DE3817096A1 - Verfahren zum pruefen von einspritzventilen und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Prüfen von Einspritzventilen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und auf eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Ein wesentlicher Anteil der Herstellungskosten für Einspritzventile wird durch den Prüfaufwand für diese Bauteile bedingt. Bevor solche Einspritzventile beispielsweise in Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen verbaut werden können, müssen sie nämlich in sehr zeit- und kostenaufwendigen Prüfverfahren einzeln vermessen werden, damit ein vorgesehenes Einspritzverhalten, das ganz wesentlich die Leistung und das Fahrverhalten des Fahrzeugs bestimmt, sicher und reproduzierbar eingehalten wird. Dabei ist auch die Erfassung des statischen Durchflusses des Einspritzventiles, das heißt des Durchflusses des Einspritzventiles bei voll geöffneter Einspritzdüse und nach Abklingen dynamischer Anlaufvorgänge nach dem Öffnen der Düse, ein wesentliches Qualitätskriterium für die zu bewertenden Einspritzventile. Auch der statische Durchfluß konnte bisher nur in sehr zeit- und kostenintensiven Prüfverfahren ausreichend genau ermittelt werden.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, ein Prüfverfahren vorzuschlagen, mit dem der statische Durchfluß von Einspritzventilen erfaßt und eine sichere Aussage darüber getroffen werden kann, ob das Ventil innerhalb eines vorge­ gebenen zulässigen Toleranzfeldes liegt. Dabei soll dieses Verfahren möglichst schnell und ohne großen Aufwand durchgeführt und insbesondere auch bei einer automatisier­ ten Massenfertigung als Endkontrolle eingesetzt werden können.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1.

Zwar ist es bereits aus der DE-OS 27 57 996 bekannt, zum Prüfen von Einspritzdüsen einen von einem Laser abgegebenen Laserstrahl heranzuziehen, der den Einspritzstrahl kreuzt und dessen auf einem Empfänger ankommendes Intensitätssignal in ein elektri­ sches Signal umgewandelt wird. Dieses Signal wurde dann in einer nachgeschalteten Auswerteeinheit jedoch nur qualitativ ausgewertet. So wurde das sogenannte Schnarr­ verhalten einer Einspritzdüse und deren Dichtheit überprüft, wobei im ersten Fall festgestellt wurde, ob sich am Empfänger ein stetig an- und abschwellendes Intensi­ tätssignal (= "gute Düse") oder ein konstant anstehendes Intensitätssignal (="schlech­ te Düse") ergab und weiter im zweiten Fall, ob sich ein konstant hohes Intensitätssig­ nal (="gute Düse") oder ein mehr oder weniger häufig durch einzelne Leckagetropfen unterbrochenes, also nicht konstant hohes Intensigätssignal (="schlechte Düse") ein­ stellte.

Die Erfindung geht demgegenüber von der durch Versuche bestätigten Erkenntnis aus, daß die Höhe des am Empfänger im statischen Betrieb, das heißt also nach Beendi­ gung von dynamischen Durchflußänderungen, aufgefangenen Rest- oder Streulicht-In­ tensitätssignals ein Maß für den Durchfluß des Einspritzventils darstellt. Durch Ver­ gleich des auf diese Weise erhaltenen Intensitätssignals mit zuvor ermittelten Sollwert- Intensitätssignalen von exakt in herkömmlicher Weise vermessenen Einspritzventilen kann dann eine relativ genaue Aussage darüber getroffen werden, ob das geprüfte Ein­ spritzventil hinsichtlich seines statischen Durchflusses innerhalb oder außerhalb des vorgegebenen, zulässigen Toleranzbandes liegt. Es kann sogar festgestellt werden, wo innerhalb des Toleranzbandes das Einspritzventil liegt.

Ergibt dabei die Prüfung, daß das überprüfte Einspritzventil außerhalb des vorgegebe­ nen Toleranzbandes liegt, dann kann von der den Vergleich durchführenden Auswerte­ einheit ein optisches und/oder akustisches Signal ausgegeben werden, was allerdings auch, dann gegebenenfalls aber in anderer Weise, ausgegeben werden kann, wenn der Prüfling innerhalb des Toleranzbandes liegt. Bei einem automatisierten Prüfvorgang könnten auch Maßnahmen getroffen werden, um die nicht die Qualitätsbedingungen erfüllenden Einspritzventile von den diese Bedingungen erfüllenden abzusondern.

In der Zeichnung ist ein schematisches Schaltbild einer Einrichtung zur Duchführung des erfindungsgemäßen Prüfverfahrens dargestellt, das im folgenden näher erläutert wird. Dabei ist mit 1 ein zu prüfendes Einspritzventil angegeben, das in einer Aufnah­ mevorrichtung 2 für die Prüfung gehalten ist und dem über eine Kraftstoffleitung 10 der zur Prüfung verwendete Kraftstoff oder eine entsprechende Testflüssigkeit zuge­ führt wird. Kurz unterhalb einer mit 9 bezeichneten Austrittsöffnung des Einspritzven­ tils 1 ist wenigstens ein Laser 4 so angeordnet, daß die Achse eines von diesem abge­ gebenen Laserstrahls 5 die Achse eines von dem Einspritzventil 1 abgespritzten Kraft­ stoffstrahles 3 im wesentlichen rechtwinklig schneidet. Ein lichtempfindlicher Empfän­ ger 6 ist im Weg des Laserstrahls 5 hinter dem Kraftstoffstrahl 3 angeordnet. Dieser beispielsweise durch eine Fotodiode gebildete Empfänger 6 wandelt die auf ihn auftref­ fenden Rest- oder Streulichtsignale in ein elektrisches Signal um, das über eine Signal­ leitung 11 einer dem Empfänger 6 nachgeschalteten Auswerteeinheit 7 zugeführt wird. Das Meßsignal wird in der Auswerteeinheit 7 mit dort gespeicherten Sollwertsignalen verglichen und eine Entscheidung darüber getroffen, ob es innerhalb oder außerhalb eines vorgegebenen, zulässigen Toleranzbandes liegt. Liegt das Signal außerhalb des vorgegebenen Toleranzbandes, kann über eine Signaleinrichtung 8 ein optisches und/ oder akustisches Signal ausgegeben werden. Gegebenenfalls kann es auch sinnvoll sein, ein, dann allerdings geändertes optisches und/oder akustisches Signal auszugeben, wenn das Prüfsignal innerhalb des Toleranzfeldes liegt. Schließlich könnte die Auswerteein­ heit 7 auch ein Signal abgeben, das dafür sorgt, daß das beispielsweise bei einer au­ tomatisierten Prüfung im Rahmen einer Endkontrolle der Fertigung solcher Einspritz­ ventile geprüfte Einspritzventil 1 dann von den die vorgegebenen Qualitätsanforderun­ gen erfüllenden Einspritzventilen abgesondert wird, wenn das von dem Empfänger 6 auf­ gefangene Lichtintensitätssignal außerhalb des vorgegebenen Toleranzbandes liegt.

Damit in der Auswerteeinheit 7 ein Toleranzfeld für die Soll-Streulichtsignale gespei­ chert werden kann, wird vor der eigentlichen Serienprüfung der Einspritzventile eine Kalibrierung mit Hilfe von zuvor auf herkömmliche Weise hinsichtlich ihres statischen Durchflusses vermessenen und als gut bewerteten gleichartigen Einspritzventilen durch­ geführt. Dazu werden mehrere solcher vermessenen Einspritzventile in die Aufnahme­ vorrichtung 2 eingebracht und der sich bei ihrem statischen Betrieb ergebende Durch­ fluß durch Erfassung der am Empfänger 6 ankommenden Streulichtintensität des Lasers 4 gemessen. Dabei ist es zweckmäßig, wenn eine Vielzahl von solchen bekannten und genau vermessenen Einspritzventilen zur Kalibrierung verwendet werden, die hinsicht­ lich ihres Durchflusses nach Möglichkeit das gesamte Toleranzfeld abdecken.

Wesentlich für eine exakte Messung ist zudem, daß der Laserlichtstrahl 5 im Durch­ messer etwas kleiner ist als der von dem Einspritzventil 1 abgegebene Kraftstoffstrahl 3, so daß also der gesamte Laserlichtstrahl von dem Kraftstoffstrahl abgedeckt wird. Da somit am Empfänger 6 lediglich noch eine mehr oder weniger große Teilmenge der Lichtintensität des Laserstrahls 5 ankommt, ist es zweckmäßig, dort ein relativ licht­ empfindliches Meßglied anzusetzen.

Der wesentliche Vorteil, der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie mit der Vor­ richtung zur Durchführung des Verfahrens erreicht wird, besteht darin, daß die Prüfung des statischen Durchflusses der Einspritzventile außerordentlich schnell und dabei aus­ reichend genau erfolgen kann. Die durch Einsatz elektronischer Auswerteeinheiten mög­ lich werdenden, sehr kurzen Prüfzeiten machen dieses Verfahren besonders für eine au­ tomatisierte Kontrolle bei der Serienfertigung von Einspritzventilen geeignet.

Claims (3)

1. Verfahren zum Prüfen von Einspritzventilen, wobei ein den Austrittsstrahl eines Einspritzventils unterhalb dessen Austrittsöffnung durchsetzender Laserstrahl von einem Empfänger aufgefangen wird, dessen Signal in einer nachgeschalteten Auswer­ teeinheit zu einer Aussage über die Fertigungsqualität des Einspritzventils verwertet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der statische Durchfluß des Einspritzventils (1) durch Erfassung des vom Empfänger (6) aufgefangenen Streulichtsignals des Laser­ strahls (5) ermittelt wird und daß dieses Streulichtsignal mit zuvor ermittelten Streu­ lichtsignalen (Sollwert) von exakt vermessenen, innerhalb des Fertigungs-Toleranzban­ des liegenden Einspritzventilen verglichen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest bei Abweichun­ gen des aufgefangenen Streulichtsignals von einem vorgegebenen Toleranzband des Sollwert-Streulichtsignals ein optisches und/oder akustisches Signal abgegeben wird.

3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 mit einer ein Einspritzventil aufnehmenden Aufnahmevorrichtung, einem Laser, der einen im we­ sentlichen senkrecht zum Austrittsstrahl des Einspritzventils gerichteten und diesen durchsetzenden Laserstrahl aussendet, einem den Laserstrahl auffangenden Empfän­ ger und einer nachgeschalteten Auswerteeinheit, dadurch gekennzeichnet, daß der Laser (4) zur Aussendung eines Laserstrahls (5) ausgebildet ist, der im Durchmesser etwas kleiner ist als der Austrittskanal (3) des Einspritzventils (1) im Meßbereich.