In Fahrzeugmotoren, insbesondere in Nutzfahrzeugmotoren, integrierte Brems- systeme erlangen zunehmend an Bedeutung, da es sich bei diesen Systemen um kostengünstige und platzsparende Zusatzbremssysteme handelt. Die Steigerung der spezifischen Leistung moderner Nutzfahrzeugmotoren bedingt allerdings auch die Anhebung der zu erreichenden Bremsleistung.

Aus der DE 34 28 626 A ist eine Viertaktbrennkraftmaschine mit zwei Zylinder- gruppen mit jeweils vier Zylindern bekannt. Jeder Zylinder weist Ladungswech- selventile sowie ein Zusatzauslassventil auf, wobei im Bremsbetrieb die Zusatz- auslassventile während des gesamten Bremsvorganges geöffnet sind. Weiters ist im gemeinsamen Auslasskanal der beiden Zylindergruppen eine auf einer Welle drehfest gelagerte Drosselklappe angeordnet, deren Stellung über eine Steuer- stange durch eine Betätigungseinrichtung beeinflussbar ist. Nachteilig bei diesem bekannten System ist die Abhängigkeit von der Drehzahl, insbesondere eine re- lativ niedrige Bremsleistung im unteren Drehzahlbereich.

Weiters zeigt die DE 25 02 650 A eine ventilgesteuerte Hubkolbenbrennkraftma- schine, bei welcher während des Bremsvorganges verdichtete Luft über ein Druckluftventil in einen Speicherkessel gefördert und beim Anfahren über das gleiche Druckluftventil zur Arbeitsleistung zurückgeleitet wird.

Aus der EP 0 898 059 A ist in diesem Zusammenhang einen Dekompressions- ventil-Motorbremse bekannt, mit welcher ein Drucklufterzeuger für alle Betriebs- zustände der Brennkraftmaschine realisierbar ist. Dabei wird ein Druckluftbehäl- ter eines Druckluftsystems über eine Bypass-Leitung mit komprimiertem Gas aus dem Brennraum der Zylinder befüllt. Es können ein oder mehrere Zylinder zur Belieferung des Druckluftsystems verwendet werden.

Aus der EP 0 828 061 A ist eine Motorbremse bekannt, bei welcher ein Gasaus- tausch zwischen den einzelnen Zylindern über das gemeinsame Abgassammel- rohr ermöglicht wird. Der Gasaustausch erfolgt über die Auslassventile der Sechszylinder-Brennkraftmaschine. Nachteilig bei dieser Motorbremse ist unter anderem der relativ geringe erzielbare Bremsdruck.

Die GB 603 499 A beschreibt eine Einrichtung zur Wärmerückgewinnung aus Ab- gas für Brennkraftmaschinen, wobei in einem Abgassammler ein durch ein Fluid durchströmter Wärmetauscher angeordnet ist.

Aus der AT 4.963 U1 ist eine Mehrzylinderbrennkraftmaschine der eingangs ge- nannten Art bekannt, welche einen rohrförmigen Druckbehälter mit einem Druckregelventil aufweist, in welchen von Bremsventilen ausgehende Bremska- näle münden, so dass bei Betätigung der Bremsventile ein Gasaustausch zwi- schen den einzelnen Zylindern möglich ist. Um die Bremsleistung zu erhöhen, weist der Druckbehälter eine Einrichtung zur Kühlung der zwischen einzelnen Zy- lindern ausgetauschten Gasmengen auf, welche in den Kühlmittelkreislauf der Brennkraftmaschine integriert ist. Die Kühleinrichtung weist dabei einen von Kühlmittel durchströmten Kühlmantel auf, welcher den rohrförmigen Druckbe- hälter umfasst. Obwohl durch die Kühleinrichtung die Bremsleistung deutlich er- höht werden kann, wäre eine weitere Steigerung der Bremsleistung wünschens- wert.

Aufgabe der Erfindung ist es, die genannten Nachteile zu vermeiden und bei ei- ner Brennkraftmaschine die Kühlung des Gases im Druckbehälter weiter zu verbessern.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die Kühleinrichtung zumindest ein axial in den Druckbehälter eingeschobenes, von Kühlmittel durchströmtes Kühlrohr aufweist, wobei der Außenmantel des Kühlrohres an den Gasraum grenzt und vom zwischen einzelnen Zylindern ausgetauschten Gas umströmt wird. Durch das von Kühlmittel durchströmte Kühlrohr kann die Kühlleistung und somit die Bremsleistung der Motorbremseinrichtung erhöht werden. Eine weitere Steigerung der Kühlleistung ist dadurch möglich, dass die Kühleinrichtung ein axial in den Druckbehälter eingeschobenes Bündel von kühlmitteldurchströmten Kühlrohren aufweist, wobei die Außenseiten der Kühlrohre an den Gasraum des Druckbehälters grenzen und vom zwischen den einzelnen Zylindern ausge- tauschten Gas umströmt werden.

Zur Steigerung der wärmeableitenden Flächen ist es besonders vorteilhaft, wenn im Gasraum des Druckbehälters mindestens eine mit zumindest einem Kühlrohr wärmeleitend verbundene Kühlrippe angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich dazu kann vorgesehen sein, dass innerhalb zumindest eines Kühlrohres zumin- dest eine mit dem Kühlrohr wärmeleitend verbundene Kühlrippe angeordnet ist.

In weiterer Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zumindest eine Kühlrippe in Richtung der Längsachse des Druckbehälters schraubenartig ver- drallt ist. Durch die schraubenartige Verdrallung der Kühlrippe kann die wärme- ableitende Fläche weiter erhöht und der Wärmeübergang zum Kühlmittel verbes- sert werden. Durch die Verdrallung wird überdies die Turbulenz im Gasraum bzw. im Kühlflüssigkeitsraum erhöht. Im Vergleich zu einem Kühlmantel, welcher den rohrförmigen Druckbehälter umfasst, kann eine deutliche Erhöhung der Kühl- leistung bewirkt werden.

Im Rahmen der Erfindung kann weiters vorgesehen sein, dass die Kühleinrich- tung zusätzlich einen vom Kühlmittel durchströmten Kühlmantel aufweist, wel- cher den rohrförmigen Druckbehälter umfasst. Auf diese Weise lässt sich die Kühlleistung und damit die Bremsleistung in besonders hohem Ausmaß steigern.

Das Kühlrohr bzw. das Bündel von Kühlrohren ist vorzugsweise mit O-Ringen kühlmittelseitig abgedichtet. Gasseitig schützen Kolbenringe die O-Ringe vor di- rekter Beaufschlagung mit dem heißen Brems-bzw. Abgas.

Um die Kühlrohre gegen Schwingungen zu sichern, ist vorgesehen, dass das Kühlrohr mit zumindest einer vorzugsweise durch eine Schraube gebildeten Fi- xiereinrichtung mit dem Druckbehälter verbunden ist, wobei die Fixiereinrichtung vorzugsweise im Bereich der halben Länge des Kühlrohres angeordnet ist. Durch die mittige Anordnung der Fixiereinrichtung werden Wärmedehnungen des Kühlrohre auf beide Seiten der Fixiereinrichtung aufgeteilt.

Im Fall von einem Bündel von Kühlrohren ist es vorteilhaft, wenn mehrere Kühl- rohre mit einem Flansch verbunden und dieses gesamte Rohrpaket in den Druck- behälter axial eingeschoben ist. Das eingeschobene Kühlrohr bzw. das einge- schobene Bündel von Kühlrohren ist nur an den Enden in den Kühlkreislauf ein- gebunden.

Um die Herstellungskosten möglichst gering zu halten, ist es vorteilhaft, wenn das Kühlrohr ein Strangpressprofil ist. Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass das Kühlrohr ein hydrogeformtes dünnwandiges Blechrohr ist. Weiters ist es möglich, dass die Kühlrippen auf den Kühlrohren aufgelötet sind.

Die Kühlrippen können mit dem Wärmerohr einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Brenn- kraftmaschine, Fig. 2 einen Druckbehälter der Brennkraftmaschine in einer ersten Aus- führungsvariante in einer Seitenansicht, Fig. 3 den Druckbehälter in einer Draufsicht, Fig. 4 den Druckbehälter in der stirnseitigen Ansicht, Fig. 5 den Druckbehälter in einem Schnitt gemäß der Linie V-V in Fig. 3, Fig. 6 den Druckbehälter in einem Schnitt gemäß der Linie VI-VI in Fig. 3, Fig. 7 den Druckbehälter in einem Schnitt gemäß der Linie VII-VII in Fig. 3, Fig. 8 den Druckbehälter in einem Schnitt gemäß der Linie VIII-VIII in Fig. 3, Fig. 9 den Druckbehälter in einem Schnitt gemäß der Linie IX-IX in Fig. 3, Fig. 10 den Druckbehälter in einem Schnitt gemäß der Linie X-X in Fig. 4, Fig. 11 den Druckbehälter in einem Schnitt gemäß der Linie XI-XI in Fig. 4, Fig. 12 einen Druckbehälter in einer zweiten Ausführungsvariante in einer Seitenansicht und Fig. 13 diesen Druckbehälter in einem Schnitt gemäß der Linie XIII-XIII in Fig. 12.

Anhand der Fig. 1 wird die Erfindung am Beispiel eines Sechszylinder-Turbola- dermotors näher erläutert, wobei darauf hingewiesen wird, dass die Funktion der erfindungsgemäßen Motorbremseinrichtung sowohl von Zylinderanzahl, als auch vom Ladesystem unabhängig ist und beispielsweise auch bei einem Saugmotor zur Anwendung kommen kann.

Die sechs Zylinder CI-C6 der Brennkraftmaschine 1 stehen über nicht weiter dargestellte Einlasskanäle mit einem Einlasssammler 2 in Verbindung, welcher ausgehend vom Luftfilter 3 über den Kompressorteil C des Turboladers 4 und über den Ladeluftkühler 5 mit Ladeluft versorgt wird. Die Abgasventile der Brennkraftmaschine 1 münden ist das Abgassystem 6, wobei die Abgase in her- kömmlicher Weise über den Turbinenteil T des Turboladers 4 geführt werden und über einen Schalldämpfer 7 austreten.

Die Motorbremseinrichtung weist einen rohrförmigen Druckbehälter 9 (Brems- Rail) auf, zu welchen von den Ventilen 10 ausgehende Kanäle 11 führen, so dass ein Gasaustausch zwischen den einzelnen Zylindern C1-C6 auf relativ hohem Druckniveau möglich ist. Im Bremsbetrieb der Brennkraftmaschine 1 werden die Ventile 10 mehrmals pro Arbeitszyklus des Motors betätigt, beispielsweise zwei Bremshübe pro Arbeitszyklus, wobei der erste Bremshub nahe dem oberen Tot- punkt des Hochdrucktaktes erfolgt. Bei diesem Bremshub tritt hoch verdichtete Luft aus einem der Zylinder C1, C2, C3, C4, C5 oder C6 in das Brems-Rail 9 aus.

Dadurch wird einerseits das Brems-Rail 9 mit Druckluft gefüllt (bis ca. 20 bar Betriebsdruck), andererseits die Expansionsarbeit des Zylinders verringert, wo- durch Bremsleistung entsteht. Kurz nach Schließen des Einlassventils öffnet das Ventil 10 nochmals, wodurch verdichtete Luft aus dem Brems-Rail 9 in den Brennraum strömt. In Folge des zweiten Bremshubes steigt der Zylinderdruck zu Beginn der Kompressionsphase des Hochdrucktaktes auf das Druckniveau des Brems-Rails 9. Dies erhöht die aufzubringende Kompressionsarbeit und somit wiederum die Bremsleistung des Motors.

Ein beispielsweise elektronisch geregeltes Druckregelventil 12 begrenzt den ma- ximalen Druck im Brems-Rail 9, um Beschädigungen am Motor zu vermeiden.

Weiters erlaubt dieses Regelventil 12 dem Fahrer, beispielsweise mittels eines Bremsschalters 14 in der Fahrzeugkabine, den Druck im Brems-Rail 9 zu vermin- dern, indem Druckluft aus dem Brems-Rail 9 über eine Verbindungsleitung 13 in das Abgassystem 6 abgelassen wird und somit die Bremsleistung an die entspre- chende Fahrsituation angepasst werden kann.

Als Alternative ist strichliert eine Abgasstauklappe 15 eingezeichnet, mit welcher die erfindungsgemäße Bremseinrichtung kombiniert werden kann.

Der Druckbehälter 9 weist eine vorteilhafterweise in den Kühlmittelkreislauf 16, 16'der Brennkraftmaschine integrierte Kühleinrichtung 17 zur Kühlung der zwi- schen den einzelnen Zylindern C1-C6 ausgetauschten Gasmengen auf. Wie mit Pfeil 16 angedeutet, gelangt das Kühlmittel über einen Kühlmittelanschluss 19 an einem Ende des Druckbehälter in die Kühleinrichtung 17 und wird über einen weiteren Anschluss 19'an der Kühleinrichtung 17 am anderen Ende des Druck- behälters 9 wieder in den Kühlmittelkreislauf zurückgeführt (siehe Pfeil 16'). Al- ternativ zu einem einzigen Kühlmittelanschluss 19 kann pro Zylinder ein Kühl- mittelanschluss 19a zur Zufuhr des Kühlmittels vorgesehen sein. Die Motor- bremseinrichtung kann im Motorbetrieb auch als Abgasrückführsystem verwen- det werden. Die Kühleinrichtung 17 dient dabei als Kühler für das rückgeführte Abgas.

Der in Fig. 1 nur rein schematisch angedeutete Druckbehälter 9 mit der Kühlen- richtung 17 ist in den Fig. 2 bis Fig. 11 im Detail dargestellt. Die Kühleinrich- tung 17 weist ein von einer Stirnseite axial in den rohrförmigen Druckbehälter 9 eingeschobenes Kühlrohr 170 auf. Der Außendurchmesser d des Kühlrohres 170 ist wesentlich kleiner als der Innendurchmesser D des Druckbehälters 9, so dass zwischen dem Kühlrohr 170 und dem Druckbehälter 9 ein ringförmiger Druck- raum 90 ausgebildet ist. Das Kühlrohr 170 wird zwischen den Kühlmittelan- schlüssen 19, 19'von Kühlmittel durchflossen und von Brems-bzw. Abgas im Druckraum 90 umströmt. Der Druckraum 90 ist über Kanalanschlüsse 20 mit den von den Zylindern C1, C2, C3, C4, C5, C6 ausgehenden Kanälen 11 verbunden.

Der ausgangsseitige Anschluss 27 führt zur Verbindungsleitung 13 mit dem Ab- gassystem 6.

Zur Erhöhung des Wärmeüberganges zwischen dem Druckraum 90 und dem Kühlrohr 170 weist das Kühlrohr 170 an seinem Außenmantel 171 schraubenartig gewundene Kühlrippen 172 auf, welche die vom heißen Gas benetzte Oberfläche erhöhen und darüber hinaus die Turbulenz steigern. Alternativ dazu oder zusätz- lich können auch auf der Kühlmittelseite innerhalb des Kühlrohres 170 Kühirip- pen angeordnet sein.

Im Bereich beider Enden 173,174 ist das Kühlrohr 170 über Flansche 175,176 im Druckbehälter 9 längs verschieblich gelagert, so dass Wärmedehnungen aus- geglichen werden können. Das Kühlrohr 170 ist dabei kühlmittelseitig durch 0- Ringdichtungen 177 abgedichtet. Gasseitig schützen Kolbenringe 178 die 0- Ringdichtungen vor direkter Beaufschlagung mit dem heißen Brems-bzw. Abgas.

Im Bereich der halben Länge des Kühlrohres 170 ist dieses mit einer durch eine Schraube gebildeten Fixiereinrichtung 179 mit dem Druckbehälter 9 verbunden und damit gegen Schwingungen gesichert. Wärmedehnungen des Kühlrohres 170 werden auf beide Seiten aufgeteilt.

Anstelle eines einzigen Kühlrohres 170 kann auch ein ganzes Paket von Kühl- rohren in dem Druckbehälter 9 eingeschoben sein. Dabei werden mehrere Kühl- rohre mit den Endflanschen verbunden und dieses gesamte Rohrpaket in den Druckbehälter 9 eingeschoben.

Weiters kann die Kühleinrichtung 17 einen äußeren Kühlmantel 18 aufweisen, welcher im Bereich der Enden 173,174 mit dem Kühlrohr 170 verbunden ist.

Das Kühlmittel gelangt-wie durch die Pfeile 16,16'angedeutet-über den Kühlmittelanschluss 19 in die Kühleinrichtung 17, durchströmt das Kühlrohr 170 und den äußeren Kühlmantel 18 und verlässt die Kühleinrichtung 17 über den Kühlmittelanschluss 19'. Alternativ dazu kann pro Zylinder ein Kühlmittelübertritt 19a in den äußeren Kühlmantel 18 vorgesehen sein, über welchen das Kühlmittel in den Kühlmantel 18 gelangt. Das eingeschobene Kühlrohr 170 wird nur an den Enden 173,174 in den Kühlkreislauf eingebunden.

Weiters kann die Kühleinrichtung 17 ein thermostatisch gesteuertes Kühlmit- telsteuerelement 26 aufweisen (Fig. 1), welche bevorzugt im Kühlmittelkreislauf der Brennkraftmaschine angeordnet ist. Es ist jedoch auch möglich, einen sepa- raten Kühlmittelkreislauf für das Brems-Rail 9 (z. B. als Bypass zum Kühlmittel- kreislauf) vorzusehen und dort ein Kühlmittelsteuerelement anzuordnen.

Die Fig. 12 und Fig. 13 zeigen eine Ausführungsvariante eines Druckbehälters mit einem Bündel 180 von Kühlrohren 170. Die Kühlrohre 170 sind dabei parallel zueinander in Flanschen 175,176 fixiert und mit diesen Flanschen 175,176 im Druckbehälter 9 längs verschiebbar angeordnet. Die Außenmäntel 171 können glatt ausgeführt sein oder Kühlrippen 172 zur Vergrößerung der vom heißen Gas benetzten Oberfläche aufweisen.

Da das erfindungsgemäße Motorbremssystem unabhängig von konventionellen Einlass-und Auslasssystemen des Motors arbeitet, ist die Funktion der Motor- bremse vom jeweiligen Ladesystem (Saugmotor/konventioneller Turbola- der/VTG) unabhängig. Die Motorleistung im gefeuerten Betrieb wird vorteilhafter Weise nicht verringert.