用于可变气门机构的调节设备上的传感器组件的制作方法

本发明涉及一种用于活塞式发动机的可变气门机构的调节设备上的传感器组件，该可变气门机构具有每气缸至少一个功能相同的换气门，该换气门的气门行程分别由凸轮轴的至少一个凸轮预先给定并且借助可切换的气门压杆通过在该气门压杆的横向孔中被导向以及以外区段从该横向孔中突出的切换销栓的轴向移动而能够选择性地被关断或者被切换到另一种行程变化，其中，气门压杆的切换销栓经由具有弹簧弹性的调节板与纵长延伸的切换器件处于调节连接中，该切换器件与凸轮轴平行地布置并且可以借助线性促动器从静止位态纵向移动到切换位态中。

优选，纵长延伸的切换器件理解为一种例如通过冲压或激光切割从金属板中分离出的或例如以注塑法制成的棍状切换轨，该切换轨可纵向运动地在缸盖的缝口状导向开口中被导向。

如果要通过可切换的气门压杆成组地选择性地关断或切换活塞式发动机的换气门的气门行程，那么在对杆内部的耦合元件进行液压调节时需要分别具有配属的切换阀的分开的切换压力管路，而在对杆内部的耦合元件进行电磁调节时需要分开的电切换线路，这些切换压力管路或切换线路的管路分支或线路分支分别被引导至气门压杆中。

背景技术：

因为单独的液压切换压力管路或电切换线路在活塞式发动机的缸盖中的布置由于狭窄的空间条件而比较困难，所以申请人例如在未预先公开的专利申请de102017101792a1、de102017129422a1和de102018103961a1中已经提出了新式可变气门机构的多个实施方式。在这些气门机构中，可借助唯一的促动器纯机械式地关断或切换多个功能相同的换气门的可变换(übertragbar)的气门行程。在此，气门压杆分别可以通过在气门压杆的横向孔中被导向的并且以轴向外区段从该横向孔中突出的切换销栓的轴向移动来进行切换。气门压杆的切换销栓通过构造为具有弹簧弹性的调节板的连接元件与纵长延伸的切换器件处于调节连接中，该切换器件与凸轮轴平行地布置并且借助优选构造为电磁体的促动器能够抵抗弹簧元件的复位力地从静止位态纵向移动到切换位态中。为了更好地理解这种可变气门机构，至此采用de102017101792a1、de102017129422a1和de102018103961a1的公开内容。

在根据de102017101792a1的可变气门机构中，调节板在其下端部上按照保险盘的类型分别通过套装所构造的环形槽可铰接地固定在气门压杆的切换销栓上，所述套装借助将在端侧敞开的孔嵌接到对应的切换销栓的外端部中或外端部上来实现。调节板以其上端部以带有间隙的方式分别嵌接到纵长延伸的切换器件的横向缝口状开口中。

在根据de102017129422a1的可变气门机构中，具有弹簧弹性的调节板在其远离气门压杆的上端部上通过两次成直角的弯折部分别构造为在一侧敞开的弓形钩，从上部分别通过两个轴向相邻的横向缝口状贯通开口被插入切换器件中并且在这些横向缝口状贯通开口上与切换器件卡接。在其靠近气门压杆的下端部上，调节板可滑动运动地或者在未被操纵的状态下也以稍微带有间隙的方式贴靠在配属的气门压杆的切换销栓的外端壁上。

在根据de102018103961a1的可变气门机构中，调节板在其远离气门压杆的上端部上一次性成直角弯折地构造，从上部分别通过矩形贯通开口插入切换器件中以及借助铆接部(clinchverbindung)固定在切换器件上。调节板在其靠近气门压杆的下端部上可滑动运动地或者在未被操纵的状态下也以稍微带有间隙的方式贴靠在对应的切换销栓的外端壁上。

在这些已知的气门机构中，纵长延伸的切换器件的复位可能由于复位弹簧元件断裂而停止。此外，由于至少一个具有弹簧弹性的调节板发生疲劳或断裂和/或由于至少一个可切换的气门压杆中的切换机构卡住而可能在关断或切换相关换气门的气门行程时出现干扰。此外，切换器件的切换位态和调节板的切换位态以及由促动器经由切换器件以及调节板传输到可切换的气门压杆的切换销栓上的切换力在促动器实施为电磁式或电动机式的情况下仅较粗略地并且大体上通过促动器的电流消耗被求取。因此，需要对调节板和/或纵长延伸的切换器件的负载状态以及对可切换的气门压杆和/或切换器件的切换状态进行更准确的诊断。

技术实现要素：

因此，本发明所基于的任务在于，为开头所提及的结构类型的可变气门机构的调节设备提供一种传感器组件，借助该传感器组件可准确地求取各个具有弹簧弹性的调节板的机械功能能力以及负载状态和可切换的气门压杆和/或纵长延伸的切换器件的切换状态。

该任务通过具有权利要求1特征的传感器组件来解决。在从属权利要求中限定了优选扩展方案。

因此，本发明涉及一种用于活塞式发动机的可变气门机构的调节设备上的传感器组件，该可变气门机构具有每气缸至少一个功能相同的换气门，该换气门的气门行程分别通过凸轮轴的至少一个凸轮被预先给定并且借助可切换的气门压杆通过在该气门压杆的横向孔中被导向以及以外区段从该横向孔中突出的切换销栓的轴向移动而可以选择性地被关断或者被切换到另一种行程变化，其中，气门压杆的切换销栓通过具有弹簧弹性的调节板与纵长延伸的切换器件处于调节连接中，该切换器件与凸轮轴平行地布置并且可借助线性促动器从静止位态纵向移动到切换位态中。

为了解决所提出的任务，在该传感器组件的情况下设置，为具有弹簧弹性的调节板中的每一个配属有接近传感器，借助该接近传感器可以在纵长延伸的切换器件纵向移动时确定对应的调节板的地点改变。

因为接近传感器在各种实施方式中是能够低成本地实现的传感器并且它们表现为在设计上很大程度上无问题地安装在活塞式发动机的缸盖中，所以借助接近传感器的所述组件能够持续地求取具有弹簧弹性的调节板的机械完整性、负载状态以及切换位态。此外，在知道线性促动器和从而纵长延伸的切换器件的切换状态的情况下可以由接近传感器的传感器测量值推导出：是否纵长延伸的切换器件在机械上是完好无损的，可切换的气门压杆的切换状态如何和/或可切换的气门压杆的耦合机构是否正确工作。

在该传感器组件的另一构型中优选设置，接近传感器布置在缸盖罩上，分别以所述接近传感器的区段穿过该缸盖罩并且以所述接近传感器的气门压杆侧端部这样靠近分别配属的具有弹簧弹性的调节板上地布置，使得该调节板在测量地点上的存在可被感知。

替代于此，可以根据一个在必要时要在设计上更简单和更低成本地实现的实施方式设置，接近传感器固定在缸盖罩的内侧上并且仅所述接近传感器的传感器缆线从缸盖罩中密封地被引导出，并且所述接近传感器以它们气门压杆侧端部这样靠近分别配属的具有弹簧弹性的调节板上地布置，使得该调节板在测量地点上的存在可被感知。

如果缸盖内或者说缸盖罩内的可用安装空间不能实现对简单构型的本身已知的具有弹簧弹性的调节板的使用，那么可以设置，具有弹簧弹性的调节板具有有利于借助接近传感器实现测量的几何形状。为此，具有弹簧弹性的调节板分别具有靠近气门压杆的区段、远离气门压杆的区段和构造在上述区段之间的中间区段，其中，调节板在其远离气门压杆的上端部上刚性地固定在纵长延伸的切换器件上，并且以其靠近气门压杆的下端部可滑动运动地或在无负载的状态下以稍微带有间隙的方式贴靠在各个可切换的气门压杆的配属的切换销栓的外端壁上。

这种调节板的中间区段在几何上这样构造，使得该中间区段分别缩短了与配属的接近传感器的间距。因此，根据所述具有弹簧弹性的调节板的一个优选扩展方案设置，从调节板的该中间区段分支出信号发出装置区段，该信号发出装置区段朝着所配属的接近传感器的调节板侧端部的方向如此远地延伸，使得信号发出装置区段的自由端部与配属的接近传感器的调节板侧自由端部之间的间距被减小到对于所提及的测量而言至少必要的程度。

为了传输由接近传感器产生的传感器信号，这些接近传感器通过电传感器线路或通过合适的无线信号传输器件与电子诊断设备连接。在该电子诊断设备中，传感器信号单独地或者优选与其他传感器的测量值结合地被如下分析评估：所述调节设备是否能够借助其所有组成部分在机械上完全能够工作，具有弹簧弹性的各个调节板的负载状态如何，并且纵长延伸的切换器件的切换状态以及可切换的气门压杆的切换装置的切换状态如何。

附图说明

为了进一步阐明本发明，为说明书添加附图，所述附图示出实施例。在附图中：

图1示出三气缸活塞式发动机的具有缸盖罩的缸盖的立体视图，其中，缸盖罩的侧壁被在三个接近传感器穿过，

图2在考虑两个凸轮轴和可由线性促动器操纵的纵长延伸的切换器件情况下示出根据图1的缸盖，然而其没有缸盖罩，

图3与可切换的气门压杆和配属于所述气门压杆的接近传感器一起在纵长延伸的切换器件的未操纵的切换位态中示出根据图2的活塞式发动机的进气凸轮轴和排气凸轮轴的俯视图，

图4示出如在图3中那样的示图，然而在纵长延伸的切换器件的已操纵的切换位态中，

图5在考虑调节板的情况下示出气门机构的根据图4的径向截面a-a’，该调节板固定在切换器件上并且用于操纵配属的可切换的调节杆中的耦合或切换机构。

具体实施方式

因此，图1和2示出三气缸活塞式发动机的缸盖2。缸盖2以下平面5被安置到活塞式发动机的发动机缸体的上侧上。在缸盖2的上平面3上安置和固定有缸盖罩4，该缸盖罩覆盖缸盖2的内室。在图1和2中所示的实施例中，缸盖罩4在一侧面上具有三个贯通开口12,14,16，在这些贯通开口中分别布置有接近传感器6,8,10。该传感器组件1用于求取调节设备70的所配属的具有弹簧弹性的调节板54,56,58的调节位置，该调节设备用于活塞式发动机的可变气门机构。在此，数字式地区分，这种调节板54,56,58是否位于配属的接近传感器6,8,10的测量范围内。

这三个接近传感器6,8,10以它们的接头侧端部从分别配属的贯通开口12,14,16中伸出。这三个接近传感器6,8,10的接头侧端部分别通过一个传感器线路72与诊断设备73连接(图5)。这三个接近传感器6,8,10以它们的对置端部伸进被缸盖罩4包围的空间中。在此，接近传感器6,8,10以它们的对应的调节板侧端部11紧贴配属的调节板54,56,58被引导，使得所述调节板54,56,58在接近传感器的测量地点上的存在或不存在能够被所述接近传感器测量。

如所提及那样，活塞式发动机具有三个并排布置的气缸，它们的燃烧室可以分别通过受弹簧加载地闭合的、用于使空气-燃料混合物流入的进气门或者通过受弹簧加载地闭合的、用于使废气流出的排气门被打开。对进气门和排气门的操纵借助尤其在图3和4中能很好看出的可变气门机构来进行，在de102017101792a1中已详细描述了该可变气门机构的结构和工作方式。

在此仅简短地提及，该可变气门机构具有进气凸轮轴18和排气凸轮轴20，它们以能转动地受支承的方式布置在缸盖2中的配属的轴承座26,27,28,29,30,31,32,33中。进气凸轮轴18和排气凸轮轴20在轴向上在端侧分别携带一个齿轮22,24，所述齿轮彼此啮合，其中一个齿轮被不能看出的驱动齿轮驱动。排气凸轮轴20具有每气缸各三个可被用在气门机构中的凸轮51,51a,51b；52,52a,52b；53,53a,53b，这些凸轮分别成组地作用到配属的可切换的气门压杆46,48,50上，以便借助这些气门压杆来操纵活塞式发动机的排气门。

可切换的气门压杆46,48,50具有由专利申请de102017101792a1已知的结构。如图3至5根据借助排气凸轮轴20对排气门的操纵所阐明的那样，气门压杆46,48,50具有框架形的外杆，在该外杆上可摆动地受支承地布置有内杆。各个气门压杆46,48,50的内杆借助至少一个构造为螺旋扭力弹簧的压力弹簧60被压到所述外杆上。此外，所述内杆携带可转动地受支承的滚子，该滚子与排气凸轮轴20的配属的在组中心的凸轮51,52,53处于接触中。各个气门压杆46,48,50的外杆与排气凸轮轴20的另外两个凸轮51a,51b；52a,52b；53a,53b处于接触中，所述另外两个凸轮在排气凸轮轴20上布置在最先提及的在组中心的凸轮51,52,53右侧旁或左侧旁。此外，气门压杆46,48,50的外杆以一侧向端部通过液压支撑元件68支撑在缸盖2上并且以其另一侧向端部作用到活塞式发动机的配属的排气门的气门杆69上(图5)。

此外，可切换的气门压杆46,48,50的外杆和内杆可以借助耦合装置彼此耦合，具体而言这样进行耦合，使得禁止或者确保内杆在外杆上的可摆动性。通常这样设计耦合装置，使得该耦合装置在未被操纵的状态下使气门压杆的内杆与外杆以不能摆动的方式耦合并且只有在被操纵的状态下才能够使内杆在外杆上弹动地摆出。下面还将详细研究用于操纵耦合装置的必要器件。

在耦合装置未被操纵并因此在气门压杆46,48,50的内杆相对于外杆的可摆动性被禁止的情况下，排气凸轮轴20的转动经由其在组中心的凸轮51,52,53和配属于所述凸轮的内杆引起外杆在其在液压支撑元件68上的支承点上的摆动，因此，由配属的凸轮51,52,53触发的气门操纵经由内杆和外杆被传递到配属的排气门的气门杆69上。

在耦合装置被操纵的情况下，内杆能够在对应气门压杆46,48,50的外杆上自由摆动，使得排气凸轮轴20的转动经由其配属的在组中心的凸轮51,52,53引起气门压杆的内杆相对于外杆的摆动。结果，由此由排气凸轮轴20经由其配属的在组中心的凸轮51,52,53所触发的气门操纵不会经由内杆被传递到气门压杆的外杆上并且不会从那里被传递到排气门的气门杆69上。由此，该排气门保持闭合。当排气凸轮轴20继续转动时，具有其它凸轮轮廓的、不在组中心的凸轮51a,51b；52a,52b；53a,53b在可切换的气门压杆46,48,50的配属的外杆上起调节作用。因此，外杆绕着其在液压支撑元件68上的支座点摆动，因此排气门的配属的气门杆69沿着打开方向移动。

可切换的气门压杆46,48,50上的耦合装置具有在该气门压杆的横向孔64中被导向的切换销栓66，该切换销栓经由对应气门压杆的外杆中的切换滑槽与耦合栓共同作用，该耦合栓与气门压杆的纵向延伸部平行地布置在外杆上并且可轴向移动。在耦合栓的耦合位态中，该耦合栓从下面抓住内杆的贴靠面，该贴靠面相对于内杆的摆动轴线侧向地构造在该内杆上。然后，当切换销栓66已被还将描述的调节设备70从该切换销栓的未操纵位态移动到其操纵位态中时，可通过外杆中的所提及的切换滑槽操纵的耦合栓也已从其耦合位态移动到其释放位态中。因此，内杆的贴靠面被释放，并且内杆可以在外杆上向下、即朝着排气门的方向摆出。借助排气凸轮轴20的凸轮几何形状的有利构造以及借助由调节设备70对切换销栓66的预先确定的在时间上的操纵，可以调节对应排气门的打开和闭合的时间点和持续时间。这能够以相同的方式也适用于为了借助进气凸轮轴18操纵进气门而布置的可切换的气门压杆。

如图2和3所阐明那样，为了操纵气门压杆46,48,50的切换销栓66并从而为了解锁耦合装置(该耦合装置在未被操纵的状态下通过作用到切换销栓66上的压力弹簧受弹簧加载地被闭合)，存在有电磁式工作的线性促动器36，其固定在缸盖罩4上并且在调节机构侧以轴向的法兰区段密封地穿过该缸盖罩。在操纵线性促动器36时，该线性促动器的电枢(anker)使轴向地沿着复位方向受弹簧加载的挺杆38朝着在图4中所示的调节方向44移动，由此挺杆的远离促动器的端部作用到纵长延伸的切换器件34的弯折的端部40上。这种纵长延伸的切换器件34侧向地在缝口状的导向部41中被导向，所述导向部在用于排气凸轮轴20的轴承座30,31,32,33的区域中构造在缸盖2上。在此，纵长延伸的切换器件34构造为具有足够用于此目的的刚度的扁平棍。

如图5清楚示出那样，在纵长延伸的切换器件34上固定有具有弹簧弹性的调节板54,56,58。调节板54,56,58分别具有远离气门压杆的区段61，该区段的弯曲90度的端部42被引导穿过纵长延伸的切换器件34中的开口并且平放在纵长延伸的切换器件34的上侧上并且在那里借助铆接部44固定。各个调节板54,56,58的靠近气门压杆的区段62覆盖分别配属的切换销栓66的自由端壁。在纵长延伸的切换器件34的未操纵的无负载状态下，配属的调节板54,56,58以带有小间隙的方式紧邻地位于切换销栓66的自由端壁前，或者在那里在不将相关的调节力施加到切换销栓66上的情况下可滑动运动地贴靠在该切换销栓上。

调节板54,56,58的远离气门压杆的区段61和靠近气门压杆的区段63通过中间区段63彼此连接成一体。从该中间区段63分支出信号发出装置区段55,57,59，所述信号发出装置区段朝着配属的接近传感器6,8,10的气门压杆侧自由端部11的方向延伸。在此，信号发出装置区段55,57,59的自由端部如此紧贴地布置在接近传感器6,8,10上，使得该接近传感器可以确定，配属的调节板54,56,58是否停留在所述接近传感器6,8,10的测量范围内。因此，在利用这种接近传感器6,8,10时，仅数字式地感知，在接近传感器的测量范围内是否存在调节板54,56,58。如已经提及那样，这些信号由接近传感器6,8,10经由传感器线路72传输给诊断设备73。然后，该诊断设备73可以根据由接近传感器6,8,10提供的传感器信号以及例如关于线性促动器36的通电状况的其他信息推断出：调节设备70是否符合预期地工作，或者它们是带有故障地工作还是甚至具有机械损坏。然后，这些信息可以被用于在需要时产生相应的故障信号、可读取地存储它们或者通过合适的器件显示它们。

附图标记列表

1传感器组件

2缸盖

3缸盖的上平面

4缸盖罩

5缸盖的下平面

6第一接近传感器

8第二接近传感器

10第三接近传感器

11第二接近传感器的调节板侧端部

12缸盖罩中的第一贯通开口

14缸盖罩中的第二贯通开口

16缸盖罩中的第三贯通开口

18进气凸轮轴

20排气凸轮轴

22第一齿轮

24第二齿轮

26用于进气凸轮轴的第一轴承座

27用于进气凸轮轴的第二轴承座

28用于进气凸轮轴的第三轴承座

29用于进气凸轮轴的第四轴承座

30用于排气凸轮轴的第一轴承座

31用于排气凸轮轴的第二轴承座

32用于排气凸轮轴的第三轴承座

33用于排气凸轮轴的第四轴承座

34纵长延伸的切换器件

36促动器

38挺杆

40切换器件34的促动器侧弯折端部

41用于切换器件34的缝口状导向部

42调节板的远离气门压杆的弯曲端部

44铆接部

46可切换的第一气门压杆

48可切换的第二气门压杆

50可切换的第三气门压杆

51排气凸轮轴上的用于气门压杆46的中间凸轮

51a排气凸轮轴上的用于气门压杆46的左边凸轮

51b排气凸轮轴上的用于气门压杆46的右边凸轮

52排气凸轮轴上的用于气门压杆48的中间凸轮

52a排气凸轮轴上的用于气门压杆48的左边凸轮

52b排气凸轮轴上的用于气门压杆48的右边凸轮

53排气凸轮轴上的用于气门压杆50的中间凸轮

53a排气凸轮轴上的用于气门压杆50的左边凸轮

53b排气凸轮轴上的用于气门压杆50的右边凸轮

54第一调节板

55第一调节板上的信号发出装置区段

56第二调节板

57第二调节板上的信号发出装置区段

58第三调节板

59第三调节板上的信号发出装置区段

60第二气门压杆48上的压力弹簧

61第二调节板的远离气门压杆的区段

62第二调节板的靠近气门压杆的区段

63第二调节板的中间区段

64第二气门压杆中的横向孔

66切换销栓

68液压支撑元件

69换气门，换气门的杆

70调节设备

72传感器线路

73诊断设备

74调节方向

a-a’截面