DE10233072A1

DE10233072A1 - Prüfeinrichtung für spaltfreies Einpressen von Ventilsitzringen in Zylinderkopfbohrungen von Kolben Verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE10233072A1
Application number: DE2002133072
Authority: DE
Inventors: Winfried Niebler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-07-19
Filing date: 2002-07-19
Publication date: 2004-02-05

Abstract

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Prüfen, ob ein in den Zylinderkopf eines Otto- oder Dieselmotors eingesetzter Ventilsitzring korrekt, d. h. spaltfrei in die entsprechende Sackloch-Stufenbohrung eingepresst wurde. DOLLAR A Ein Spalt nach dem Einpressen beeinflusst Leistung und Lebensdauer des Motors und birgt Risiken für die weiteren Bearbeitungsschritte des eingepressten Ventilringes. DOLLAR A Das Verfahren besteht darin, einen Dichtkörper, der nur einen Teilumfang des Ventils abdichtet, so in den Ventilsitz einzuspreizen, dass durch Über- oder Unterdruck Gas durch den Ventilspalt entweichen oder angesaugt werden kann. Die Stärke des Gasflusses ist ein Maß für die Breite des Ventilspaltes. Anwendung ist in Fertigungslinien für Otto- und Dieselmotoren vor der Ventilringnachbearbeitung.

Description

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Prüfen, ob ein in den Zylinderkopf eines Otto- oder Dieselmotors eingesetzter Ventilsitzring korrekt, d.h. spaltfrei in die entsprechende Sackloch-Stufenbohrung eingepresst wurde.
1 zeigt den Ventilsitzring (2), der in die Bohrung (3) des Zylinderkopfes (1) mit ca. 300 kp ... 1000 kp Einpresskraft bei ca. 0.03 mm Untermaß der Bohrung eingepresst wird.
Die Qualität des Einpress- Sitzes wird durch den Spaltabstand (5), d.h. das Spaltmaß „S" beschrieben, die der Ventilsitzring zur Bohrungsrückwand hat. Das Spaltmaß „S" soll ideal 0.0 mm sein. Praktisch werden maximal 0.01 mm akzeptiert. Spalte können in der Produktionspraxis qualitätsmindernd bis zu 0.5 mm betragen. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, diese Spalte qualitativ und von 0.5mm bis zu einem Spalt von 0.005 und 0.000mm zu bestimmen, wobei günstigerweise die Bestimmungsgenauigkeit mit kleinerem Spalt zunimmt.
Das Verfahren erkennt zuverlässig und exzellent wiederholbar auch kleinste Spalte, während andere Lösungsansätze wie Bildverarbeitung, mechanische Abtastung u.a. zu weit langsamerer unempfindlicher und weniger robust arbeitenden Lösungen führen.
Lösung zur Spaltbestimmung am Ventilsitzring nach dem Lecktestprinzip
Siehe 2 (Schnitt) und 3 (Draufsicht).
Ein Spalt (5) hinter dem Ventilsitzring bildet einen Kanal durch den Gas strömt, wenn man den ringförmigen Spaltkanal teilweise abdeckt und abdichtet und z.B. Luft hineinbläst oder z.B. Luft ansaugt. (4) beschreibt die Ventilführungsbuchse.
In der Beispielsanordnung nach 2 bildet die Zylinder – Kopfbohrung (3) mit dem eingepressten Ventilsitzring (2) einen Spalt (5) mit den Spaltmaß „S", das eigentlich Null sein sollte und das qualitativ zu bestimmen ist.
Dazu wird mit elastischen Material (5) ein Kreissegment des Spaltringes (5) abgedeckt, während ein anderer Teil (7) frei bleibt.
Mit dem einseitig geschlossenen Saug- oder Blasrohr (6) wird durch einen in das Rohr (6) eingebrachten Über- oder Unterdruck durch die Öffnung (8) im Rohr und den Kanal (9) in dem Dichtkörper ein Gasfluss erzeugt, der proportional zur Spaltbreite (5) mit dem Spaltmaß "S" ist.
Für Lecksuchtechniken gibt es Standard Messprinzipien mit sehr hoher Empfindlichkeit, sodass selbst kleinste Spalte detektierbar sind. Saugende Techniken haben zudem noch den Vorteil, dass sich das elastische Dichtungsmaterial selbst anpresst.
Die Lösung lässt sich bei einem automatischen Fertigungsprozess einbinden.
Stand der Technik
Für die Aufgabe der Spaltmessung am Ventilsitzring von Motoren ist keine Lösung bekannt geworden, die in einen automatischen Prozess einzubinden wäre. Kleinste Spalte sind optisch kaum auflösbar und erst ab > 0.1 mm in Endoskop erkennbar.
Automatische Lösungen mit Bildverarbeitung scheitern an der am Ventilsitzring angrenzenden Alu-Rohgussfläche, die eine genauere Spaltbewertung erschwert. Mechanische Antastung ist zu langsam für die Serienproduktion und nicht robust genug.

FIG 1: Ventilsitzring
FIG 2: Schnitt der Anordnung zur Spaltbestimmung von Ventilsitzringen im Zylinderkopf eines Motors
FIG 3: Draufsicht Anordnung zur Spaltbestimmung von Ventilsitzringen im Zylinderkopf eines Motors

Claims

Verfahren zur qualitativen Bestimmung des zu vermeidenden Spaltes zwischen Ventilsitzring und der Sackloch-Stufenbohrung für den Ventilsitzring von Verbrennungsmotoren nach dem Prinzip der Lecksuche mit Gas, dadurch gekennzeichnet, dass ein Segmentteil des Spaltringes abgedeckt wird und durch Über- oder Unterdruck in diesem abgedeckten Ring-Segment geprüft wird, ob durch einen ungewollten Ringspalt Gas ein- oder austritt.
Verfahren nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch, dass die Gasflussmenge zur qualitativen Bestimmung der Spaltbreite dient.
Verfahren nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch, dass als Lecksuchgas Luft verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch, dass Gase verwendet werden, die leicht in geringen Mengen in Luft nachzuweisen sind wie z. B. Edelgase, Gase mit Farbwirkung, Gase mit Geruchs- und/oder reaktiven Wirkungen.
Verfahren nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch, dass die Strömung des Lecksuchgases qualitativ gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch, dass die Strömung des Lecksuchgases über Volumenmessung z.B. in einem Zylinder oder in einem Flüssigkeitsgefüllten U-Rohr nachgewiesen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch, dass die Strömung des Lecksuchgases durch Druck- oder Druckdifferenzmessung bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch, dass die Strömung durch Blasenbestimmung in einer Flüssigkeit nachgewiesen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch, dass die Lecksuchgase durch spektrale Nachweismethode detektiert werden.
Verfahren nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch, dass die Leckströmung mit einer Kombination von einer oder mehreren der Nachweismethoden von 5, 6, 7, 8 und 9 nachgewiesen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch, dass eine oder mehrere Lecknachweiskammern über den Kreisring des Ventilsitzspaltes angeordnet werden und dass diese Kammern aus einem gemeinsamen Gaszufuhrkanal oder aus getrennten Gaszu- oder Abfuhrkanälen gespeist werden. Gaszufuhr bezieht sich auf Überdruck, Gasabfuhr bezieht sich auf Unterdruck.
Verfahren nach Anspruch 1... 11 mit mehreren Spaltnachweiskammern und getrennten Gaszu- bzw. Abfuhrkanälen für Segmentbezogene oder redundante Auswertungen.
Verfahren nach Anspruch 1... 12 gekennzeichnet dadurch, dass der Dichtkörper (5) nach dem Einführen der Sonde seitlich mechanisch eingepresst wird.
Verfahren nach Anspruch 1 ... 13 gekennzeichnet dadurch, dass der Dichtkörper (5) nach dem Einführen der Sonde pneumatisch eingespreizt wird.