(57)【要約】  本発明は、少なくとも１つのカムシャフト（１０）を備えたエンジンブレーキ装置に関する。この装置は少なくとも１つの燃焼カム（１１）と少なくとも１つのブレーキカム（１２）を備えた少なくとも１つのカムグループを有し、燃焼カム（１１）に割り当てられた少なくとも１つのカムフォロワ（１３）を備え、このカムフォロワは燃焼動作中に少なくとも１つのガス交換バルブ（１５、１６）を操作するために備えられており、及びブレーキカム（１２）に割り当てられたカムフォロワ（１４）を備え、このカムフォロワはブレーキ動作中に少なくとも１つのガス交換バルブ（１５、１６）を操作するために備えられる。また、エンジンブレーキ装置は、燃焼動作とブレーキ動作との間で切り替えるための切替え装置（１７）を備えており、ここで切替え装置（１７）はカムシャフト（１０）のトルクを燃焼動作とブレーキ動作との間の切替え力に変換するために備えられている。【選択図】図１
2016537556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのカムシャフト（１０）備え、該カムシャフトが少なくとも１つの燃焼カム（１１）と少なくとも１つのブレーキカム（１２）とを有する少なくとも１つのカムグループを備え、前記燃焼カム（１１）に割り当てられ、燃焼動作中に少なくとも１つのガス交換バルブ（１５、１６）を操作するために備えられた少なくとも１つのカムフォロワ（１３）を備え、前記ブレーキカム（１２）に割り当てられ、ブレーキ動作中に前記少なくとも１つのガス交換バルブ（１５、１６）を操作するために備えられたカムフォロワ（１４）を備え、燃焼動作とブレーキ動作との間を切り替えるための切替え装置（１７）を備えた、エンジンブレーキ装置であって、
前記切替え装置（１７）が、カムシャフト（１０）のトルクを燃焼動作とブレーキ動作との間の切替え力に変換するために備えられ、前記切替え装置（１７）がロッカーアームベアリング（２３）を有しており、該ロッカーアームベアリングが燃焼動作に割り当てられた第一の終端位置とブレーキ動作に割り当てられた第二の終端位置とを有しており、及び前記ロッカーアームベアリング（２３）が前記カムシャフト（１０）のトルクによって２つの終端位置の間で切り替えられるために備えられていることを特徴とする、エンジンブレーキ装置。
【請求項２】
前記切替え装置（１７）が、共回転するが、軸方向にスライド可能に前記カムシャフト（１０）と接続されている少なくとも１つの連結リンク要素（１８）を有し、該連結リンク要素が少なくとも１つのリンクゲート（１９、２０）を備えており、該リンクゲートが前記カムシャフト（１０）の回転運動を前記連結リンク要素（１８）の直線の切替え運動に変換するために備えられていることを特徴とする、請求項１に記載のエンジンブレーキ装置。
【請求項３】
前記連結リンク要素（１８）に対して固定されて配置されてたアクチュエータであって、前記少なくとも１つのリンクゲート（１９、２０）にはまり込み、及び前記カムシャフト（１０）の回転運動を前記連結リンク要素（１８）の直線の切替え運動に変換するために備えられた少なくとも１つの切替えピン（２２）を備えたアクチュエータ（２１）、を特徴とする、請求項２に記載のエンジンブレーキ装置。
【請求項４】
それぞれ前記カムフォロワ（１３、１４）の１つを有する少なくとも２つのロッカーアーム（２４、２５）が、前記少なくとも１つのガス交換バルブ（１５、１６）を操作するために、前記ロッカーアームベアリング（２３）によって固定されたそれぞれ１つのロッカーアーム軸（３０、３１）の周りを旋回自在であることを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のエンジンブレーキ装置。
【請求項５】
前記切替え装置（１７）がバネ力がかけられた少なくとも１つのロックかみ合い要素（２６、２６'）を有し、該ロックかみ合い要素は前記ロッカーアームベアリング（２３）を２つの終端位置に固定するように形成されることを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のエンジンブレーキ装置。
【請求項６】
前記切替え装置（１７）が、可動に支承された少なくとも１つのロック輪郭要素（２７、２７'）を有し、該ロック輪郭要素に対して前記ロッカーアームベアリング（２３）の前記少なくとも１つのロックかみ合い要素（２６、２６'）が支持されることを特徴とする、請求項５に記載のエンジンブレーキ装置。
【請求項７】
前記ロック輪郭要素（２７、２７'）が、少なくとも２つの係合位置を有し、及び前記連結リンク要素（１８）が、前記少なくとも１つのロック輪郭要素（２７、２７'）を係合位置から前記少なくとも２つの係合位置の間の少なくとも１つの中間位置へ旋回するために備えられていることを特徴とする、少なくとも請求項２及び請求項６に記載のエンジンブレーキ装置。
【請求項８】
前記連結リンク要素（１８）が２つの切替え位置と少なくとも１つの作動ピン（２８、２８'）とを有し、該作動ピンが前記第一の切替え位置で前記少なくとも１つのロック輪郭要素（２７）を第一の係合位置から前記中間位置へ、及び第二の切替え位置で第二の係合位置から前記中間位置へ切り替えるために備えられていることを特徴とする、請求項７に記載のエンジンブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、特に商用車両の内燃機関用エンジンブレーキ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１にはすでにカムシャフトを備えたエンジンブレーキ装置が公知であり、このエンジンブレーキ装置は、少なくとも１つの燃焼カムと少なくとも１つのブレーキカムとを備えた少なくとも１つのカムグループを有し、少なくとも１つの、燃焼カムに割り当てられたカムフォロワを備え、このカムフォロワは燃焼動作中に少なくとも１つのガス交換バルブを操作するために備えられており、及びブレーキカムに割り当てられたカムフォロワを備え、このカムフォロワはブレーキ動作中に少なくとも１つのガス交換バルブを操作するために備えられており、及び燃焼動作とブレーキ動作との間で切り替えるための切替え装置を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】欧州特許第２  １９１  １０６  Ｂ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、特にエンジンブレーキ装置のコスト及び／又はそのようなエンジンブレーキ装置を備えた内燃機関の燃費を低減することである。この課題は、本発明による、請求項１に従った実施形態により解決される。本発明の発展形態は従属請求項から明らかになる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、少なくとも１つのカムシャフトを備えたエンジンブレーキ装置を基礎としており、このエンジンブレーキ装置は、少なくとも１つの燃焼カムと少なくとも１つのブレーキカムとを備えた少なくとも１つのカムグループを有し、少なくとも１つの、燃焼カムに割り当てられたカムフォロワを備え、このカムフォロワは燃焼動作中に少なくとも１つのガス交換バルブを操作するために備えられており、及びブレーキカムに割り当てられたカムフォロワを備え、このカムフォロワはブレーキ動作中に少なくとも１つのガス交換バルブを操作するために備えられており、及び燃焼動作とブレーキ動作との間で切り替えるための切替え装置を備えている。
【０００６】
本発明はこの切替え装置が、カムシャフトのトルクを燃焼動作とブレーキ動作との間の切替え力に変換するために備えられることが提案される。それによりカムシャフトのトルク及び／又は回転運動が使用でき、それによって切替え力を例えば油圧の形で供給するアクチュエータ装置を省略できる。カムシャフトのトルク及び／又は回転運動を切替えに直接使用できることで、基本的に追加のドラッグトルクを発生する追加のアクチュエータを省略でき、それによりそのようなエンジンブレーキ装置を備えた内燃機関の効率性が向上する。その結果特に内燃機関の燃費を低減し得る。しかし特に、切替え力を直接準備する当該アクチュエータ装置を省略することも可能であり、アクチュエータの数及び／又は複雑性を低減でき、それによって特に安価な実施形態が可能となる。ここで「カムグループ」とは、１つの内燃機関用のすべての作動シリンダに備えられたカムシャフトの全てのカムを含むカムのグループであるものと理解されたい。「燃焼動作」とは特に、燃焼動作のためのガス交換バルブの制御であると理解されたい。「ブレーキ動作」とは特に、ブレーキ動作のためのガス交換バルブの制御であると理解されたい。その場合作動シリンダの中での圧縮作業がブレーキ動作のために利用される。燃焼動作とブレーキ動作では特にガス交換バルブのための制御時間が異なる。「切替え装置」とはこの文脈では特に、燃焼動作とブレーキ動作との間の切替えのために備えられている機構と理解されたい。「備えられている」とは、特に専用に構成される及び／又は装備されることであると理解されたい。
【０００７】
さらに、切替え装置が、共回転するが軸方向にスライド可能にカムシャフトと接続されている少なくとも１つの連結リンク要素を有し、この連結リンク要素は少なくとも１つのリンクゲートを備えており、このリンクゲートはカムシャフトの回転運動を連結リンク要素の直線の切替え運動に変換するために備えられていることが提案される。それによって、２つの切替え位置の間で連結リンク要素を切り替えるために、回転運動を、ひいてはカムシャフトのトルクを簡単に使用できる。機械的な連結リンク要素の切替えは、こうして燃焼動作とブレーキ動作との間の切替えに変換され得るため、切替え装置は機械的コンポーネントのみで実現可能である。切替えを作動させるために必要なアクチュエータは、単純な電動式又は電磁式アクチュエータの形態で構成することができる。
【０００８】
好ましくはエンジンブレーキ装置は連結リンク要素に対して固定されて配置されているアクチュエータを含み、このアクチュエータは少なくとも１つの切替えピンを備え、この切替えピンは少なくとも１つのリンクゲートにはまり込み、カムシャフトの回転運動を連結リンク要素の直線の切替え運動に変換するために備えられている。それによってアクチュエータは簡単で安価に形成され得る。特にアクチュエータは、切替えピンが切替えゲートにはまり込むようにするためだけに備えられる。そのために必要な切替え力は、例えば直接カムフォロワに作用することでアクチュエータが直接燃焼動作とブレーキ動作との間を切り替える場合に必要な支持力よりも、はるかに小さい。この場合アクチュエータは、燃焼動作とブレーキ動作との間の切替えのためだけに通電が必要である。燃焼動作又はブレーキ動作に切り替えて保持するために、ブレーキ動作中及び／又は燃焼動作中に永続的に作動する必要のあるアクチュエータを省略できる。
【０００９】
さらに、切替え装置がロッカーアームベアリングを有し、このロッカーアームベアリングが、燃焼動作に割り当てられた第一の終端位置とブレーキ動作割り当てられた第二の終端位置を有していることを提案する。それによって切替え装置は特に簡単に機械的に形成され得る。そのような構成により、ロッカーアームベアリングの終端位置を、燃焼動作に又はブレーキ動作に切り替えられているかどうかで固定することができ、そうすることで、ロッカーアームベアリングが１つの終端位置から他の終端位置に切替えられるだけで切替え可能になる。それによって、簡単に機械的方法で切替えを実現でき、その場合に簡単で堅牢な切替え装置が必要となる別のアクチュエータを、切替え装置は必要としない。「ロッカーアームベアリング」とはこの場合特に、ガス交換バルブのロッカーアーム操作のための軸受であると理解されたい。この軸受はガス交換バルブの操作の際にロッカーアームに作用する操作力を受けて向きを変えるために備えられている。
【００１０】
特に有利な実施形態では、エンジンブレーキ装置が、それぞれカムフォロワの１つを備えた少なくとも２つのロッカーアームを含み、これらのロッカーアームはガス交換バルブを操作するために、ロッカーアームベアリングによって固定されたロッカーアーム軸の周りを旋回自在である。第一の終端位置と第二の終端位置との間で切替え可能なロッカーアームベアリングにロッカーアームを接続することにより、１つのロッカーアームの終端位置又は他のロッカーアームの終端位置に応じてカムシャフトとの作用接続を有することが実現でき、それによって燃焼動作とブレーキ動作との間で簡単に切替えできる。
【００１１】
好ましくはロッカーアームベアリングは、カムシャフトのトルクを使用して２つの終端位置の間で切替え可能にするために構成されている。それによってカムシャフトのトルクを有利に利用でき、それによって高い効率性が達成できる。好ましくは、ガス交換バルブの操作の際に、１つの終端位置から他の終端位置に切り替えるために使用できるトルクが作用するよう、ロッカーアームに作用する操作力がロッカーアームベアリングへ向けられる。
【００１２】
有利には、切替え装置が、バネ力がかけられた少なくとも１つのロックかみ合い要素を備え、このロックかみ合い要素は、ロッカーアームベアリングを２つの終端位置又はストップ位置に固定するように構成される。それにより、燃焼動作中及びブレーキ動作中は、ロッカーアームベアリングに作用する操作力が支援され得、その際にそのために常にアクチュエータを作動させておく必要はなく、それによって特に優れた効率性が達成され得る。
【００１３】
さらに、切替え装置が、可動に支承された少なくとも１つのロック輪郭要素を有し、このロック輪郭要素に対し、ロッカーアームベアリングのて少なくとも１つのロックかみ合い要素が支持されている。ロック輪郭要素が可動に支承されていることで、ロッカーアームベアリングの終端位置への固定を簡単に解除することが可能である。同時に、ロックかみ合い要素によりロッカーアームベアリングを固定するために支援され得る力よりも、ロックかみ合い要素の解除に必要な力を、はるかに小さく済ませることが達成され得る。それによってロッカーアームベアリングはロックかみ合い要素を介して、大きな操作力に逆らって固定され得ると同時に、ロッカーアームベアリングの固定が簡単に解除可能である。
【００１４】
さらに、ロック輪郭要素が少なくとも２つの係合位置を有し、及び連結リンク要素が、少なくとも１つのロック輪郭要素を係合位置から少なくとも２つの係合位置の間にある中間位置に旋回させるために備えられている場合、有利である。それによってカムシャフトのトルクと回転運動がロッカーアームベアリングの固定を解除するために利用され得、それによって燃焼動作とブレーキ動作との間の切替え全体がトルクとカムシャフトの回転運動によって生じ、及びエンジンブレーキ装置のアクチュエータが、切替えを引き起こすためだけに備えられる。
【００１５】
さらに、連結リンク要素が２つの切替え位置と１つの作動ピンを有し、この作動ピンが、第一の切替え位置にある場合に少なくとも１つのロック輪郭要素が第一の係合位置から中間位置へ、及び第二の切替え位置にある場合に第二の係合位置から中間位置へ切り替えるように構成されていることを提案する。それによって連結リンク要素が特に簡単に機械的にロック輪郭要素と連結され得、それによって特に、定義されたカムシャフト位置でロック輪郭要素の切替えが実施され得、それによって切替え全体がブレーキカム及び／又は燃焼カムのカム曲線に適合され得る。
【００１６】
基本的に切替え装置は、他のバルブトレインと連動して使用することもできる。例えば切替え装置は、燃焼動作とブレーキ動作との間の切替えの代わりに、部分負荷作動と全負荷作動との間の切替えのためにも備えられていてよい。同様に、燃焼動作とデコンプレッション動作との間の切替えのための切替え装置が、例えば内燃機関の始動及び停止の快適性を高めるために構成されていることが考え得る。
【００１７】
それゆえに、さらなる発明の概念として、バルブトレイン装置が、少なくとも１つのカムシャフトを備え、このカムシャフトが少なくとも１つのカムグループを備え、このカムグループが少なくとも１つの第一のカムと少なくとも１つの第二のカムを有し、第一のカムに割り当てられた少なくとも１つのカムフォロワを備え、このカムフォロワが第一の動作中に少なくとも１つのガス交換バルブの操作のために備えられており、及び第二のカムに割り当てられたカムフォロワを備え、このカムフォロワが第二の動作中に少なくとも１つのガス交換バルブの操作のために備えられており、及び第一の動作と第二の動作との間を切り替えるための切替え装置が備えられることが提案され、ここで切替え装置は、カムシャフトのトルクを第一の動作と第二の動作との間の切替え力に変換するために備えられている。その他の可能な実施形態は、ここでは特に従属請求項に該当する。
【００１８】
その他の利点は以下の図面の説明から明らかになる。図には本発明の実施形態が示されている。図、図面の説明及び請求項には、多数の特徴が組み合わされて含まれている。当業者は、これらの特徴を適切に、また個別に考察して、有意義な別の組合せにまとめる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】一体型のエンジンブレーキ装置を備えたバルブトレインの斜視図である。
【図２】バルブトレインの正面図である。
【図３】バルブトレインの横断面図である。
【図４】バルブトレインの側面図である。
【図５】燃焼動作のための切替え位置にあるバルブトレインの、図４の断面ｂ−ｂに沿った横断面図である。
【図６】燃焼動作のための切替え位置にあるバルブトレインの、図４の断面ｃ−ｃに沿った横断面図である。
【図７】ブレーキ動作のための切替え位置にあるバルブトレインの、図４の断面ｂ−ｂに沿った横断面図である。
【図８】ブレーキ動作のための切替え位置にあるバルブトレインの、図４の断面ｃ−ｃに沿った横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１〜図８は、一体型の内燃機関用エンジンブレーキ装置を備えた商用車両用バルブトレインである。バルブトレインは、カムシャフト１０を含み、このカムシャフトは燃焼動作とエンジンブレーキ動作のために形成されている。カムシャフト１０は、エグゾースト側カムシャフトとして形成されている。カムシャフト１０は、詳細には図示していない内燃機関の作動シリンダの、ガス交換バルブ１５、１６を操作するために形成されている。
【００２１】
示された実施形態は内燃機関が作動シリンダ当たり２つのガス交換バルブ１５、１６を含み、このガス交換バルブは排出バルブとして形成されている。カムシャフト１０は、２つのガス交換バルブ１５、１６を操作するために、作動シリンダ当たり１つのカムグループを含んでいる。本実施形態では１つのカムグループのみ示されている。詳細には図示していない別のカムグループは、別の作動シリンダのガス交換バルブを操作するように構成されており、同様に形成されている。
【００２２】
カムグループは燃焼カム１１を含み、この燃焼カムは燃焼動作中にガス交換バルブ１５、１６を開くように構成されており、また、カムグループはブレーキカム１２を含み、このブレーキカムはブレーキ動作中にガス交換バルブ１５、１６の１つを開くように構成されている。燃焼カム１１とブレーキカム１２は、異なったカム曲線を有している。燃焼カム１１のカム曲線は隆起部１１'を有し、この隆起部は特にガス交換バルブ１５、１６を開くように形成されている一方、ピストンは対応する作動シリンダ内で下死点から上死点へ動き、ガスを作動シリンダから排出する。ブレーキカム１２のカム曲線は、圧縮された空気及び／又は燃焼用空気を利用させないために、基本的に、ピストンが対応する作動シリンダ内で下死点から上死点に動いた後でガス交換バルブ１６を開くように形成されている。図１〜図８に示された、本発明によるエンジンブレーキ装置のブレーキカム１２のカム曲線は、３つの隆起部１２'、１２'、１２'''を有している。図５〜図８では、ブレーキカム１２の３つの隆起部１２'、１２''、１２'''が認識できる。隆起部１２'は、ここでは第一のデコンプレッション隆起部及び／又はブレーキ隆起部を形成している。隆起部１２''は、第二のデコンプレッション隆起部及び／又はブレーキ隆起部を形成している。隆起部１２'''は、リチャージ隆起部を形成している。図１〜図８に示されたエンジンブレーキ装置は、これによりリチャージ付き２サイクルエンジンブレーキとして構成される。もちろん、エンジンブレーキ装置は、ただ１つのブレーキ隆起部１２'と１つの任意のリチャージ隆起部１２''とを備えた４サイクルエンジンブレーキとして構成されてもてよい。ブレーキカムとリチャージカムの機能原理と動作については、ここでは詳述しない。なぜならそれらについては従来技術で十分知られているからである。
【００２３】
ガス交換バルブ１５、１６を操作するために、一体化されたエンジンブレーキ装置を備えたバルブトレイン装置は、燃焼動作のためのカムフォロワ１３とブレーキ動作のためのカムフォロワ１４とを備えている。燃焼動作のために備えられたカムフォロワ１３は、ここでは燃焼カム１１との作用接続のためにのみ備えられている。ブレーキ動作のために備えられているカムフォロワ１４は、ブレーキカム１２との作用接続のためにのみ備えられている。
【００２４】
燃焼動作とブレーキ動作との間の切替えのために、エンジンブレーキ装置は切替え装置１７を含み、この切替え装置は燃焼カム１１による２つのガス交換バルブ１５、１６の操作と、ブレーキカム１２による単独のガス交換バルブ１６の操作との間で切り替えるために備えられている（図１参照）。切替え装置１７は、ここでは割り当てられたカムフォロワ１３による燃焼カム１１のカム曲線への接触と、割り当てられたカムフォロワ１４のブレーキカム１２のカム曲線への接触との間を切り替えるように構成される。切替え装置１７は、１つの作動シリンダのガス交換バルブ１５、１６の操作切替えだけのために備えられている。別の作動シリンダのために、エンジンブレーキ装置は基本的に同様に形成された別の切替え装置を有してよく、これら切替え装置は少なくとも部分的に互いに連結され得る。
【００２５】
バルブトレインはカムグループに割り当てられた２つのロッカーアーム２４、２５を有する。一方のロッカーアーム２４は燃焼動作のために備えられており、燃焼カム１１との作用接続のために備えられているカムフォロワ１３を有している。他方のロッカーアーム２５はブレーキ動作のために備えられており、ブレーキカム１２との作用接続のために備えられているカムフォロワ１４を有している。燃焼動作のために備えられているロッカーアーム２４は、２つのガス交換バルブ１５、１６に作用する。ブレーキ動作のために備えられたロッカーアーム２５は、示された実施形態ではガス交換バルブ１６のみに作用しているが、基本的に２つのガス交換バルブ１５、１６にも作用可能である。図１〜図８に示された実施形態では、ロッカーアーム２５はブレーキ動作中に、長手方向スライド可能にロッカーアーム２４内に支承された調整要素４３を介して、ガス交換バルブ１６に作用する。２つのロッカーアーム２４、２５は、運動技術的に互いに分離している。燃焼動作又はブレーキ動作のいずれが選択されているかに応じて、カムシャフト１０は対応するロッカーアーム２４、２５を操作するが、他方のロッカーアーム２４、２５はカムシャフト１０とは連結されない。
【００２６】
切替え装置１７は、カムシャフト１０のトルクを燃焼動作とブレーキ動作との間の切替え力に変換するために備えられている。詳細には図示していない制御及び調整ユニットを使用して制御するために、切替え装置１７は詳細には図示していない電磁アクチュエータ２１を有し、これを使って切替えを引き起こすことができる。切替えを引き起こすためだけに備えられたアクチュエータ２１を除き、切替え装置１７は完全に機械的に形成されている。
【００２７】
切替え装置１７は共回転するが軸方向にスライド可能にカムシャフト１０と結合された連結リンク要素１８を含んでいる。連結リンク要素１８は燃焼動作をブレーキ動作に切り替えるために備えられた第一のリンクゲート１９と、ブレーキ動作を燃焼動作に切り替えるために備えられた第二のリンクゲート２０とを有している。リンクゲート１９、２０は、連結リンク要素１８上で、対応する角度だけ互いにずらされている。リンクゲート１９、２０のそれぞれは、その機能に対応する角度の開きを有している。ここでリンクゲート１９、２０は、図示していないが、それぞれ入路セグメント、切替えセグメント、及び出路セグメントを有している。円周方向を向く入路セグメントのそれぞれは、増大していくリンクゲート深さを有している。実質的に一定のリンクゲート深さを有している切替えセグメントは、軸方向コンポーネントを有している。出路セグメントのそれぞれは減少していくリンクゲート深さを有している。
【００２８】
特にリンクゲート１９、２０の切替えセグメントは、カムシャフト１０の回転運動をカムシャフト１０の回転軸２９に対して軸方向に生じる連結リンク要素１８のシフト運動に変換するために備えられている。リンクゲート１９、２０を使用して作動できる切替え運動は、ここでは反対方向に向けられている。すなわちリンクゲート１９が連結リンク要素１８を第一の方向に切り替えるために備えられているのに対して、第二のリンクゲート２０は連結リンク要素１８を反対の第二の方向に切り替えるために備えられている。連結リンク要素１８は２つの不連続の切替え位置を有し、それらの間でリンクゲート１９、２０を用いて切替えられ得る。示された実施形態では、リンクゲート１９によって引き起こされた切替え運動が燃焼動作からブレーキ動作への切替えをもたらし、及びそれに応じてリンクゲート２０によって引き起こされた切替え運動がブレーキ動作から燃焼動作への切替えをもたらす。
【００２９】
切替えを引き起こすために備えられているアクチュエータ２１は、カムシャフト１０によって回転自在に配置されている連結リンク要素１８に対して、固定されて配置されている。バルブトレインは、図２に示されたハウジング４４を有しており、これとアクチュエータ２１が不動に接続されている。アクチュエータ２１は切替えピン２２を含み、この切替えピンは引き出した状態で連結リンク要素１８のそれぞれのリンクゲート１９、２０にはまり込む。切替えを引き起こすために切替えピン２２が引き出される。続いて切替えピン２２が対応する入路セグメントを介して割り当てられたリンクゲート１９、２０とかみ合わされる。別のカムシャフト１０の回転運動では、連結リンク要素１８が切替えセグメントによって変位され、その際に軸方向の力が切替えのために、カムシャフト１０に作用するトルクから生成され、連結リンク要素１８は切替えピン２２を介して支えられる。次に切替えピン２２が出路セグメントによって再度スライドされる。切替えは両方向に同様に行われる。ここで切替えピン２２は、出路後に一方のリンクゲート１９、２０から、後続の切替えにより他方のリンクゲート２０、１９に入路するために備えられている。
【００３０】
カムシャフト１０とカムフォロワ１３、１４との間の作用接続の切替えのために、切替え装置１７はロッカーアームベアリング２３を有し、このロッカーアームベアリングは燃焼動作に割り当てられた第一の終端位置とブレーキ動作に割り当てられた第二の終端位置を備えている。特にロッカーアーム２４、２５を支承する役目を果たすロッカーアームベアリング２３は、ロッカーアーム２４のためにロッカーアーム軸３０を固定し、ロッカーアーム２５のためにロッカーアーム軸３１を固定しているため、それぞれのロッカーアーム２４、２５がそれぞれの軸に旋回自在に支承されている（図５〜図８）。
【００３１】
ロッカーアームベアリング２３はマウント要素３２を含み、このマウント要素にロッカーアーム２４、２５が支承されている（図１及び図４参照）。マウント要素３２は、それ自体が旋回自在に支承されている。マウント要素３２がその周りを旋回自在であるマウント軸３３は、ロッカーアーム軸３０、３１に平行に配置されている。マウント要素３２は、バルブトレインのハウジング４４に対して支持されている。
【００３２】
マウント要素３２は、Ｕ字型のブラケットとして形成されており、マウント要素３２の末端部４５、４５'は、カムシャフト１０の回転軸２９に対して平行に向けられており、マウント軸３３の周りで支承する役割を果たし、その際にロッカーアーム２４、２５はカムシャフト１０に対して実質的に平行に延びるマウント要素３２の一部分に接続されている（図４参照）。マウント要素３２の末端部４５、４５'は、回転自在にハウジング４４の軸受４７、４７'に収容されている。カムシャフトは、ハウジング４４の軸受４６に回転自在に収容されている。
【００３３】
マウント要素３２のマウント軸３３は、カムシャフト１０の回転軸２９に対して平行にオフセットされている（図２参照）。第一の終端位置では、燃焼動作用に備えられたカムフォロワ１３が、燃焼カム１１と絶え間なく接触する。ブレーキ動作のために備えられたカムフォロワ１４は、それとは逆にブレーキカム１２から持ち上げて外され、それによってブレーキカム１２は作用することなくカムフォロワ１４の下を通過する（図１〜図６）。第二の終端位置では、ブレーキ動作のために備えられたカムフォロワ１４とは反対に、ブレーキカム１２と絶え間なく接触し、他方で燃焼動作のために備えられたカムフォロワ１３は、燃焼カム１１から持ち上げて外され、それによって燃焼カム１１は作用することなくカムフォロワ１３の下を通過する（図７及び図８）。
【００３４】
ロッカーアームベアリング２３は、カムシャフト１０の回転運動を使用して切り替えられるために備えられている。マウント要素３２が第一の終端位置に切り替えられると、ガス交換バルブ１５、１６の操作時に燃焼カム１１によってマウント要素３２に力がかかり、この力は基本的に第二の終端位置の方向を向いている（図１〜図６）。マウント要素３２が第二の終端位置に切り替えられると、ガス交換バルブ１６の操作時にブレーキカム１２によってマウント要素３２力がかかり、この力は基本的に第一の終端位置の方向を向いている（図７及び図８）。
【００３５】
２つの終端位置の間で切り替えるために使用される、マウント要素３２に作用する力は、燃焼動作中及びブレーキ動作中にカムシャフト１０によりガス交換バルブ１５、１６にかけられる操作力から生じる。マウント要素３２はこの操作力を支持する。その周りにロッカーアーム２４、２５がマウント要素３２に対して旋回自在に支承された、２つのロッカーアーム軸３０、３１を互いにずらすことで、どのロッカーアーム２４、２５を介してガス交換バルブ１５、１６が操作されるのかに応じて異なった力がマウント要素３２上に作用する。マウント要素３２のマウント軸３３は、ここでは動作可能なように、２つのロッカーアーム軸３０、３１間に配置されている。ロッカーアーム２４が操作されると、このロッカーアーム２４の操作力から、マウント要素３２に作用するトルクが生じ、このトルクはマウント要素３２のマウント軸３３に対して反対に向けられており、別のロッカーアーム２５が操作された場合に、別のロッカーアーム２５の操作から生じた、マウント要素３２に作用するトルクと同様である。操作力はそれぞれカムシャフト１０のトルクから生じる、マウント要素３２へのトルクはやはり操作力から生じるため、ロッカーアームベアリング２３はカムシャフト１０の回転運動を使って切り替えられる。
【００３６】
ロッカーアームベアリング２３を固定するために、切替え装置１７はバネ力がかけられたロックかみ合い要素２６を有し、このロックかみ合い要素はロッカーアームベアリング２３を２つの終端位置に固定するために備えられている。ロックかみ合い要素２６は、マウント要素３２に対して軸方向に可動に支承されている。切替え装置１７はバネ要素３９を有し、このバネ要素はマウント要素３２とロックかみ合い要素２６との間に配置されている。
【００３７】
ロックかみ合い要素２６と作用接続するために、切替え装置１７はロック輪郭要素２７を含み、このロック輪郭要素に対してロックかみ合い要素２６が支持されている。ロックかみ合い要素２６とポジティブロックにより結合するために、ロック輪郭要素２７は、２つのストップ位置３４、３５の間に位置する凹部３６、３７を有する２つのロック輪郭を備えている。２つの凹部３６、３７の間に隆起部３８が位置する。燃焼動作において第一の終端位置に割り当てられた第一の凹部３６は、第一のストップ位置３４と隆起部３８との間に位置する。ブレーキ動作において第二の終端位置に割り当てられた第二の凹部３７は、第二のストップ位置３５と隆起部３８との間に位置する。凹部３６、３７は２つの係合位置を規定し、その中でロックかみ合い要素２６とロック輪郭要素２７がポジティブロックにより互いに結合されている。
【００３８】
マウント要素３２の旋回運動は、２つの機械的ストップ位置３４、３５によって制限され、これらストップ位置はロッカーアームベアリング２３の２つの終端位置を規定する。ブレーキ動作における第二の終端位置から燃焼動作における第一の終端位置へのマウント要素３２の旋回運動時、ストップ位置３４、３５はマウント要素３２の旋回運動を、マウント要素３２に当接するストップ位置３５及びロックかみ合い要素２６に当接するストップ位置３４により制限する。それに応じて、ストップ位置３４、３５は、燃焼動作における第一の終端位置からブレーキ動作における第二の終端位置へのマウント要素３２の旋回運動を、そのときストップ位置３４がマウント要素３２に当接し及びストップ位置３５がロックかみ合い要素２６に当接することで制限する。ロックかみ合い要素２６は、運動技術的にマウント要素３２と接続されている。一方の終端位置から他方の終端位置へマウント要素３２が動いた際に、ロックかみ合い要素２６が一方の凹部３６、３７から隆起部３８を超えて他方の凹部３６、３７へ動く。これら終端位置では、ロックかみ合い要素２６とロック輪郭要素２７が、マウント要素３２を、ガス交換バルブ１５、１６の操作の際に作用するトルクに対して固定する。ロックかみ合い要素２６とマウント要素３２との間で支えられるバネ要素３９により提供されるバネ力は、ここでは、ガス交換バルブ１５、１６の操作力から生じたトルクを隆起部３８に対して支持するのに十分大きいため、ロックかみ合い要素２６は一方の凹部３６、３７からそれぞれ他方の凹部３６、３７に切り替わらない。
【００３９】
ロックかみ合い要素２６をその係合位置から解除するため、ロック輪郭要素２７が可動に支承されている。ロック輪郭要素２７は軸受軸４０を有し、この軸受軸がロック輪郭の隆起部３８の範囲にある。示された実施形態では、軸受軸４０はロック輪郭要素２７のために隆起部３８を２つの凹部３６、３７の間に形成する。すなわちロック輪郭は部分的に軸受軸４０により形成されている。マウント要素３２が一方の終端位置から他方の終端位置へ動くと、ロックかみ合い要素２６の仮想の中心線は、ロック輪郭要素２７の軸受軸４０を超えて旋回する。軸受軸４０はこれにより２つの凹部３７、３７の間に位置し、これら凹部はロッカーアームベアリング２３の終端位置を定義する。
【００４０】
可動に支承されたロック輪郭要素２７は、燃焼動作に割り当てられている第一の係合位置と（図１〜図６）、ブレーキ動作に割り当てられている第二の係合位置（図７及び図８）との間で旋回自在である。ロック輪郭要素２７の第一の係合位置では、マウント要素３２は、燃焼動作におけるその第一の終端位置にあり、同時にロックかみ合い要素２６はロック輪郭の第一の凹部３６にはまり込む。ロック輪郭要素２７の第二の係合位置では、マウント要素３２は、ブレーキ動作におけるその第二の終端位置にあり、同時にロックかみ合い要素２６はロック輪郭の第二の凹部３７にはまり込む。係合位置では、ロック輪郭要素２７の１つの凹部３６、３７がロックかみ合い要素２６のために、大域的最小値を形成し、その中にロックかみ合い要素２６が案内される。ガス交換バルブ１５、１６のための操作力がマウント要素３２を介してカムシャフト１０に対して支えられる。
【００４１】
どの係合位置でロック輪郭要素２７を切り替えるかに応じて、マウント要素３２は、ロッカーアーム２４、２５のために、ガス交換バルブ１５、１６が次に操作される際に係合位置に対応する終端位置へ切り替えられる。燃焼動作とブレーキ動作との間の切替えは、ロック輪郭要素２７が一方の係合位置から他方の係合位置へ旋回することで行われる。
【００４２】
連結リンク要素１８は、ロック輪郭要素２７を係合位置間にある中間位置へ旋回するために備えられている。連結リンク要素１８とロック輪郭要素２７とは、機械的に互いに連結されている。カムシャフト１０から突き出ている連結リンク要素１８は、軸方向にスライド可能にカムシャフト１０に収容されているシフトロッド４８と接続されている。連結リンク要素１８とシフトロッド４８は一緒に、切替えピン２２がリンクゲート１９、２０の１つにはまり込む際に、カムシャフト１０の回転軸２９に沿って軸方向にずらされる。シフトロッド４８内には作動ピン２８が収容され、この作動ピンは長手方向スリット４９を通ってカムシャフト１０から突き出る。作動ピン２８は、シフトロッド４８が軸方向にずれることで、その長手方向スリット４９内で、ひいては同様に回転軸２９に沿ってずらされる。作動ピン２８は、カムシャフト１０にかかっているトルクをロック輪郭要素２７に伝達するため、及びトルクを使ってロック輪郭要素２７を旋回させるために備えられている。シフトロッド４８と接続している連結リンク要素１８は、カムシャフト１０を備えた適切なロック装置５０を有しているため、シフトロッド４８の対応する位置がカムシャフト１０内でブレーキ動作又は燃焼動作のために保持され得る。
【００４３】
ロック輪郭要素２７は、空間的にロックかみ合い要素２６とカムシャフト１０との間に配置されている。ロック輪郭要素は、ロックかみ合い要素２６の方を向いた側面を有し、この側面はロック輪郭を形成している。さらに、ロック輪郭要素は、カムシャフト１０の方を向いた側面を有し、この側面はカムシャフト１０のトルクを使用した旋回のための操作輪郭を形成している。操作輪郭は２つの経路４１、４２を有し、この経路に沿ってカムシャフト１０の回転軸２９が互いにずらされている。連結リンク要素１８のどの切替え位置に切り替えられるかどうかに応じて、作動ピン２８は操作輪郭の経路４１又は操作輪郭の他の経路４２にはまり込む。その周りを連結リンク要素１８が軸方向にスライド可能であるルートの長さは、ロック輪郭要素２７の操作輪郭が有する経路４１、４２間の間隔に対応する。
【００４４】
カムシャフト１０の回転軸２９の周りを回る作動ピン２８の回転運動に関して、経路４１、４２は傾斜経路として形成されている。ロック輪郭要素２７の操作輪郭は、ロック輪郭要素２７がその軸受軸４０の周りを旋回するよう、作動ピン２８に作用するカムシャフト１０のトルクをロック輪郭要素２７に作用するトルクに変換するために備えられている。ロック輪郭要素２７の操作輪郭と作用接続している作動ピン２８は、連結リンク要素１８の第一の切替え位置でロック輪郭要素２７を、燃焼動作の第一の係合位置から中間位置に切り替えるために備えられている。そのために、切替えピン２２はリンクゲート１９にはまり込み、作動ピン２８は経路４１から経路４２へずらされる。連結リンク要素１８の第二の切替え位置では、ロック輪郭要素２７はブレーキ動作の第二の係合位置から中間位置に切り替える。そのために、切替えピン２２はリンクゲート２０にはまり込み、及び作動ピン２８は経路４２から経路４１へずらされる。したがって、作動ピン２８はそれぞれロック輪郭要素２７が中間位置に切り替えられるためにのみ備えられている。
【００４５】
中間位置は、示された実施形態では中央位置として２つの係合位置の間に形成されている。ロック輪郭要素２７が中央位置に旋回すると、ロックかみ合い要素２６はロック輪郭内へと動く。ロックかみ合い要素２６は、ここではロック輪郭内で対応する凹部３６、３７から隆起部３８へ動く。同時にロック輪郭要素２７が旋回するため、中間位置は不安定な位置に形成される。操作力がガス交換バルブ１５、１６にかかると、ロックかみ合い要素２６は中間位置から出て他の係合位置に案内される。この操作力は回転及びカムシャフトのトルク１０から生じ、次のガス交換バルブ１５、１６操作の際にマウント要素３２を介してカムシャフト１０で支持される。
【００４６】
燃焼動作とブレーキ動作との間の切替えは、したがって２つの段階で行われる。第一の段階では、カムシャフト１０のトルクと回転運動が連結リンク要素１８、ロック輪郭要素２７及びロックかみ合い要素２６を介してマウント要素３２に伝達され、ロックかみ合い要素２６が対応する係合位置から中間位置に動かされるよう作用する。第二の段階は、カムシャフト１０のトルクと回転運動が対応するロッカーアーム２４、２５に伝達され、ロックかみ合い要素２６が中間位置から対応する係合位置に動かされるよう作用する。
【００４７】
示された実施形態では、切替え装置１７は第二のロックかみ合い要素２６'と第二のロック輪郭要素２７'を含み、これらは同様に連結リンク要素１８を使用して切り替えられる。連結リンク要素１８はそのために第二の作動ピン２８'と第二のバネ要素３９'とを有し、この第二のバネ要素は第二のロック輪郭要素２７'と作用接続するために備えられている。２つのロック輪郭要素２７、２７'は平行に作用する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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