnocken 30, 31 der Auslassnockengruppe verzichtet werden.
  • Zur Betätigung der Auslassventile 33, 34 umfasst die Ventiltriebvorrichtung mit der integrierten Motorbremsvorrichtung einen Auslassnockenfolger 32, der für den Befeuerungsbetrieb der Auslassventile 33, 34 vorgesehen ist, und zwei Brems-Auslassnockenfolger 35, 36, die für den Bremsbetrieb der Auslassventile 33, 34 vorgesehen sind. Der Auslassnockenfolger 32, der für den Befeuerungsbetrieb der Auslassventile 33, 34 vorgesehen ist, ist dabei lediglich für eine Wirkverbindung mit dem Befeuerungsnocken 11 vorgesehen. Der Brems-Auslassnockenfolger 35, der für den Bremsbetrieb der Auslassventile 33, 34 vorgesehen ist, ist lediglich zur Wirkverbindung mit dem ersten Bremsnocken 30 vorgesehen. Der Brems-Auslassnockenfolger 36, der für den Bremsbetrieb der Auslassventile 33, 34 vorgesehen ist, ist lediglich zur Wirkverbindung mit dem zweiten Bremsnocken 31 vorgesehen. Die Brems-Auslassnockenfolger 35, 36, die für den Bremsbetrieb der Auslassventile 33, 34 vorgesehen sind, sind jeweils lediglich zum Betätigen eines der Auslassventile 33, 34 vorgesehen.
  • Zur Umschaltung zwischen dem Befeuerungsbetrieb und dem Bremsbetrieb der Auslassventile 33, 34 umfasst die Motorbremsvorrichtung eine der Auslassnockenwelle 28 zugeordnete Umschaltvorrichtung 37, die dazu vorgesehen ist, zwischen einer Betätigung beider Auslassventile 33, 34 durch den Befeuerungsnocken 29 und einer Betätigung beider Auslassventile 33, 34 durch die Bremsnocken 30, 31 umzuschalten. Die der Auslassnockenwelle 28 zugeordnete Umschaltvorrichtung 37 ist dabei dazu vorgesehen, zwischen einem Abgriff der Auslassnockenkurve des Befeuerungsnockens 29 durch den zugeordneten Auslassnockenfolger 32 und einem Abgriff der Auslassnockenkurven der Bremsnocken 30, 31 durch die jeweils zugeordneten Brems-Auslassnockenfolger 35, 36 hin und her zu schalten. Die der Auslassnockenwelle 28 zugeordnete Umschaltvorrichtung 37 ist lediglich zur Umschaltung der Betätigung der Auslassventile 33, 34 des einen Arbeitszylinders vorgesehen. Für die weiteren Arbeitszylinder kann die Motorbremsvorrichtung grundsätzlich weitere, analog ausgebildete, der Auslassnockenwelle 28 zugeordnete Umschaltvorrichtungen aufweisen, welche zumindest teilweise miteinander gekoppelt werden können.
  • Die Ventiltriebvorrichtung umfasst drei der Auslassnockengruppe zugeordnete Kipphebel 68, 69, 70. Der eine Kipphebel 68 ist für den Befeuerungsbetrieb der Auslassventile 33, 34 vorgesehen und weist den Auslassnockenfolger 32 auf, der zur Wirkverbindung mit dem Befeuerungsnocken 29 der Auslassnockengruppe vorgesehen ist. Die zwei anderen Brems-Kipphebel 69, 70 sind für den Bremsbetrieb der Auslassventile 33, 34 vorgesehen. Der Brems-Kipphebel 69 weist den Brems-Auslassnockenfolger 36 auf, der zur Wirkverbindung mit dem Bremsnocken 31 der Auslassnockengruppe vorgesehen ist. Der Brems-Kipphebel 70 weist den Brems-Auslassnockenfolger 35 auf, der zur Wirkverbindung mit dem Bremsnocken 30 der Auslassnockengruppe vorgesehen ist. Der für den Befeuerungsbetrieb vorgesehene Kipphebel 68 wirkt auf beide Auslassventile 33, 34. Die für den Bremsbetrieb vorgesehenen Brems-Kipphebel 69, 70 wirken in dem dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils lediglich auf eines der Auslassventile 33, 34. In dem Bremsbetrieb wirkt der Brems-Kipphebel 69 auf das Auslassventil 33 und der Brems-Kipphebel 70 auf das Auslassventil 34. Der Brems-Kipphebel 69 wirkt im Bremsbetrieb über ein längsverschiebbar im Kipphebel 68 gelagertes Einstellelement 71 auf das Auslassventil 33. Der Brems-Kipphebel 70 wirkt im Bremsbetrieb über ein längsverschiebbar im Kipphebel 68 gelagertes Einstellelement 72 auf das Auslassventil 34. Die drei Kipphebel 68, 69, 70 sind bewegungstechnisch voneinander getrennt. In dem Befeuerungsbetrieb der Auslassventile 33, 34 betätigt die Auslassnockenwelle 28 den Kipphebel 68, während die Brems-Kipphebel 69, 70 von der Auslassnockenwelle 28 entkoppelt sind. In dem Bremsbetrieb der Auslassventile 33, 34 betätigt die Auslassnockenwelle 28 die Brems-Kipphebel 69, 70, während der andere Kipphebel 68 von der Auslassnockenwelle 28 entkoppelt ist. Grundsätzlich kann die Ventiltriebvorrichtung lediglich einen der Brems-Kipphebel 69, 70 für den Bremsbetrieb aufweisen, der im Bremsbetrieb lediglich auf eines der Auslassventile 33, 34 wirkt oder der, insbesondere analog zur Einlassseite, auf beide Auslassventile 33, 34 wirkt.
  • Die der Auslassnockenwelle 28 zugeordnete Umschaltvorrichtung 37 ist dazu vorgesehen, ein Drehmoment der Auslassnockenwelle 28 in eine Kraft zur Umschaltung zwischen dem Befeuerungsbetrieb und dem Bremsbetrieb der Auslassventile 33, 34 umzusetzen. Zur Ansteuerung mittels der nicht näher dargestellten Steuer- und Regeleinheit umfasst die der Auslassnockenwelle 28 zugeordnete Umschaltvorrichtung 37 einen elektromagnetischen Aktor 73, mittels welchem die Umschaltung zwischen dem Befeuerungsbetrieb und dem Bremsbetrieb ausgelöst werden kann. Bis auf den Aktor 73, welcher lediglich zum Auslösen der Umschaltung zwischen dem Befeuerungsbetrieb und dem Bremsbetrieb vorgesehen ist, ist die der Auslassnockenwelle 28 zugeordnete Umschaltvorrichtung 37 vollständig mechanisch ausgebildet.
  • Die der Auslassnockenwelle 28 zugeordnete Umschaltvorrichtung 37 und die der Einlassnockenwelle 10 zugeordnete Umschaltvorrichtung 17 sind unabhängig und separat voneinander ansteuerbar. Die nicht näher dargestellte Steuer- und Regeleinheit ist dazu vorgesehen, die Umschaltung zwischen dem Befeuerungsbetrieb und dem Bremsbetrieb der Auslassventile 33, 34 und die Umschaltung zwischen dem Befeuerungsbetrieb und dem Bremsbetrieb der Einlassventile 14, 15 separat voneinander auszulösen. Zum Auslösen der Umschaltung steuert die nicht näher dargestellte Steuer- und Regeleinheit den entsprechenden Aktor 39, 73 an.
  • Die der Auslassnockenwelle 28 zugeordnete Umschaltvorrichtung 37 und die der Einlassnockenwelle 10 zugeordnete Umschaltvorrichtung 17 sind analog zueinander ausgebildet. Ferner sind eine Mechanik und/oder Bauteile, die insbesondere zur Umschaltung zwischen dem Befeuerungsbetrieb und dem Bremsbetrieb vorgesehen sind, für die Einlassventile 14, 15 und für die Auslassventile 33, 34 analog. Deswegen werden die der Auslassnockenwelle 28 zugeordnete Umschaltvorrichtung 37, die Umschaltung und die dazu vorgesehenen Bauteile oder Elemente lediglich kurz beschrieben. Durch die analoge Ausbildung können Merkmale und die Funktionsweise aus der Beschreibung und/oder aus den Figuren von der Einlassseite auf die Auslassseite oder Auslassseite auf Einlassseite übertragen werden.
  • Die der Auslassnockenwelle 28 zugeordnete Umschaltvorrichtung 37 umfasst ein drehfest, aber axial verschiebbar mit der Auslassnockenwelle 28 verbundenes Kulissenelement 74 mit zwei Kulissenbahnen, die zur Umschaltung von dem Befeuerungsbetrieb in den Bremsbetrieb vorgesehen sind. Die Kulissenelemente 18, 74 sind analog zueinander ausgebildet, weswegen zur Beschreibung des Kulissenelements 74 auf die Beschreibung des Kulissenelements 18 verwiesen wird.
  • Der Aktor 73 umfasst einen Schaltpin 75, welcher in einem ausgefahrenen Zustand in die jeweilige Kulissenbahn des Kulissenelements 74 eingreift. Die Aktoren 39, 73 sind analog zueinander ausgebildet, weswegen zur Beschreibung des Aktors 73 auf die Beschreibung des Aktors 39 verwiesen wird.
  • Zur Umschaltung der Wirkverbindung zwischen der Auslassnockenwelle 28 und den Auslassnockenfolgern 32, 35, 36 weist die der Auslassnockenwelle 28 zugeordnete Umschaltvorrichtung 37 eine Kipphebellagerung 76 auf, die eine dem Befeuerungsbetrieb zugeordnete erste Endlage und eine dem Bremsbetrieb zugeordnete zweite Endlage aufweist. Die Kipphebellagerung 76 dient insbesondere zur Lagerung der Kipphebel 68, 69, 70 und legt für die Kipphebel 68, 69, 70 jeweils eine Kipphebelachse fest, um welche der entsprechende Kipphebel 68, 69, 70 schwenkbar gelagert ist. Die dem Bremsbetrieb zugeordneten Brems-Kipphebel 69, 70 weisen eine identische Kipphebelachse auf. Die Kipphebellagerung 76 umfasst ein Lagerungselement 77, an welchem die Kipphebel 68, 69, 70 gelagert sind. Das Lagerungselement 77 weist Enden auf, welche parallel zu einer Rotationsachse 78 der Auslassnockenwelle 28 orientiert sind und zur Lagerung um eine Lagerachse 79, um die das Lagerungselement 77 verschwenkbar ist, dienen.
  • Die Lagerachse 79 des Lagerungselements 77 ist parallel versetzt zu der Rotationsachse 78 der Auslassnockenwelle 28 orientiert. Die Lagerachse 44, um die das Lagerungselement 43 verschwenkbar ist, die Lagerachse 79, um die das Lagerungselement 77 verschwenkbar ist, die Rotationsachse 40 der Einlassnockenwelle 10 und die Rotationsachse 78 der Auslassnockenwelle 28 sind parallel versetzt zueinander angeordnet. In der ersten Endlage der Kipphebellagerung 76 ist der für den Befeuerungsbetrieb vorgesehene Auslassnockenfolger 32 in stetem Kontakt mit dem Befeuerungsnocken 29. Die für den Bremsbetrieb vorgesehenen Brems-Auslassnockenfolger 35, 36 sind hingegen von den Bremsnocken 30, 31 abgehoben, wodurch die Bremsnocken 30, 31 wirkungslos unter dem entsprechenden Brems-Auslassnockenfolger 35, 36 hindurchlaufen (Figuren 4 und 5). In der zweiten Endlage der Kipphebellagerung 76 sind umgekehrt die für den Bremsbetrieb vorgesehenen Brems-Auslassnockenfolger 35, 36 in stetem Kontakt mit dem entsprechenden Bremsnocken 30, 31, während der für den Befeuerungsbetrieb vorgesehene Auslassnockenfolger 32 von dem Befeuerungsnocken 29 abgehoben ist, wodurch der Befeuerungsnocken 29 wirkungslos unter dem Auslassnockenfolger 32 hindurchläuft (Figuren 3 und 6). Die Kipphebellagerung 76 ist dazu vorgesehen mittels der Drehbewegung der Auslassnockenwelle 28 geschaltet zu werden. Die Lagerachse 79 des Lagerungselements 77 ist wirkungsmäßig zwischen der Kipphebelachse des dem Befeuerungsbetrieb zugeordneten Kipphebels 68 und der Kipphebelachsen des dem Bremsbetrieb zugeordneten Brems-Kipphebeln 69, 70 angeordnet. Zur Fixierung der Kipphebellagerung 76 weist die der Auslassnockenwelle 28 zugeordnete Umschaltvorrichtung 37 ein federbelastetes Rasteingriffselement 80 auf, welches dazu vorgesehen ist, die Kipphebellagerung 76 in den zwei Endlagen zu fixieren. Die Kipphebellagerungen 25, 76 sind analog zueinander ausgebildet, weswegen zur weiteren Beschreibung der Kipphebellagerung 76 auf die Beschreibung der Kipphebellagerung 25 verwiesen wird.
  • Zur Wirkverbindung mit dem Rasteingriffselement 80 umfasst die der Auslassnockenwelle 28 zugeordnete Umschaltvorrichtung 37 ein Rastkonturelement 81, gegen welches das Rasteingriffselement 80 abgestützt ist. Das Rastkonturelement 81 weist eine Lagerachse 82 auf, um die das Rastkonturelement 81 verschwenkbar ist. Die Rastkonturelemente 51, 81 sind analog zueinander ausgebildet, weswegen zur weiteren Beschreibung des Rastkonturelements 81 auf die Beschreibung des Rastkonturelements 51 verwiesen wird.
  • Das aus der Auslassnockenwelle 28 axial herausragende Kulissenelement 74 ist mit einer axial verschiebbar in der Auslassnockenwelle 28 aufgenommenen Schaltstange 83 verbunden (vgl. Figur 8). Das Kulissenelement 74 und die Schaltstange 83 werden zusammen bei einem Eingreifen des Schaltpins 75 in eine der Kulissenbahnen des Kulissenelements 74 entlang der Rotationsachse 78 der Auslassnockenwelle 28 axial verschoben. In der Schaltstange 83 ist ein Betätigungsstift 84 aufgenommen, welcher durch einen Längsschlitz 85 aus der Auslassnockenwelle 28 ragt (vgl. Figur 7). Der Betätigungsstift 84 wird mit der axialen Verschiebung der Schaltstange 83 in seinem Längsschlitz 85 somit ebenfalls entlang der Rotationsachse 78 der Auslassnockenwelle 28 verschoben. Der Betätigungsstift 84 ist dazu vorgesehen, das an der Auslassnockenwelle 28 anliegende Drehmoment auf das Rastkonturelement 81 zu übertragen und mittels des Drehmoments das Rastkonturelement 81 um seine Lagerachse 82 zu verschwenken. Das mit der Schaltstange 83 verbundene Kulissenelement 74 weist eine geeignete Rastvorrichtung 86 mit der Auslassnockenwelle 28 auf, so dass eine entsprechende Stellung der Schaltstange 83 in der Auslassnockenwelle 28 für den Bremsbetrieb oder Befeuerungsbetrieb gehalten werden kann.
  • Das Rastkonturelement 81 weist eine der Auslassnockenwelle 28 zugewandte Seite auf, welche eine Betätigungskontur zum Verschwenken mittels des Drehmoments der Auslassnockenwelle 28 ausbildet. Die Betätigungskontur weist zwei Bahnen 87, 88 auf, die entlang der Rotationsachse 78 der Auslassnockenwelle 28 gegeneinander versetzt sind. Je nachdem, in welche Schaltstellung das Kulissenelement 74 geschaltet ist, greift der Betätigungsstift 84 an der einen Bahn 87 der Betätigungskontur oder an der anderen Bahn 88 der Betätigungskontur an. Ein Weg, um den das Kulissenelement 74 axial verschiebbar ist, entspricht einem Abstand der Bahnen 87, 88, die die Betätigungskontur des Rastkonturelements 81 aufweist. In Bezug auf die Drehbewegung des Betätigungsstifts 84 um die Rotationsachse 78 der Auslassnockenwelle 28 sind die Bahnen 87, 88 als Schrägbahnen ausgebildet. Die Betätigungskontur des Rastkonturelements 81 ist dazu vorgesehen, das auf den Betätigungsstift 84 wirkende Drehmoment der Auslassnockenwelle 28 in ein auf das Rastkonturelement 81 wirkendes Drehmoment zu übersetzen, um das Rastkonturelement 81 um seine Lagerachse 82 zu verschwenken.
  • In dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die der Auslassnockenwelle 28 zugeordnete Umschaltvorrichtung 37 ein zweites Rasteingriffselement 89 und ein zweites Rastkonturelement 90, die ebenfalls mittels des Kulissenelements 74 geschaltet werden. Das Kulissenelement 74 weist dazu einen zweiten Betätigungsstift 91 auf, der für eine Wirkverbindung mit dem zweiten Rastkonturelement 90 vorgesehen ist. Die beiden Rastkonturelemente 81, 90 wirken parallel.

Claims (7)

  1. Motorbremsvorrichtung mit zumindest einer Einlassnockenwelle (10), die zumindest eine Einlassnockengruppe mit zumindest einem Befeuerungsnocken (11) und zumindest einem Bremsnocken (12) aufweist, mit zumindest einem dem Befeuerungsnocken (11) zugeordneten Einlassnockenfolger (13), der in einem Befeuerungsbetrieb zur Betätigung zumindest eines Einlassventils (14, 15) vorgesehen ist, mit zumindest einem dem Bremsnocken (12) zugeordneten Brems-Einlassnockenfolger (16), der in einem Bremsbetrieb zur Betätigung des zumindest einen Einlassventils (14, 15) vorgesehen ist, und mit einer der Einlassnockenwelle (10) zugeordneten Umschaltvorrichtung (17), die dazu vorgesehen ist, ein Drehmoment der Einlassnockenwelle (10) in eine Kraft zur Umschaltung zwischen dem Befeuerungsbetrieb und dem Bremsbetrieb umzusetzen und zumindest zwei jeweils einen der Einlassnockenfolger (13,16) aufweisende Kipphebel (21, 22), die zur Betätigung des zumindest einen Einlassventils (14, 15) jeweils um eine Kipphebelachse (23, 24) verschwenkbar sind, wobei die der Einlassnockenwelle (10) zugeordnete Umschaltvorrichtung (17) eine die Kipphebelachse (23, 24) festlegende Kipphebellagerung (25) aufweist, die eine dem Befeuerungsbetrieb zugeordnete erste Endlage und eine dem Bremsbetrieb zugeordnete zweite Brems-Endlage aufweist und die Kipphebellagerung (25) dazu vorgesehen ist, mittels des Drehmoments der Einlassnockenwelle (10) zwischen den zwei Endlagen umgeschaltet zu werden und zumindest eine Auslassnockenwelle (28), die zumindest eine Auslassnockengruppe mit zumindest einem Befeuerungsnocken (29) und zumindest einem Bremsnocken (30, 31) aufweist, zumindest einen dem Befeuerungsnocken (29) zugeordneten Auslassnockenfolger (32), der in einem Befeuerungsbetrieb zur Betätigung zumindest eines Auslassventils (33, 34) vorgesehen ist, zumindest einen dem Bremsnocken (30, 31) zugeordneten Brems-Auslassnockenfolger (35, 36), der in einem Bremsbetrieb zur Betätigung des zumindest einen Auslassventils (33, 34) vorgesehen ist, und eine der Auslassnockenwelle (28) zugeordnete Umschaltvorrichtung (37), die dazu vorgesehen ist, ein Drehmoment der Auslassnockenwelle (28) in eine Kraft zur Umschaltung zwischen dem Befeuerungsbetrieb und dem Bremsbetrieb umzusetzen.
  2. Motorbremsvorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die der Einlassnockenwelle (10) zugeordnete Umschaltvorrichtung (17) zumindest ein drehfest, aber axial verschiebbar mit der Einlassnockenwelle (10) verbundenes Kulissenelement (18) mit zumindest einer Kulissenbahn (19, 20) aufweist, die dazu vorgesehen ist, eine Drehbewegung der Einlassnockenwelle (10) in eine lineare Schaltbewegung des Kulissenelements (18) umzusetzen.
  3. Motorbremsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der zumindest eine Bremsnocken (12) der Einlassnockengruppe zumindest zwei Einlasserhebungen (26, 27) aufweist.
  4. Motorbremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Brems-Kipphebel (22), der den dem Bremsnocken (12) zugeordneten Brems-Einlassnockenfolger (16) aufweist, dazu vorgesehen ist, den Kipphebel (21), der den dem Befeuerungsnocken (11) zugeordneten Einlassnockenfolger (13) aufweist, zu betätigen.
  5. Motorbremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die der Auslassnockenwelle (28) zugeordnete Umschaltvorrichtung (37) und die der Einlassnockenwelle (10) zugeordnete Umschaltvorrichtung (17) unabhängig voneinander ansteuerbar sind.
  6. Motorbremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5,
    gekennzeichnet durch
    zumindest einen weiteren Brems-Auslassnockenfolger (35, 36), wobei die zumindest eine Auslassnockengruppe zumindest einen weiteren Bremsnocken (30, 31) aufweist und der weitere Brems-Auslassnockenfolger (35, 36) zur Betätigung zumindest eines weiteren Auslassventils (33, 34) in einem Bremsbetrieb dem weiteren Bremsnocken (30, 31) zugeordneten ist.
  7. Motorbremsvorrichtung nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die zumindest zwei Bremsnocken (30, 31) der Auslassnockengruppe voneinander unterschiedliche Auslassnockenkurven aufweisen.
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