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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen der
Oberflächenqualität, und betrifft spezieller
ein Verfahren zum Prüfen
der Qualität
einer Oberfläche
einer Kraftstoffinjektoranordnung in der Nähe eines Ventildichtungsbereichs.
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Kraftstoffeinspritzsysteme
werden dazu eingesetzt, der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs
Kraftstoff zuzuführen.
Ein Kraftstoffeinspritzsystem weist eine oder mehrere Kraftstoffinjektoranordnungen
auf. Eine Kraftstoffinjektoranordnung weist ein oder mehrere Ventile
zum Steuern des Einspritzens von Kraftstoff auf. Das Ventil ist
so ausgebildet, dass Einspritzen von Kraftstoff zu ermöglichen,
wenn es geschlossen ist, und eine Abdichtung gegen eine Berührungsoberfläche der
Kraftstoffinjektoranordnung durchzuführen, um im geöffneten
Zustand eine Kraftstoffeinspritzung zu sperren. Fehler entlang der
Berührungsoberfläche oder
in deren Nähe
wie beispielsweise Lochfraß,
Abbröckeln,
oder Erosion können
zu unerwünschten
Kraftstofflecks führen,
und das Verhalten der Kraftstoffinjektoranordnung beeinträchtigen.
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Bislang
wurde eine visuelle Untersuchung dazu eingesetzt, Oberflächenmerkmale
einer Kraftstoffinjektoranordnung zu prüfen. Spezieller wurde die Berührungsoberfläche der
Kraftstoffinjektoranordnung bei einer 50-Fachen Vergrößerung vergrößert, und
visuell nach Oberflächenfehlern
untersucht. Derartige visuelle Untersuchungen waren deswegen problematisch,
da bei ihnen eine subjektive Prüfung der
Oberflächenqualität auftrat.
Insbesondere führten subjektive
Prüfungen
zur unzutreffenden Zurückweisung
akzeptierbarer Kraftstoffinjektoranordnungen, und zum Zulassen defekter
Kraftstoffinjektoranordnungen. Derartige, unrichtige Zurückweisungen
verringerten die Prozessausbeuten, und erhöhten Herstellungs- und Garantiekosten.
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Bis
zur Erfindung der Anmelderin wurde ein verbessertes Verfahren zum
Prüfen
der Qualität
einer Oberfläche
einer Kraftstoffinjektoranordnung benötigt. Darüber hinaus wurde ein Verfahren
zum Prüfen
der Oberflächenqualität in der
Nähe einer
Dichtungsoberfläche
ohne subjektive, visuelle Prüfungen benötigt. Weiterhin
wurde ein Verfahren benötigt, welches
exakt die Qualität
einer oder mehrerer Kraftstoffinjektoroberflächen prüfen konnte, die enge Oberflächenendbearbeitungstoleranzen
aufweisen. Weiterhin wurde ein Verfahren benötigt, welches schnell und exakt
die Oberflächenqualität in einem kleinen
Bereich prüfen
kann, ohne die Oberfläche
zu verformen oder zu beschädigen.
Darüber
hinaus wurde ein Verfahren benötigt,
das mit einem Kraftstoffinjektorherstellungssystem für hohe Produktionsraten
verträglich
ist, um den Herstellungsprozesswirkungsgrad zu verbessern. Probleme,
die wie voranstehend geschildert bei dem Stand der Technik auftreten,
sowie andere Probleme, werden durch die Erfindung der Anmelderin
angegangen, wie sie nachstehend zusammengefasst ist.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Prüfen eines
Profils einer Oberfläche
einer Kraftstoffinjektoranordnung zur Verfügung gestellt. Das Verfahren
umfasst, eine Höhe
der Oberfläche über eine
vorbestimmte Entfernung mit einem Oberflächenmessgerät zu messen, um eine Gruppe
von Datenpunkten zu erhalten, eine Untergruppe der Gruppe der Datenpunkte
auszuwählen,
eine Regressionsgerade an die Untergruppe anzupassen, einen Toleranzbereich
für die
Regressionsgerade einzurichten, und festzustellen, ob sämtliche
Mitglieder der Untergruppe innerhalb des Toleranzbereiches liegen.
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Die
Oberfläche
kann eine Sitzoberfläche oder
eine Ventilbohrungsoberfläche
der Kraftstoffinjektoranordnung sein. Die Sitzoberfläche gelangt
in Berührung
mit einem Ventil der Kraftstoffinjektoranordnung, in einer zweiten
Position.
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Das
Verfahren kann den Schritt umfassen, ein Akzeptanzsignal zu erzeugen,
wenn alle Mitglieder der Untergruppe innerhalb des Toleranzbereiches
liegen, oder ein Zurückweisungssignal
zu erzeugen, wenn irgendein Mitglied der Untergruppe außerhalb
des Toleranzbereiches liegt.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum
Prüfen
eines Oberflächenprofils
einer Kraftstoffinjektoranordnung zur Verfügung gestellt. Die Kraftstoffinjektoranordnung
weist eine Ventilbohrung und ein Ventil auf. Die Ventilbohrung weist
eine Ventilbohrungsoberfläche
und eine Sitzoberfläche
in der Nähe
der Ventilbohrungsoberfläche
auf. Das Ventil ist in der Ventilbohrung angeordnet, und berührt in einer
ersten Position die Sitzoberfläche,
und ist in einer zweiten Position von der Sitzoberfläche beabstandet.
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Das
Verfahren umfasst die Schritte, eine Höhe der Sitzoberfläche über eine
erste, vorbestimmte Entfernung mit einem Oberflächenmessgerät zu messen, um eine erste
Gruppe von Datenpunkten zu erhalten, eine Höhe der Ventilbohrungsoberfläche über eine
zweite, vorbestimmte Entfernung mit dem Oberflächenmessgerät zu messen, um eine zweite
Gruppe von Datenpunkten zu erhalten, eine erste Untergruppe aus
der ersten Gruppe der Datenpunkten auszuwählen, eine zweite Untergruppe
aus der zweiten Gruppe von Datenpunkten auszuwählen, eine erste Regressionsgerade
an die erste Untergruppe anzupassen, eine zweite Regressionsgerade an
die zweite Untergruppe anzupassen, einen ersten Toleranzbereich
für die
erste Regressionsgerade festzulegen, einen zweiten Toleranzbereich
für die zweite
Regressionsgerade festzulegen, festzustellen, ob die erste Untergruppe
innerhalb des ersten Toleranzbereichs liegt, und festzustellen,
ob die zweite Untergruppe innerhalb des zweiten Toleranzbereiches
liegt.
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Die
erste Gruppe von Datenpunkte kann mehrere aufeinanderfolgende Datenpunkte
enthalten, die entlang der Sitzoberfläche in einer ersten Richtung
gemessen werden, die senkrecht zu einer Grenze verläuft, an
welcher sich die Sitzoberfläche und
die Ventilbohrungsoberfläche
schneiden. Die zweite Gruppe an Datenpunkten kann mehrere aufeinanderfolgende
Datenpunkte enthalten, die entlang der Ventilbohrungsoberfläche in einer
zweiten Richtung gemessen werden, die senkrecht zur Grenze verläuft.
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Die
erste Untergruppe kann Datenpunkte enthalten, die um zumindest eine
erste Entfernung weg von der Grenze angeordnet sind. Die zweite
Untergruppe kann Datenpunkten enthalten, die um zumindest eine zweite
Entfernung weg von der Grenze angeordnet sind. Die erste und zweite
Untergruppe können
die gleiche Anzahl an Datenpunkten oder unterschiedliche Anzahlen
an Datenpunkten aufweisen.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur
Vorhersage eines Ventillecks in einer Kraftstoffinjektoranordnung zur
Verfügung
gestellt. Die Kraftstoffinjektoranordnung weist eine Ventilbohrungsoberfläche und
ein Ventil auf. Die Ventilbohrung ist mit einer Ventilbohrungsoberfläche und
einer Sitzoberfläche
in der Nähe
der Ventilbohrungsoberfläche
versehen. Das Ventil ist in der Ventilbohrung angeordnet, und berührt in einer
ersten Position die Sitzoberfläche,
und ist in einer zweiten Position von der Sitzoberfläche beabstandet.
Die Ventilbohrungsoberfläche
und die Sitzoberfläche
legen dort, wo sie sich schneiden, eine Grenze fest.
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Das
Verfahren umfasst die Schritte, die Sitzoberfläche über eine erste vorbestimmte
Entfernung mit einem Oberflächenmessgerät zu messen, um
eine erste Gruppe von Datenpunkten zu erhalten, die Ventilbohrungsoberfläche über eine
zweite vorbestimmte Entfernung zu messen, um eine zweite Gruppe
von Datenpunkten zu erhalten, eine erste und eine zweite Untergruppe
aus der ersten und zweiten Gruppe von Datenpunkten auszuwählen, eine
erste und eine zweite Regressionsgerade an die erste bzw. zweite
Untergruppe anzupassen, einen ersten Toleranzbereich für die erste
Regressionsgerade festzulegen, mehrere aufeinanderfolgende Datenpunkte
aus der ersten Gruppe der Datenpunkte auszuwählen, festzustellen, ob die
mehreren, aufeinanderfolgenden Datenpunkte innerhalb des ersten Toleranzbereiches
liegen, und Erzeugung eines Signals, welches ein Ventilleck anzeigt,
wenn irgendein Mitglied der mehreren aufeinanderfolgenden Datenpunkte
außerhalb
des ersten Toleranzbereiches liegt.
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Das
Verfahren kann weiterhin die Schritte umfassen, einen zweiten Toleranzbereich
für die zweite
Regressionsgerade festzulegen, zweite mehrere aufeinanderfolgende
Datenpunkte aus der zweiten Gruppe von Datenpunkten auszuwählen, festzustellen,
ob die zweiten mehreren aufeinanderfolgenden Datenpunkte innerhalb
des zweiten Toleranzbereiches liegen, und ein Signal zu erzeugen,
welches ein Ventilleck anzeigt, wenn irgendein Mitglied der zweiten
mehreren aufeinanderfolgenden Datenpunkte außerhalb des zweiten Toleranzbereiches
liegt.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele
näher erläutert, aus
welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
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1 eine
Schnittansicht einer Kraftstoffinjektoranordnung;
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2 eine
vergrößerte Ansicht
der in 1 dargestellten Kraftstoffinjektoranordnung;
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3 eine
vergrößerte Ansicht
eines Körpers
der in 2 gezeigten Kraftstoffinjektoranordnung;
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4 ein
Flussdiagramm eines Verfahrens zum Prüfen eines Oberflächenprofils
der Kraftstoffinjektoranordnung; und
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5 und 6 Beispiele
für Darstellungen, welche
graphisch Oberflächenprofilprüfungen gemäß dem in 4 angegebenen
Verfahren darstellen.
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In 1 ist
eine Schnittansicht einer Kraftstoffinjektoranordnung 10 dargestellt.
Die Kraftstoffinjektoranordnung 10 ist ein Teil eines Kraftstoffeinspritzsystems,
das einer Brennkraftmaschine Kraftstoff zuführt. Genauer gesagt, spritzt
die Kraftstoffinjektoranordnung 10 Kraftstoff unter Druck
durch eine Düse
in einem vorbestimmten Muster aus, und zwar in einen Lufteinlasskanal
oder einen Zylinder der Brennkraftmaschine. Die Spritzwirkung der
Kraftstoffinjektoranordnung 10 zerstäubt den Kraftstoff, so dass
er sich besser mit Luft zur erleichterten Verbrennung mischen kann.
Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform
weist die Kraftstoffinjektoranordnung 10 einen Körper 12 auf,
einen Ventilanschlag 14, sowie ein Ventil 16.
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In
den 1 und 2 ist der Körper 12 mit weiteren
Einzelheiten dargestellt. Der Körper 12 weist
eine Ventilbohrung 20 auf, die dazu ausgebildet ist, das
Ventil 16 aufzunehmen, und es dem Ventil 16 zu
ermöglichen,
sich zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position zu
bewegen, wie dies nachstehend genauer erläutert wird. Die Ventilbohrung 20 kann
jede geeignete Ausbildung aufweisen, die mit dem Ventil 16 verträglich ist.
Bei der dargestellten Ausführungsform
weist die Ventilbohrung 20 eine Ventilbohrungsoberfläche 22 und
eine Sitzoberfläche 24 auf.
Die Ventilbohrungsoberfläche 22 ist
im Wesentlichen zylinderförmig
ausgebildet. Die Sitzoberfläche 24 ist
in der Nähe
der Ventilbohrungsoberfläche 22 angeordnet,
und ist als Schrägfläche dargestellt,
welche die Form eines sich verjüngenden
Kegels aufweist. Die Sitzoberfläche 24 verjüngt sich
so, dass ein in der Nähe
des Ventilanschlags 14 angeordnetes, erstes Ende einen
größeren Durchmesser aufweist
als ein zweites Ende, das in der Nähe der Ventilbohrungsoberfläche 22 angeordnet
ist. Die Ventilbohrungsoberfläche 22 schneidet
die Sitzoberfläche 24 an
einer Grenze 26.
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Der
Ventilanschlag 14 ist in der Nähe des Körpers 12 angeordnet,
und so ausgebildet, dass er die Bewegung des Ventils 16 begrenzt.
Der Ventilanschlag 14 kann an dem Körper 12 auf jede geeignete Art
und Weise angebracht sein, beispielsweise durch ein oder mehrere
Befestigungsmittel.
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Das
Ventil 16 kann jede geeignete Ausbildung aufweisen. Bei
der dargestellten Ausführungsform
ist das Ventil 16 als ein Tellerventil ausgebildet, und
weist einen Ventilschaft 30 und einen Ventilkopf 32 auf.
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Der
Ventilschaft 30 ist zumindest teilweise in der Ventilbohrung 20 angeordnet.
Bei der dargestellten Ausführungsform
ist der Ventilschaft 30 im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet,
und ist beabstandet von der Ventilbohrung 20 angeordnet.
Der Ventilschaft 30 kann mit einem Betätigungsglied gekuppelt sein,
beispielsweise einem Elektromagneten oder einer Feder, welches das
Ventil 16 zwischen der ersten und der zweiten Position
in der Richtung betätigt,
die durch die mit einem Pfeil dargestellte Linie in 2 angedeutet
ist.
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Der
Ventilkopf 32 ist in der Nähe des Ventilschaftes 30 angeordnet.
Der Ventilkopf 32 weist eine Ventiloberfläche 34 und
eine Endoberfläche 36 auf, die
in der Nähe
der Ventiloberfläche 34 angeordnet ist.
Die Ventiloberfläche 34 kann
jede geeignete Form aufweisen, die mit jener der Sitzoberfläche 24 verträglich ist.
Bei der dargestellten Ausführungsform weist
die Ventiloberfläche 34 die
Form eines sich verjüngenden
Zylinders auf, entsprechend der Sitzoberfläche 24. Genauer gesagt,
weist die Ventiloberfläche 34 einen
größeren Durchmesser
an einem Ende auf, das in der Nähe
der Endoberfläche 36 angeordnet
ist, als an einem Ende, das in der Nähe des Ventilschaftes 30 angeordnet
ist.
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Das
Ventil 16 ist dazu ausgebildet, sich zwischen einer ersten
Position, in welcher Kraftstoff unter Druck in der Kraftstoffinjektoranordnung 10 umläuft (also
Kraftstoff nicht eingespritzt wird) und einer zweiten Position zu
bewegen, in welcher es dem Kraftstoff unter Druck ermöglicht wird,
zur Düse
zu fließen
(also Kraftstoff eingespritzt wird). Das Ventil 16 befindet
sich in der ersten Position, wenn die Ventiloberfläche 34 in
der Nähe
der Sitzoberfläche 24 angeordnet
ist, und die Endoberfläche 36 von
dem Ventilanschlag 14 beabstandet ist. Das Ventil 16 befindet sich
in der zweiten Position, wenn die Ventiloberfläche 34 beabstandet
von der Sitzoberfläche 24 angeordnet
ist. Darüber
hinaus kann die Endoberfläche 36 den
Ventilanschlag 14 berühren,
wenn sich das Ventil 16 in der zweiten Position befindet.
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In 3 ist
ein Abschnitt der Ventilbohrung 20, der in der Nähe der Grenze 26 angeordnet
ist, genauer dargestellt. In dieser Figur ist zur Vereinfachung
das Ventil 16 nicht dargestellt. Oberflächenfehler auf der Ventilbohrungsoberfläche 22 und/oder der
Sitzoberfläche 24 in
der Nähe
der Grenze 26 können
zu einer unzureichenden Ventilabdichtung führen, und das Verhalten der
Kraftstoffinjektoranordnung 10 beeinträchtigen. So können beispielsweise Oberflächenfehler
in diesem Bereich zu einem verringerten Pumpwirkungsgrad und/oder
einer niedrigen Kraftstoffinjektorabgabe führen. Daher wird üblicherweise
dieser Bereich mit engen Abmessungstoleranzen hergestellt. Nachstehend
werden Entfernungen A und A' entlang
der Ventilbohrungsoberfläche 22 von
der Grenze 26 aus gemessen. Entsprechend werden Entfernungen
B und B' entlang
der Sitzoberfläche 24 gegenüber der
Grenze 26 gemessen.
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In 4 ist
ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Prüfen des Profils einer Oberfläche der Kraftstoffinjektoranordnung 10 dargestellt.
Wie Fachleute auf diesem Gebiet wissen, stellt das Flussdiagramm
Steuerlogik dar, die unter Verwendung von Hardware, Software, oder
einer Kombination von Hardware und Software implementiert sein kann.
So können
beispielsweise die verschiedenen Funktionen unter Verwendung eines
programmierten Mikroprozessors durchgeführt werden. Die Steuerlogik kann
so implementiert sein, dass irgendeine verschiedener, bekannter
Programmier- oder Verarbeitungstechniken oder -strategien eingesetzt
wird, und ist nicht auf die dargestellte Reihenfolge beschränkt. So
wird beispielsweise eine Verarbeitung mit Interrupts oder eine ereignisabhängige Verarbeitung
in Echtzeit-Steueranwendungen
verwendet, anstelle einer vollständig
aufeinanderfolgenden Strategie, wie sie dargestellt ist. Entsprechend
können
Paarverarbeitungs-, Multitasking-, oder Multithread-Systeme und
entsprechende Verfahren dazu eingesetzt werden, die Ziele, Merkmale,
und Vorteile der vorliegenden Erfindung zu erreichen.
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Die
vorliegende Erfindung ist unabhängig von
der speziellen Programmiersprache, dem Betriebssystemprozessor,
oder Schaltungen, die dazu eingesetzt werden, die dargestellte Steuerlogik
zu entwickeln und/oder zu implementieren. Entsprechend können, abhängig von
der speziellen Programmiersprache und der Verarbeitungsstrategie, verschiedene
Funktionen in der dargestellten Abfolge im Wesentlichen gleichzeitig
oder in einer unterschiedlichen Abfolge durchgeführt werden, während die
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung erzielt werden.
Die dargestellten Funktionen können
abgeändert
oder in einigen Fällen
weggelassen werden, ohne vom Wesen oder Umfang der vorliegenden
Erfindung abzuweichen.
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Bei 100 beginnt
das Verfahren mit der Messung einer oder mehrerer Oberflächen der
Kraftstoffinjektoranordnung mit einem Oberflächenmessgerät. Das Oberflächenmessgerät kann von
jedem geeigneten Typ sein, beispielsweise ein berührendes oder
berührungsfreies
Oberflächenmessgerät. So kann
beispielsweise ein optisches Oberflächenmessgerät des Typs SmartScope Zip 250
eingesetzt werden, das von Optical Gauging Products hergestellt wird,
und mit einem DRS-500-Laser ausgerüstet ist.
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Das
Oberflächenmessgerät misst
die Höhe von
zumindest einer Zieloberfläche über eine
vorbestimmte Entfernung, auch als Querlänge bezeichnet. Genauer gesagt,
sammelt das Oberflächenmessgerät eine Gruppe
aufeinanderfolgender Datenpunkte, welche das Profil einer Oberfläche anzeigen,
in digitalisierter Form. So kann beispielsweise eine Gruppe von
Datenpunkten entlang der Ventilbohrungsoberfläche über eine Entfernung A gesammelt
werden, und kann eine andere Gruppe an Datenpunkten entlang der
Sitzoberfläche über eine
Entfernung B gesammelt werden. Bei der dargestellten Ausführungsform
erstrecken sich die Entfernungen A und B senkrecht zur Grenze 26 entlang
der Ventilbohrungsoberfläche
bzw. der Sitzoberfläche.
Die Entfernungen A und B können
jede geeignete Länge
aufweisen. So kann beispielsweise die Entfernung B größer sein
als die Entfernung A, so dass eine größere Probe an Datenpunkten
verfügbar
ist, um genauer die Oberflächenprofileigenschaften
der Sitzoberfläche
und die mögliche
Unversehrtheit der Dichtung zu prüfen. Bei einer Ausführungsform
beträgt
die Entfernung A zumindest 0,2 mm, und die Entfernung zumindest
B zumindest 0,8 mm.
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Die
Querlänge
kann jede geeignete Entfernung sein, und kann auf einer quantitativen
Untersuchung oder auf Versuchen beruhen. So kann beispielsweise
eine Querentfernung zwischen 0,2 mm und 1,0 mm eingesetzt werden.
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Bei 102 wird
eine Untergruppe von Datenpunkten aus jedem aufeinanderfolgender
Datenpunkte ausgewählt.
Eine Untergruppe von Datenpunkten kann so ausgewählt werden, dass Daten an einem
oder mehreren Enden der Querlänge
nicht enthalten sind. So können
beispielsweise die Datenpunkte, die entlang der Entfernung A' der Ventilbohrungsoberfläche gesammelt
werden, weggelassen werden, wenn eine Untergruppe aus der Gruppe
von Ventilbohrungsoberflächen-Datenpunkten
ausgewählt
wird. Entsprechend können
die Datenpunkte, die entlang der Entfernung B' der Sitzoberfläche gesammelt werden, weggelassen
werden, wenn eine Untergruppe der Gruppe aus Sitzoberflächendatenpunkten
ausgewählt
wird. Für
die Datenpunkte über die
Entfernungen A' und
B' ist es eher wahrscheinlich,
dass sie einen Verlauf oder ein Profil aufweisen, welches nicht
repräsentativ
für die
Ventilbohrungsoberfläche
bzw. die Sitzoberfläche
ist. Als solche, können
diese Datenpunkte weggelassen werden, um "Rauschen" auszuschalten, so dass die nachfolgenden
Datenanalyseschritte nicht zu systematisch falschen Ergebnissen
führen.
Die Entfernungen A' und B' können jeden
geeigneten Wert aufweisen, und können
auf Grundlage einer quantitativen Analyse oder von Versuchen ausgewählt werden.
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So
kann beispielsweise die Entfernung A' 0,005 bis 0,015 mm weg von der Grenze
betragen. Entsprechend kann die Entfernung B' 0,1 bis 0,4 mm weg von der Grenze betragen.
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Bei 104 wird
eine Regressionsgerade an die Untergruppe von Ventilbohrungsoberflächen-Datenpunkten
und/oder die Untergruppe von Sitzoberflächendatenpunkten angepasst.
Genauer gesagt, kann eine Regressionsanalyse nach der Methode der
kleinsten Fehlerquadrate durchgeführt werden, um eine Regressionsgerade
mit kleinsten Fehlerquadraten für
die Daten zu erzeugen, auf eine Art und Weise, wie dies Fachleuten
bekannt ist.
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Bei 106 wird
eine Toleranzgrenze um die Regressionsgerade herum festgelegt. Genauer
gesagt werden Toleranzgrenzen in einer oder in zwei Richtungen relativ
zur Regressionsgerade festgelegt, die für die Untergruppe von Ventilbohrungsoberflächen-Datenpunkten
festgelegt ist, und/oder in Bezug zur Regressionsgeraden, die für die Untergruppe
von Sitzoberflächendatenpunkten
erzeugt wird. Eine einseitige Toleranzgrenze kann als eine Linie
dargestellt werden, welche die gleiche Steigung aufweist wie ihre
zugehörige
Regressionsgerade, jedoch um ein vorbestimmtes Ausmaß gegenüber dieser
Regressionsgerade versetzt ist. Entsprechend können Toleranzgrenzen in zwei
Richtungen so festgelegt werden, dass zwei parallele Toleranzlinien
geschaffen werden, welche die gleiche Steigung wie eine zugehörige Regressionsgerade
aufweisen, und gegenüber
der Regressionsgeraden um ein vorbestimmtes Ausmaß versetzt
sind. Die vorbestimmten Ausmaße der
Versetzung für
einseitige oder zweiseitige Toleranzgrenzen können jedes geeignete Ausmaß aufweisen.
So kann beispielsweise ein Ausmaß der Versetzung von 5 Mikrometer
eingesetzt werden, um Kraftstoffinjektoranordnungen mit den gewünschten Leistungseigenschaften
anzugeben.
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Bei 108 werden
die Oberflächenprofildatenpunkte
mit zugehörigen
Toleranzgrenzen verglichen. So werden beispielsweise die Mitglieder
der Untergruppe der Ventilbohrungsoberflächen-Datenpunkte mit ihren
jeweiligen Toleranzgrenzen verglichen, um die Qualität der Ventilbohrungsoberfläche zu prüfen oder
zu beurteilen. Entsprechend können
die Mitglieder der Untergruppe der Sitzoberflächendatenpunkte mit ihren jeweiligen
Toleranzgrenzen verglichen werden, um die Qualität der Sitzoberfläche zu prüfen oder
zu beurteilen. Vergleiche können
unter Verwendung einer Untergruppe einer Gruppe von Datenpunkten
durchgeführt
werden, infolge möglicherweise
nicht-repräsentativer
Daten, die in der Nähe
der Grenze vorhanden sein können,
wie dies voranstehend geschildert wurde. Alternativ können die
Regressionsgeraden für
die Ventilbohrungsoberfläche dazu
verwendet werden, eine Untergruppe oder einen Bereich von Sitzoberflächendatenpunkten "zu positionieren" und auszuwählen. Spezieller
können die
Datenpunkte für
die Ventilbohrungsoberfläche und
die Sitzoberfläche
gegeneinander aufgetragen werden, mit ihren jeweiligen Regressionsgeraden und
Toleranzgrenzen. Da die Ventilbohrungsoberfläche und die Sitzoberfläche in einem
Winkel zueinander angeordnet sind, schneiden sich die Regressionsgeraden
für diese
Oberflächen,
wenn sie entsprechend aufgetragen werden. Darüber hinaus schneiden sich auch
die jeweiligen Toleranzlinien, da sich die Regressionsgeraden schneiden.
Die Sitzoberflächendatenpunkte,
die sich innerhalb der Ventilbohrungsoberflächen-Toleranzgrenzen befinden,
können
ignoriert werden, und die übrigen
Sitzoberflächendatenpunkte
können
mit den Sitzoberflächenregressionsgeraden-Toleranzgrenzen verglichen
werden. Wenn sämtliche
Mitglieder der Untergruppe innerhalb der durch die Toleranzlinien angegebenen Toleranzzone
liegen, dann wird das Teil im Block 110 akzeptiert. Wenn
sämtliche
Mitglieder der Untergruppe nicht innerhalb der Toleranzzone liegen,
dann wird das Teil im Block 112 zurückgewiesen.
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In
den 5 und 6 sind zwei graphische Darstellungen
von Oberflächenprofilprüfungen gemäß dem Verfahren
von 4 dargestellt. Genauer gesagt, zeigen die 5 und 6 Prüfungen oder Beurteilungen
von zwei beispielhaften Ventilbohrungsoberflächen. In diesen Figuren gibt
die Vertikalachse die Höhe
einer Ventilbohrungsoberfläche
an, und die Horizontalachse die Höhe der Sitzoberfläche. Das
Oberflächenprofil
ist durch die durchgezogene, gekrümmte Linie dargestellt. Die
am besten angepasste Regressionsgerade wird durch die durchgezogene,
gerade Linie dargestellt. Die Toleranzgrenzen für die Regressionsgeraden werden
durch die gestrichelten, geraden Linien dargestellt, die parallel zur
Regressionsgerade und beabstandet von dieser angeordnet sind.
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In 5 ist
ein Oberflächenprofil
einer akzeptierbaren Kraftstoffinjektoranordnung dargestellt. Bei
diesem Profil werden die Sitzoberflächendatenpunkte beginnend bei
0,32 mm zur Prüfung
oder Beurteilung der Qualität
der Oberfläche
verwendet. Im Einzelnen befinden sich sämtliche Datenpunkte oberhalb
von 0,32 mm innerhalb der oberen und der unteren Toleranzgrenze.
An sich zeigt dieses Profil das nicht Vorhandensein signifikanter
Oberflächenfehler
in der Nähe
der Grenze entlang der Sitzoberfläche an.
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In 6 ist
ein Oberflächenprofil
einer nicht akzeptierbaren Kraftstoffinjektoranordnung dargestellt.
Bei diesem Profil werden die Sitzoberflächendatenpunkte, die bei 0,39
mm beginnen, zur Prüfung oder
Beurteilung der Qualität
der Oberfläche
verwendet. Von 0,39 mm bis etwa 0,44 mm liegen die Datenpunkte außerhalb
der unteren Toleranzgrenze, während
die Datenpunkte oberhalb von etwa 0,44 mm innerhalb der oberen und
unteren Toleranzgrenze liegen. An sich zeigt dieses Profil das Vorhandensein
signifikanter Oberflächenfehler
an, beispielsweise Lochfraß,
Abbröckeln,
Vertiefungen, oder eine ungeeignete Bearbeitung der Sitzoberfläche.
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Das
Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung kann dazu eingesetzt werden, exakt die Qualität des Ventilsitzbereiches
einer Kraftstoffinjektoranordnung zu prüfen oder zu beurteilen, ohne
dass eine subjektive, visuelle Analyse erforderlich ist. Darüber hinaus
kann das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung
dazu eingesetzt werden, exakter eine Kraftstoffinjektoranordnung
zu akzeptieren oder zurückzuweisen,
und ermöglicht
es, sofortige korrigierende Maßnahmen
einzuleiten, um die Prozessausbeute zu verringern, und Ausschuss, Überarbeitung, und
Garantiekosten zu verringern.
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Zwar
wurden Ausführungsformen
der Erfindung dargestellt und beschrieben, jedoch sollen diese Ausführungsformen
nicht sämtliche
Formen der Erfindung erläutern
und beschreiben. Die in der Beschreibung verwendeten Begriffe sind
eher beschreibend als einschränkend
zu verstehen, und es wird darauf hingewiesen, dass verschiedene Änderungen vorgenommen
werden können,
ohne vom Wesen und Umfang der Erfindung abzuweichen.