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Patent Searching and Data


Title:
CAM FOLLOWER ROLLER, CAM FOLLOWER, VALVE TRAIN, AND INTERNAL COMBUSTION ENGINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/162324
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a cam follower roller for a positively controlled cam follower of the valve train of an internal combustion engine, having a running surface. The invention is characterized in that the running surface has a plurality of, in particular two, partial running surfaces (11, 12) for axially divided cams (13, 14) of an assembled camshaft, the partial running surfaces (11, 12) being separately rounded such that the running surface has a plurality of rounded sections.

Inventors:
MANN BERND (DE)
DIETEL UWE (DE)
WEIDAUER MARCEL (DE)
Application Number:
PCT/EP2018/055076
Publication Date:
September 13, 2018
Filing Date:
March 01, 2018
Export Citation:
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Assignee:
THYSSENKRUPP PRESTA TECCT AG (LI)
THYSSENKRUPP AG (DE)
International Classes:
F01L1/18; F01L1/14; F01L13/00
Domestic Patent References:
WO2017028918A12017-02-23
WO2008005384A22008-01-10
Foreign References:
DE102014225054A12016-06-09
JP2005172111A2005-06-30
US4909197A1990-03-20
DE102007018686A12008-10-23
US20020000214A12002-01-03
EP2574744A12013-04-03
EP2574744A12013-04-03
Attorney, Agent or Firm:
THYSSENKRUPP INTELLECTUAL PROPERTY GMBH (DE)
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Claims:
Ansprüche

1. Nockenfolgerrolle für einen zwangsgesteuerten Nockenfolger eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, welche Nockenfolgerolle eine Lauffläche aufweist

dad u rch geken nzeich net, dass

die Lauffläche mehrere, insbesondere zwei, Teillaufflächen (11, 12) für axial geteilte Nocken (13, 14) einer gebauten Nockenwelle aufweist, wobei die Teillaufflächen (11, 12) jeweils gesondert ballig ausgebildet sind, so dass die Lauffläche mehrere Balligkeiten aufweist.

2. Nockenfolgerrolle nach Anspruch 1

dad u rch geken nzeich net, dass

die Balligkeit wenigstens einer Teillauffläche (11, 12) asymmetrisch ausgebildet ist.

3. Nockenfolgerrolle nach Anspruch 2

dad u rch geken nzeich net, dass

der Scheitelpunkt der Balligkeit der Teillauffläche (11, 12) außermittig und zu einem Außenrand (16) der Teillauffläche (11, 12) hin versetzt angeordnet ist.

4. Nockenfolgerrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 3

dad u rch geken nzeich net, dass

die Balligkeit wenigstens einer Teillauffläche (11, 12) mehrere unterschiedliche Radien aufweist.

5. Nockenfolgerrolle nach Anspruch 4

dad u rch geken nzeich net, dass

die Balligkeit im Bereich eines Außenrands (16) der Teillauffläche (11, 12) einen ersten Radius aufweist, der kleiner als ein zweiter Radius der Balligkeit der Teillauffläche (11, 12) ist.

6. Nockenfolgerrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 5

dad u rch geken nzeich net, dass

die Balligkeiten der Teillaufflächen (11, 12) zueinander symmetrisch ausgebildet sind.

7. Nockenfolgerrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 6

dad u rch geken nzeich net, dass

eine ringförmige Aussparung (17) zwischen den Teillaufflächen (11, 12) ausgebildet ist.

8. Nockenfolger für ein Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, welcher

Nockenfolger eine Kontaktfläche für Nocken aufweist

dad u rch geken nzeich net, dass

die Kontaktfläche mehrere, insbesondere zwei, Teilkontaktflächen (11, 12) für axial geteilte Nocken (13, 14) einer gebauten Nockenwelle aufweist, wobei die Teilkontaktflächen (11, 12) jeweils gesondert ballig ausgebildet sind, so dass die Kontaktfläche mehrere Balligkeiten aufweist.

9. Nockenfolger nach Anspruch 8

dad u rch geken nzeich net, dass

die Teilkontaktflächen Teillaufflächen umfassen.

10. Nockenfolger nach Anspruch 8

dad u rch geken nzeich net, dass

die Teilkontaktflächen Teilgleitflächen umfassen.

11. Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine mit einer gebauten Nockenwelle, die axial geteilte Nocken (13, 14) aufweist, Nockenfolgern und

Gaswechselventilen, die jeweils durch einen Nockenfolger nach Anspruch 8 zu betätigen sind.

12. Ventiltrieb nach Anspruch 11

dad u rch geken nzeich net, dass

die Nockenlaufflächen (18, 19) der Nocken (13, 14), die einem Nockenfolger zugeordnet sind, sich jeweils unter einem Winkel zur Nockendrehachse erstrecken.

13. Brennkraftmaschine mit einem Ventiltrieb nach Anspruch 11.

Description:
Nockenfolgerrolle, Nockenfolger, Ventiltrieb und Brennkraftmaschine

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Nockenfolgerrolle mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Eine derartige Nockenfolgerrolle ist beispielsweise aus EP 2 574 744 AI bekannt. Die Erfindung betrifft ferner einen Nockenfolger, einen

Ventiltrieb und eine Brennkraftmaschine.

Moderne Brennkraftmaschinen unterliegen zunehmend sich verschärfenden Reglementierungen der Schadstoff- und C0 2 -Emissionen. Die Variabilität im Ventiltrieb ist dabei eine Schlüsseltechnologie, um durch Optimierung des Verbrennungs- und Ladungswechselprozesses den gesetzlichen Anforderungen an Schadstoff- und C0 2 -Emissionen zu genügen.

Ein Beispiel für ein stufenlos variables Ventiltriebssystem ist die sogenannte ConcentricCam-Technologie, die von der Anmelderin entwickelt wurde und zu einer signifikanten Verbesserung der Effizienz und Umweltfreundlichkeit von Brennkraftmaschinen führt. Konkret ist aus der eingangs genannten EP 2 574 744 AI, die auf die Anmelderin zurückgeht, eine gebaute Nockenwelle mit einem Außenrohr und einer konzentrischen Innenwelle bekannt. Die Nocken der

Innenwelle sind relativ zu den Nocken des Außenrohrs verdrehbar, wobei jeweils ein Nocken der Innenwelle mit einem Nocken des Außenrohrs ein Teilnockenpaar bilden, das kraftschlüssig mit einem Nockenfolger verbunden ist. Durch Verstellen der Innenwelle werden die Teilnocken des Teilnockenpaares gespreizt, so dass die Öffnungsdauer des vom Nockenfolger betätigten Ventils stufenlos variiert werden kann. Durch eine Verbreiterung der Ventilhubkurve werden die NO x - Emissionen und somit die Abgasnachbehandlungskosten reduziert. Die für die Spreizung der Nocken erforderliche Aufteilung des Nockenprofils in zwei parallel nebeneinander angeordnete Teilnocken führt zu einem

asymmetrischen Kraftangriff und damit zu einem vom Kontaktpunkt aus rollenseitigen, in Richtung der Symmetrieachse gerichteten Kippmoment, sobald die Nockenfolgerrolle einen der beiden Teilnocken überfährt.

Aus dem Stand der Technik ist ferner die Verwendung von Nockenfolgerrollen bekannt, die zur Vermeidung von Kantenträgern und damit einhergehender Schädigung der Laufflächen der Kontaktpartner eine in axialer Richtung ballige Mantelfläche besitzen. Die Verwendung solcher Nockenfolgerrollen bei dem vorstehend beschriebenen Nockensystem führt zu einer Verstärkung des

Kippmoments.

Die bisherigen Maßnahmen zur Begrenzung des Kippmoments können auf Grund von Fertigungstoleranzen, systemisch bedingtem Spiel und Nachgiebigkeiten im Ventiltrieb bei Doppelnockensystemen Kantenträger nicht ausreichend sicher vermeiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Nockenfolgerrolle der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass Kippmomente beim Einsatz in variablen Ventiltrieben auf einfache Weise verringert werden. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zu Grunde, einen Nockenfolger, einen Ventiltrieb und eine Brennkraftmaschine anzugeben.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Nockenfolgerrolle nach Anspruch 1 gelöst. Mit Blick auf den Nockenfolger wird diese Aufgabe durch den

Gegenstand des Anspruchs 8 gelöst. Bezüglich Ventiltrieb und

Brennkraftmaschine wird die Aufgabe jeweils durch die Gegenstände der

Ansprüche 11, 13 gelöst.

Die erfindungsgemäße Nockenfolgerrolle ist für einen zwangsgesteuerten

Nockenfolger des Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine vorgesehen und umfasst eine Lauffläche. Die Lauffläche weist mehrere, insbesondere zwei, Teillaufflächen für axial geteilte Nocken einer gebauten Nockenwelle auf. Die Teillaufflächen sind jeweils gesondert ballig ausgebildet, so dass die Lauffläche mehrere Balligkeiten aufweist. Im Unterschied zum Stand der Technik ist die Lauffläche nicht durchgehend ballig, d.h. mit einer einzigen Balligkeit ausgebildet, sondern weist mehrere Balligkeiten auf, die sich nebeneinander in axialer Richtung der Nockenfolgerrolle erstrecken. Jede Balligkeit entspricht einer Teillauffläche. Die einzelne Balligkeit erstreckt sich in axialer Richtung der Nockenfolgerrolle und bildet eine

Mantelfläche mit einem Scheitelpunkt, der von den Innen- und Außenrändern der zugehörigen Teillauffläche beabstandet ist. Der Scheitelpunkt ist bezogen auf die Innen- und Außenrändern erhaben. Im Unterschied zu einer Nockenfolgerrolle mit einer einzigen Balligkeit und einem einzigen Scheitelpunkt weist die Erfindung mehrere, insbesondere zwei Scheitelpunkte auf.

Vorzugsweise weist die Nockenfolgerrolle zwei Balligkeiten auf. Es ist auch möglich, dass die Nockenfolgerrolle drei Balligkeiten aufweist. Die Anzahl der Balligkeiten entspricht der Anzahl der Teilnocken pro Nockenfolgerrolle.

Die Erfindung hat den Vorteil, dass Kantenträger (Hertzsche Pressung) der Nockenfolgerrolle auf den Laufbahnen der Teilnocken vermieden werden. Durch die Aufteilung der Lauffläche in mehrere Teillaufflächen mit jeweils eigener Balligkeit wird erreicht, dass die Nockenfolgerrolle beim Verkippen eine

belastungsgerechte Kontaktfläche zum Nockenprofil besitzt, so dass eine

Überhöhung der Flächenpressung verhindert wird. Damit werden

Verschleißprobleme verringert. Die Erfindung vermeidet also nicht das Verkippen des Nockenfolgers durch den exzentrischen Krafteintrag, sondern passt die Lauffläche der Nockenfolgerrolle an die Lageänderung an. Dies wird durch die Aufteilung der Lauffläche in Teillaufflächen ermöglicht.

Die Erfindung baut im Vergleich zu anderen Lösungen kompakter, die auf einen symmetrischen Kontakt zwischen Nocken und Nockenfolger abzielen,

insbesondere in axialer Richtung der Nockenwelle. Außerdem vermeidet die Erfindung, dass zur Stabilisierung des Nockenfolgers die Anzahl der Komponenten des Ventiltriebs erhöht wird, so dass diese eine wirtschaftlich günstige Lösung ohne erhöhten Fertigungsaufwand und erhöhte Produktionskosten bildet.

Ohne hierauf eingeschränkt zu sein, verbessert die Erfindung die Anwendung des wirtschaftlichen Doppelnockendesigns für zwangsgeführte Nockenfolger

(ConcentricCam Typ 2). Die Erfindung ist auf alle Bauarten von Nockenfolgern anwendbar, die eine Nockenfolgerrolle aufweisen, bspw. Kipphebel, Schlepphebel, Schwinghebel und Stößel, bspw. Tassenstößel.

Vorzugsweise bildet die Nockenfolgerrolle eine einzige, insbesondere einteilige Rolle. Die Teillaufflächen sind also auf einer gemeinsamen Nockenfolgerrolle angeordnet und bilden zusammen die Lauffläche der Nockenfolgerrolle.

Es ist auch möglich, dass die Nockenfolgerrolle aus mehreren, insbesondere zwei, Teilrollen aufgebaut ist, die axial nebeneinander angeordnet und unabhängig voneinander drehbar sind. Jede Teilrolle ist einer Teilnocke zugeordnet und weist eine Mantelfläche mit eigener Balligkeit und einem Scheitelpunkt auf. Die

Teilrollen bilden die Teillaufflächen, die wiederrum zusammen die Lauffläche der Nockenfolgerrolle bilden. Die mehrfach ballige Kontur der geteilten

Nockenfolgerrolle entspricht der mehrfach balligen Kontur der einteiligen

Nockenfolgerrolle.

Die Ausführung der gemeinsamen einzigen Nockenfolgerrolle mit zwei Balligkeiten ist im Vergleich zu den beiden nebeneinander angeordneten, separaten Teilrollen (eine je Teilnocken) dahingehend vorteilhaft, dass die einzige Nockenfolgerrolle permanenten Kontakt mit der Gesamtnockenkontur, d.h. den beiden Teilnocken besitzt. Dadurch befindet sich die Nockenfolgerrolle stets in einer Drehbewegung um ihre Rollenachse. Gerade für die üblicherweise verwendete Lagerung der Nockenfolgerrolle mittels Lagernadeln ist eine diskontinuierliche

Rotationsbewegung infolge separater Teilrollen unvorteilhaft. Zum einen kann es zwischen den Kontaktflächen von Rolle und Nocken zum Abriss des Schmierfilms kommen. Zum anderen führen ungleichmäßige, teilweise stoßbehaftete

Rotationsbewegung in der Nadellagerung selbst zu Schäden.

Die geteilte Nockenfolgerrolle ist von der Erfindung umfasst, hat aber gegenüber der gemeinsamen, insbesondere einteiligen Nockenfolgerrolle die vorstehenden Nachteile.

Bevorzugte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

So kann die Balligkeit wenigstens einer Teillauffläche asymmetrisch ausgebildet sein, so dass das Kippmoment auf Grund der asymmetrisch eingeleiteten Kräfte gut ausgeglichen werden kann, da die Teillauffläche der Kippbewegung angepasst ist.

Vorzugsweise ist der Scheitelpunkt der Balligkeit der Teillauffläche außermittig und zum Außenrand der Teillauffläche hin versetzt angeordnet. Damit wird besonders gut dem Umstand Rechnung getragen, dass auf Grund des

exzentrischen Krafteintrags das Kippmoment nach innen, also in Richtung der Symmetrielinie des Nockenfolgers wirkt und dadurch beim Verkippen eine möglichst große Kontaktfläche gebildet wird.

In einer weiteren Ausführung weist die Balligkeit wenigstens einer Teillauffläche mehrere unterschiedliche Radien auf. Dadurch kann die Form bzw. Kontur der jeweiligen Teillauffläche noch besser an die kombinierte Bewegung der

Teilnocken angepasst werden.

Besonders bevorzugt weist die Balligkeit im Bereich des Außenrands der

Teillauffläche einen ersten Radius auf, der kleiner als ein zweiter Radius der Balligkeit der Teillauffläche ist. Mit anderen Worten weist der Außenrand der Teillauffläche eine kleine Krümmung und der Innenbereich eine große Krümmung auf. Da der Konturbereich am Außenrand der Teillauffläche nur am

Übergabepunkt zwischen den Teilnocken in Kontakt mit der Nockenlaufbahn tritt und sich die Nockennormalkraft dann auf beide Teilnocken aufteilt, wird die Flächenpressung durch die kleine Krümmung nicht erhöht. Anschließend verlagert sich der Kontaktbereich wieder nach innen zur größeren Krümmung.

Vorzugsweise sind die Balligkeiten der Teillaufflächen symmetrisch zueinander ausgebildet. Besonders bevorzugt sind die Teillaufflächen spiegelsymmetrisch ausgebildet, bezogen auf eine Mittelebene der Nockenfolgerrolle, die senkrecht zur Drehachse der Nockenfolgerrolle verläuft. Alternativ können die Balligkeiten der Teillaufflächen unterschiedlich ausgebildet sein.

Zwischen den Teillaufflächen kann eine ringförmige Aussparung ausgebildet sein. Dies hat den Vorteil, dass Kantenträger bei starken Kippbewegungen an der Innenseite der Teilnocken vermieden werden.

Bei einem Nockenfolger für ein Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine weist der Nockenfolger eine Kontaktfläche für Nocken auf. Im Rahmen dieser Erfindung weist die Kontaktfläche mehrere, insbesondere zwei, Teilkontaktflächen für axial geteilte Nocken einer gebauten Nockenwelle auf. Dabei sind die

Teilkontaktflächen jeweils gesondert ballig ausgebildet, so dass die Kontaktfläche mehrere Balligkeiten aufweist.

In einer Ausführungsform handelt es sich bei den oben genannten

Teilkontaktflächen des Nockenfolgers um Teillaufflächen. Der Nockenfolger kann beispielsweise eine Nockenfolgerrolle oder eine Abgriffrolle, oder dergleichen aufweisen.

In einer anderen Ausführungsform handelt es sich bei den oben genannten Teilkontaktflächen des Nockenfolgers um Teilgleitflächen eines Nockenfolgers mit Gleitabgriff. Beispielsweise umfasst der Nockenfolger mit Gleitabgriff

Tassenstößel oder Ventilstößel und dergleichen.

Der erfindungsgemäße Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine weist eine gebaute Nockenwelle mit axial geteilten Nocken, Nockenfolger und Gaswechselventile, insbesondere Einlassventile, auf, die durch erfindungsgemäße Nockenfolger zu betätigen sind. Zu den Vorteilen des Ventiltriebs wird auf die Ausführungen zu dem Nockenfolger verwiesen.

Die Nockenlaufflächen der Nocken, die einem Nockenfolger zugeordnet sind, können sich jeweils unter einem Winkel zur Nockendrehachse erstrecken. Mit anderen Worten erstrecken sich die Nockenlaufflächen nicht parallel zur

Nockendrehachse. Die Nockenlaufflächen können also schräg ausgebildet sein. Der Winkel zur Nockendrehachse ist konkret zwischen einer imaginären

Verlängerung der schrägen Nockenlauffläche und der Nockendrehachse gebildet. Dabei sind die beiden Nockenlaufflächen nach innen geneigt, so dass

ein ausgeglichener Flächenkontakt zwischen Nocken und Nockenfolgerrolle weiter begünstigt wird. Bei axial geteilten Nocken können die jeweiligen

Nockenlaufflächen auch spiegelsymmetrisch ausgebildet sein, bezogen auf eine Mittelebene, die senkrecht zur Nockendrehachse verläuft.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezug auf die beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert.

In diesen zeigen : Fig. 1 einen Querschnitt einer Nockenfolgerrolle nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel und zugehöriger Teilnocken in verschiedenen Positionen;

Fig. 2 Kontur einer Teilnocke für die Nockenfolgerrolle nach Fig. 1;

Fig. 3 einen Detailausschnitt A der Position C gemäß Fig. 1 und

Fig. 4 einen Detailausschnitt B der Position B gemäß Fig. 1

Fig. 1 zeigt eine Paarung aus einer Nockenfolgerrolle 10, konkret des Außenrings der Nockenfolgerrolle 10, und der zugehörigen Teilnocken 13, 14, die mit der Nockenfolgerrolle 10 in an sich bekannter Weise kraftschlüssig verbunden sind.

Die Nockenfolgerrolle 10 und zugehörigen Teilnocken 13, 14 bilden Teil eines stufenlos variablen Ventiltriebs, bei dem eine gebaute Nockenwelle für die

Einlassventile einer Brennkraftmaschine ein Außenrohr und eine Innenwelle umfasst, die konzentrisch ineinander angeordnet sind und sich einzeln mittels eines Phasenstellers relativ zueinander drehen lassen (nicht dargestellt). Das Außenrohr und die Innenwelle treiben jeweils eigene Nocken mit eigenen Profilen an. Für jedes Einlassventil sind zwei Teilnocken 13, 14 vorgesehen, wobei ein erster Teilnocken 13 mit der Innenwelle und ein zweiter Teilnocken 14 mit dem Außenrohr verbunden ist. Der erste Teilnocken 13 bildet den Verstellnocken, der zweite Teilnocken 14 den Festnocken. Zusammen bilden die Teilnocken 13, 14 verstellbare Spreiznocken, die ein veränderbares Nockenprofil erwirken. Eine relative Drehbewegung zwischen dem Außenrohr und der Innenwelle führt demnach zu einer Variation des für den Nockenfolger wirksamen Nockenprofils und damit zur Variation des Ventilhubverlaufs.

Dies kann am Beispiel des ersten Teilnockens 13 gemäß Fig. 2 gut nachvollzogen werden. Im Bereich der Positionen B, C bildet die Lauffläche des ersten

Teilnockens 13 ein Plateau das zu einer im Wesentlichen konstanten

Öffnungsstellung des Einlassventils führt und somit die Öffnungszeit mitbestimmt. Zudem erfolgt bei den Positionen B, C die Übergabe des Abgriffs der

Nockenfolgerrolle an den zweiten Teilnocken 14 (Kontaktwechsel zwischen Verstellnocken 13 und Festnocken 14). Durch Verstellen des Drehwinkels zwischen den beiden Teilnocken 13, 14 werden diese gespreizt und die gesamte, d.h. kombinierte Plateaulänge verändert, was zu einer Änderung des

Gesamtnockenprofils führt. Diese Funktion ist an sich bekannt und wird im

Rahmen der ConcentricCam-Technologie, wie bspw. in EP 2 574 744 AI beschrieben, realisiert.

Die Teilnocken 13, 14 sind mit der Nockenfolgerrolle 10 eines Nockenfolgers (nicht dargestellt) verbunden, der die rotatorische Nockenbewegung in eine lineare Bewegung umwandelt und das zugehörige Einlassventil antreibt. Bei dem Beispiel ist der Nockenfolger ein Kipphebel. Andere Nockenfolger wie Schwenk- und Schwinghebel oder Tassenstößel jeweils mit Nockenfolgerrollen sind möglich. Die Erfindung ist nicht auf die Steuerung von Einlassventilen beschränkt, sondern erstreckt sich allgemein auf Gaswechselventile.

Die für die Spreizung erforderliche Aufteilung des Nockenprofils in zwei parallel nebeneinander angeordnete Teilnocken 13, 14 führt zu einem asymmetrischen Kraftangriff und damit zu einem vom Kontaktpunkt aus rollenseitigen, in Richtung der Symmetrieachse des Nockenprofils gerichteten Kippmoment, sobald die Nockenfolgerrolle 10 einen der beiden Teilnocken 13, 14 überfährt. Dies ist in den Positionen A, B und D gemäß Fig. 1 dargestellt. In der Position C am

Übergabepunkt zwischen den Teilnocken 13, 14 und im Überlappungsbereich des Grundkreises sind die beiden Teilnocken 13, 14 auf gleicher Höhe und die

Nockenfolgerrolle 10 ist kippmomentfrei. Der Kontaktwechsel beginnt bereits bei Position B, in der beide Teilnocken 13, 14 an der Nockenfolgerrolle 10 anliegen, aber unterschiedliche Höhenposition haben, so dass ein Kippmoment anliegt. Der exzentrische Krafteintrag erfolgt in den Positionen A und D, wenn nur der erste Teilnocken 13 (Position A) bzw. nur der zweite Teilnocken 14 die

Nockenfolgerrolle 10 mit einer Kraft beaufschlagt. Das jeweils nach innen, d.h. zur Symmetrieachse der Teilnocken 13, 14 hin wirkende, wechselnde Kippmoment M ist eingezeichnet (Position A, B im Uhrzeigersinn, Position D im

Gegenuhrzeigersinn).

Wie in Fig. 3 zu erkennen, bildet die Nockenfolgerrolle 10 eine einteilige Rolle mit einer Lauffläche, die in zwei Teillaufflächen 11, 12 unterteilt ist. Jede

Teillauffläche 11, 12 ist für sich ballig ausgebildet, weist also eine eigene

Balligkeit auf. Die Lauffläche weist somit jeweils eine ballige Teillauffläche 11, 12 für die beiden Teilnocken 13, 14 auf. Wenn mehr als zwei Teilnocken pro Nockenfolgerrolle 10 zum Einsatz kommen, erhöht sich die Anzahl der

Teillaufflächen und somit der Balligkeiten entsprechend.

Durch die Mehrfachballigkeit, konkret Doppelballigkeit, wird erreicht, dass die Nockenfolgerrolle beim Verkippen eine belastungsgerechte Kontaktfläche zum Nockenprofil beibehält. Dadurch werden die in den Positionen A und D gemäß Fig. 1 in entgegengesetzte Richtungen auftretenden Verkippungen ertragen und Kantenträger vermieden.

Eine weitere Verbesserung der Kontaktfläche zwischen den Bauteilpaaren wird durch die asymmetrische Ausbildung der Balligkeit jeder Teillauffläche 11, 12 erreicht, die im Detail A gemäß Fig. 3 gezeigt ist. Dabei ist der Mittelpunkt der Balligkeit so versetzt, dass für den kippmomentfreien Fall, der am Übergabepunkt zwischen den Teilnocken 13, 14 und im Überlappungsbereich des Grundkreises auftritt, die durch Fertigungstoleranzen sowie durch Form- und

Lageabweichungen hervorgerufene Verkippung der Nockenfolgerrolle 10 im zur Kipprichtung abgewandten Bereich von der Balligkeitssymmetrielinie ausgelegt ist. Mit anderen Worten ist die Symmetrieachse der Balligkeit 20 gegenüber der Normalen zur Drehachse 22 der Nockenfolgerrolle 10 geneigt. Konkret ist die Symmetrieachse der Balligkeit 20 nach Außen, d.h. zur Außenkante bzw. zum Außenrand 16 der jeweiligen Teillauffläche 11, 12 hin geneigt. Der Scheitelpunkt der Balligkeit ist damit außermittig und zum Außenrand 16 der Teillauffläche 11, 12 hin versetzt angeordnet.

Das sich daraus ergebende vom Scheitelpunkt nach innen sich erstreckende Segment der Balligkeit wird dadurch im Vergleich zu einer symmetrischen

Balligkeit verlängert, so dass im Fall der Endlagen der Nockenfolgerrolle 10 gemäß Positionen A, D eine lageoptimierte Auslegung der Mittelpunktposition der Balligkeitskontur erreicht wird. Somit wird vermieden, dass die Nockenfolgerrolle 10 infolge der durch das Kippmoment und die Bauteilspiele sowie Elastizitäten resultierenden Verkippung auf der Kippseite auf der Rollenkante läuft und eine ausreichende Größe der Kontaktfläche vorhanden ist.

Wie in Fig. 4 dargestellt, weist die Balligkeit der zweiten Teillauffläche 12 mehrere unterschiedliche Radien auf. Mit anderen Worten wird für die Balligkeit eine Kontur mit verschiedenen aneinander liegenden Krümmungen verwendet. Konkret weist die Balligkeit im Bereich des Außenrands 16 der zweiten Teillauffläche 12 einen ersten Radius auf, der kleiner als ein zweiter Radius der Balligkeit der Teillauffläche 12 ist. Am äußeren Bereich der Balligkeitskontur wird also eine kleine Krümmung 23 verwendet. Da dieser Konturbereich nur am

Übergabepunkt zwischen Fest- und Verstellnocken in Kontakt mit der

Nockenlaufbahn tritt, teilt sich die Nockennormalkraft auf beide Teilnocken auf, wodurch sich die Flächenpressung durch die kleine Krümmung 23 nicht erhöht (siehe Fig. 1, Position B). Anschließend verlagert sich der Kontaktbereich wieder nach innen zur größeren Krümmung (siehe Fig. 1, Position A und D).

Um einen ausgeglichenen Flächenkontakt auf dem jeweiligen Teilnocken 13, 14 zu erzielen, können die Nockenlaufflächen 18, 19 mit einem Winkel zur

Nockenachse ausgeführt werden. Als Resultat erstrecken sich die

Nockenlaufflächen 18, 19 nicht parallel zur Nockendrehachse, sondern sind schräg ausgebildet (nicht dargestellt). In diesem Beispiel mit axial geteilten Nocken sind die jeweiligen Nockenlaufflächen 18, 19 spiegelsymmetrisch ausgebildet, bezogen auf eine Mittelebene, die sich senkrecht zur

Nockendrehachse erstreckt.

Wie in Fig. 3 gezeigt sind die beiden Teillaufflächen 11, 12 durch eine ringförmige Aussparung 17 getrennt, die sich jeweils an den Innenrand der Teillaufflächen 11, 12 anschließt. Wird einer der beiden Teilnocken von der Nockenfolgerrolle überfahren, führt dies zu einem asymmetrischen Kraftangriff und damit zu einem vom Kontaktpunkt aus rollenseitigen, in Richtung der Symmetrieachse gerichteten Kippmoment. In diese Aussparung 17 kann die Nockenkante beim Verkippen eintauchen, ohne in Kontakt mit der Nockenfolgerrolle zu geraten, wodurch Kantenträger vermieden werden.

Die Erfindung ist allgemein auf Nockenfolger mit einer Kontaktfläche für Nocken anwendbar. Diese Kontaktfläche zeichnet sich im Rahmen dieser Erfindung dadurch aus, dass die Kontaktfläche mehrere, bevorzugt zwei, Teilkontaktflächen 11, 12 für axial geteilte Nocken 13, 14 einer gebauten Nockenwelle aufweist. Die Teilkontaktflächen 11, 12 sind jeweils gesondert ballig geformt, so dass die Kontaktflächen mehrere Balligkeiten aufweisen.

Die Teilkontaktflächen 11, 12 können Teillaufflächen 11, 12 einer

Nockenfolgerrolle sein. Hierzu wird auf die vorstehenden Ausführungen zur Nockenfolgerrolle Bezug genommen. Der erfindungsgemäße Nockenfolger ist nicht auf Nockenfolgerrollen eingeschränkt, sondern umfasst auch Nockenfolger mit Gleitabgriff wie Tassenstößel, Ventilstößel, oder dergleichen. Die Teilkontaktflächen des Nockenfolgers werden dann durch die Teilgleitflächen gebildet.

Bezugszeichenliste

10 Nockenfolgerrolle

11 erste Teillauffläche (erste Teilkontaktfläche)

12 zweite Teillauffläche (zweite Teilkontaktfläche)

13 erster Teilnocken

14 zweiter Teilnocken

15 frei

16 Außenrand

17 Aussparung

18 Nockenlaufflächen

19 Nockenlaufflächen

20 Symmetrieachse der Balligkeit

21 Neigung der Balligkeitsachse

22 Normale zur Achse der Abgriffrolle

23 Kleine Krümmung