EP0682747B1 - Verfahren zur einstellung eines ventils - Google Patents

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EP0682747B1
EP0682747B1 EP94910352A EP94910352A EP0682747B1 EP 0682747 B1 EP0682747 B1 EP 0682747B1 EP 94910352 A EP94910352 A EP 94910352A EP 94910352 A EP94910352 A EP 94910352A EP 0682747 B1 EP0682747 B1 EP 0682747B1
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EP
European Patent Office
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valve
conductive element
valve body
adjusting
armature
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP94910352A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0682747A1 (de
Inventor
Ferdinand Reiter
Martin Maier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP0682747A1 publication Critical patent/EP0682747A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0682747B1 publication Critical patent/EP0682747B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M65/00—Testing fuel-injection apparatus, e.g. testing injection timing ; Cleaning of fuel-injection apparatus
    • F02M65/001—Measuring fuel delivery of a fuel injector
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/061—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means
    • F02M51/0625—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures
    • F02M51/0664—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding
    • F02M51/0667—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding the armature acting as a valve or having a short valve body attached thereto
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/168—Assembling; Disassembling; Manufacturing; Adjusting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/80—Fuel injection apparatus manufacture, repair or assembly
    • F02M2200/8092—Fuel injection apparatus manufacture, repair or assembly adjusting or calibration
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/0318—Processes

Definitions

  • the invention relates to a method for adjusting the dynamic, delivered during the opening and closing process Medium flow rate of an electromagnetically actuated Valve according to the preamble of claim 1 or claim 2.
  • valves will be dynamic, during opening and amount of medium flow given by the closing process by the size the spring force of a return spring acting on the valve closing body set.
  • the valve known from DE-OS 37 27 342 has a slidably arranged in a longitudinal bore of the inner pole Adjustment bolt on one end of which one End of the return spring. The press-in depth of the adjusting bolt in the longitudinal bore of the inner pole determines the size of the Spring force of the return spring.
  • From DE-OS 29 42 853 is a Valve known in which the spring force of the return spring by the Screw-in depth of a screw that can be screwed into the longitudinal bore of the inner pole Adjusting screw is set on one end one end of the return spring rests.
  • EP-PS 0 301 381 already describes a method for adjusting the Fuel injection quantity of a fuel injection valve known, in which an adjusting tube in a longitudinal bore of a tubular Connecting piece is inserted up to a predetermined length, the adjusting tube in the connecting piece by press fitting or Caulking is temporarily fixed, finally the adjusting tube while checking the current fuel injection quantity adjusted and in the longitudinal bore of the connecting piece Caulking an outer peripheral portion of the connector is fixed.
  • This known setting method has the disadvantage that after the final adjustment of the adjusting tube as additional work step by fixing the adjusting tube Caulking the outer peripheral portion of the connector and so that a deformation of the injection valve is required. By caulking there is a risk that the position of the adjusting tube and thus the set amount of fuel is changed.
  • German patent application P 42 11 723.2 already suggested one under one in slotted adjusting sleeve acting in the radial direction to be used, thereby caulking an outer peripheral portion of the connecting piece for final fixing this adjusting sleeve in the connecting piece is not required.
  • the adjusting sleeve therefore takes its defined position without one Deformation of the valve, and the ultimately set Medium flow rate is not subject to any subsequent changes.
  • an electromagnetically actuated valve with the characterizing features of claim 1 and claim 2 have the advantage that the dynamic Medium flow rate adjustable outside the medium flow path is not necessary and no adjustment element inside the injection valve and therefore adjustment tools are not in the injection valve immerse yourself.
  • a complex setting within the Injector avoided and any risk of deformation by caulking or otherwise fixing an adjusting element taken in the injector and the risk of contamination significantly reduced.
  • the setting is carried out instead the dynamic medium flow rate at the circumference of the Injection valve by axially displacing at least one, for example, designed as a bracket and as a ferromagnetic Element serving guiding element.
  • the at least one guiding element surrounds a magnetic coil in the circumferential direction at least partially and touches a core serving as a fuel inlet connection with which the at least one guide element is ultimately firmly connected.
  • a axial displacement of the at least one guide element on an in its position along the valve body has the consequence that the ratio of useful magnetic flux to magnetic leakage flux about the core and the at least one guide element changes, with what a change in the magnetic force is connected so that the dynamic emitted medium flow rate can be influenced and adjusted becomes.
  • Another way of setting the dynamic Medium flow rate is the at least one guide element hold with a holding tool and axially close the valve body move.
  • Crucial for changing the ratio of magnetic Useful flux to magnetic stray flux is a relative movement of the assembled valve body relative to the at least one guide element.
  • the wet measurement method Injector hydraulically contacted; the setting process takes place with a medium flowing through the injection valve.
  • the actual dynamic medium volume delivered by the injector is measured and compared with a target medium quantity, whereby this process until the medium actual quantity matches the medium target quantity is made.
  • flows with the dry measuring method no medium through the Injector.
  • the desired times are known, with the measured anchor pull-in and drop-out times be compared, this process until agreement the actual times are carried out with the target times.
  • Embodiments of a valve adjustable according to the invention are shown in simplified form in the drawing and are shown in the following description explained in more detail.
  • the electromagnetic shown in the drawing for example actuatable valve in the form of an injection valve for fuel injection systems of mixture-compressing, spark-ignited Internal combustion engine has one surrounded by a magnetic coil 1, as Fuel inlet connector serving tubular core 2.
  • An in radial direction stepped bobbin 3 takes a winding of Magnet coil 1 and allows in connection with one constant core 2 having a special compact and short structure of the injection valve in the area of Solenoid coil 1.
  • a lower core end 9 of the core 2 is concentric to one Longitudinal valve axis 10 tightly serves as a connecting part tubular and thin-walled sleeve 12, for example by welding, connected to a first weld 13 and thereby surrounds with a upper sleeve section 14, the core end 9 partially axially.
  • the stepped bobbin 3 partially overlaps the core 2 and with a stage 15 of larger diameter, the sleeve portion 14 of the Sleeve 12 at least partially axially.
  • the tubular sleeve 12 from for example non-magnetic steel extends downstream via a middle sleeve section 17 and a lower sleeve section 18 immediately to a downstream end 20 of the entire injector.
  • the sleeve 12 forms over her total axial extent a through opening 21 with constant Diameter that runs concentrically to the valve longitudinal axis 10. With its central sleeve section 17, the sleeve 12 surrounds one Armature 24, while the sleeve 12 with its lower sleeve section 18th a valve seat body 25 and an orifice plate 26 in the circumferential direction encloses.
  • valve needle 28 In the through opening 21 is, for example, tubular and integrally formed with the armature 24 and downstream from the Armature 24 protruding, very short valve needle 28 arranged.
  • the Valve needle 28 is at its downstream, the orifice plate 26 facing end 29 with e.g. spherical valve closing body 30, on the circumference of which, for example, five flattenings 31 are provided, for example connected by welding.
  • the injection valve is actuated in a known manner electromagnetic.
  • the electromagnetic circuit is used to close the injection valve with the magnet coil 1, the core 2 and the armature 24.
  • Guide opening 34 of the valve seat body 25 is used to guide the Valve closing body 30 during the axial movement of valve needle 28 with the armature 24 along the valve longitudinal axis 10.
  • the spherical Valve closing body 30 acts with a flow direction frustoconical tapered valve seat surface 35 of the valve seat body 25 together in the axial direction between the guide opening 34 and a lower end face 36 of the valve seat body 25 is trained.
  • valve seat body 25 has one slightly smaller diameter than the through opening 21 the sleeve 12.
  • Front side 36 is the valve seat body 25 with the example pot-shaped spray plate 26 concentric and firm, for example by a circumferential, dense second weld seam 37, connected.
  • the cup-shaped spray perforated disk 26 has a bottom part 38, on which the valve seat body 25 is attached and in which at least one, for example four, by eroding or stamping molded spray openings 39, a circumferential downstream holding edge 40.
  • the holding edge 40 is downstream tapered outward so that this at the through the through opening 21 determines the inner wall of the sleeve 12 is present, with a radial pressure.
  • the holding edge 40 of the spray plate 26 with the Wall of the sleeve 12, for example, by a circumferential and dense e.g. third weld 42 generated by means of a laser. Immediate flow of fuel into an intake line the internal combustion engine outside the spray openings 39 avoided by welds 37 and 42. Because of the two Welds 13 and 42 are therefore two attachment points Sleeve 12 before.
  • Flow bore 43 of the core 2 that of the supply of fuel in the direction of the valve seat surface 35 is in contrast no adjustment element to known injection valves, such as e.g. an adjusting tube or an adjusting sleeve. That's why are in the quality of the inner wall of the flow bore 43 in Core 2 did not have very high requirements.
  • the flow bore 43 is designed so that the return spring 33 against an upper contact surface 44, which is due to a Gradation is created in the flow bore 43 presses.
  • Right away the flow bore has upstream of the contact surface 44 43 has a significantly smaller diameter than in an opening 45, in which projects the return spring 33 and its upstream limit represents the contact surface 44.
  • the return spring 33 is also with their upper end on the contact surface 44 in the core 2, while the lower end of the return spring 33 on a shoulder 46 in the armature 24, at which the transition to the tubular valve needle 28 takes place, lies on.
  • the return spring 33 extends axially Direction partially within the flow bore 43 of the core 2 and also up to paragraph 46 within a concentric, stepped Anchor opening 47 in anchor 24.
  • the insertion depth of the valve seat body 25 with the cup-shaped Spray plate 26 is decisive for the stroke of the valve needle 28.
  • the one end position of the valve needle 28 is not at excited solenoid coil 1 by the contact of the valve closing body 30 fixed on the valve seat surface 35 of the valve seat body 25, while the other end position of the valve needle 28 when excited Solenoid 1 by the installation of the armature 24 with its upper Front 49 on a lower end 50 of the core end 9 results.
  • a fuel filter 52 is arranged in the stepped flow bore 43 of the core 2 in the stepped flow bore 43 of the core 2 is upstream the return spring 33.
  • the solenoid 1 is formed by at least one, for example as a bracket and surrounding guide element 53 serving as a ferromagnetic element, the magnetic coil 1 at least partially in the circumferential direction surrounds and with one end of the core 2 and its other End rests on the middle sleeve portion 17 of the sleeve 12 and with these e.g. by welding 73 or soldering 74 or gluing 75 is connectable.
  • the injector is largely set with a Plastic encapsulation 55 enclosed, starting from the core 2 in the axial direction via the magnetic coil 1 and the at least one Guide element 53 to the downstream termination 20 of the injection valve extends, to this plastic extrusion 55 co-molded electrical connector 56 heard.
  • the injection valve With the help of the tubular sleeve 12, the injection valve be built particularly short and compact and inexpensive.
  • the relatively cheap sleeve 12 will make it possible to in Injection valves usual turning parts, such as valve seat supports or Nozzle holder, which is more voluminous due to its larger outer diameter and are more expensive to manufacture than the sleeve 12 dispense.
  • the sleeve 12 has their two axial ends, for example, slightly radially outwards curved peripheral edges 58 and 59.
  • the upstream peripheral edge 58 takes place in a between the stage 15 of the bobbin 3 and the core end 9 of the core 2 formed space 60 in the the upper sleeve section 14 of the sleeve 12 is partially immersed.
  • the downstream circumferential edge 59 in the Area of the third weld 42 with which the sleeve 12 and the Spray plate 26 are tightly connected, is the downstream circumferential edge 59, the downstream end of the Sleeve 12 and thus also the downstream peripheral edge 59 in same axial height as the termination 20 of the injection valve and can therefore be slightly outside the weld 42.
  • the axial extension significantly shortened compared to comparable injection valves.
  • the Armature 24 and the valve needle 28 have an essential less axial expansion than known injection valves.
  • the at least one guide element 53 in the form of a bracket touches the sleeve 12 at its central sleeve section 17, that is precisely in the area in which the anchor is located within the sleeve 12 24 is located. So the magnetic flux from the at least one Guide element 53 directly on the non-magnetic sleeve 12 on the Anchor 24 passed.
  • the method according to the invention for adjusting the dynamic, amount of medium flow delivered during the opening and closing process of the example shown in the drawing Valve are characterized by a relative movement of the assembled Valve body, consisting at least of solenoid 1, core 2, Coil body 3, sleeve 12, armature 24, valve seat body 25, spray orifice plate 26, valve closing body 30 and return spring 33, compared to the at least one guide element 53.
  • the ones with A and B arrows are intended to illustrate the axial movements, where arrow A means that the valve body during the adjustment process and the at least one guide element 53 is moved while the arrow B indicates that with a holding device 70 the at least one guide element 53 is held and at the same time there is an axial displacement of the valve body.
  • a first method for adjusting the The dynamic volume flow of medium is installed Assemblies in the valve in a known manner.
  • the actual setting the volume of medium flow only begins when the fixed Connections of the sleeve 12 to the core 2 through the first weld 13 and the sleeve 12 with the spray plate 26 and thus the Valve seat body 25 created by the third weld 42 are, so only when the valve seat body 25, the armature 24 with the Valve needle 28 and the return spring 33 are mounted. About the Insertion depth of the valve seat body 25 results in the stroke of the Valve needle 28, which is thus fixed. Before that Assembled valve body with the plastic extrusion 55 the dynamic medium flow rate is set.
  • the at least one guide element 53 will be, for example also two guide elements 53 in the previously described areas the core 2 and applied to the sleeve 12 and with a holding device 70 temporarily detained.
  • the clamping and pressing of the at least one guide element 53 against the core 2 and the sleeve 12 is, for example, with a resilient holding device 70 only small spring forces made to deform the guide element 53 or on the valve body and adjustments of the set Avoid stroke of the valve needle 28.
  • the injector is hydraulically contacted and on electronic control unit 71 connected.
  • On the solenoid 1 current pulses with corresponding control frequencies given.
  • the electromagnetic circuit is around the solenoid 1 Magnetic field built up so that there is a magnetic flux across the core 2, the armature 24 and the at least one guide element 53 comes.
  • the magnetic flux can be in two components, namely in a magnetic useful flow 64 with is marked with a dashed line, and one with a dotted line disassemble magnetic stray flux 65 shown.
  • Ratio of useful magnetic flux 64 and stray magnetic flux 65 can be influenced.
  • An axial displacement of the at least one Guide element 53 for example upwards, that is, away from the armature 24
  • the ratio of useful magnetic flux 64 to stray magnetic flux 65 to the detriment of the useful magnetic flow 64 moves. For this reason, the magnetic force decreases and the dynamic medium flow rate is reduced.
  • This adjustment process is therefore carried out by the injection valve flowing medium.
  • a measuring vessel 72 the one released during the opening and closing process dynamic medium actual quantity measured and with a medium target quantity compared. Are the measured medium actual quantity and the specified one correct? Medium target amount does not match, so the at least one guide element 53 in the axial direction by means of a tool 80 on in the position of the valve body, which has been held in place, has been displaced so far, until the ratio of useful magnetic flux 64 to magnetic Stray flux 65 reaches such a value that the measured Actual medium quantity corresponds to the specified medium target quantity.
  • Another fastening variant for the guide element 53 is a clamp device in the valve overmolding tool to provide, so that a holding of the at least one guide element 53 takes place directly with this valve extrusion tool.
  • the clip elements provided in the mold are extrusion-coated removed according to a given order.
  • a second inventive method for adjusting the dynamic delivered medium flow rate only differs characterized by the first method according to the invention that the at least one guide element 53, for example in a resilient Holding device 70 held in place and the valve body is moved axially along at least one guide element 53, as is is shown schematically by arrow B.
  • the setting process takes place then analogous to the first method according to the invention until agreement the measured medium actual quantity with the specified medium target quantity.
  • the final fixation of the at least one guide element 53 is also with one of the first invention Procedure described variants made.
  • a third method for adjusting the The dynamic volume flow of medium is installed Assemblies in the valve also in a known manner.
  • the real one The setting of the delivered medium flow quantity only begins when when the fixed connections of the sleeve 12 to the core 2 through the first weld 13 and the sleeve 12 with the spray perforated disk 26 and thus the valve seat body 25 through the third weld 42 are created, so only when the valve seat body 25, the armature 24 are mounted with the valve needle 28 and the return spring 33.
  • the stroke results from the insertion depth of the valve seat body 25 the valve needle 28, which is thus fixed.
  • the dynamic medium flow rate is set.
  • the at least one guide element 53 will be, for example also two guide elements 53 in the previously described areas the core 2 and applied to the sleeve 12 and with a holding device 70 temporarily detained.
  • the clamping and pressing of the at least one guide element 53 against the core 2 and the sleeve 12 is, for example, with a resilient holding device 70 only small spring forces made to deform the guide element 53 or on the valve body and adjustments of the set Avoid stroke of the valve needle 28.
  • the injector is contacted and sent to an electronic Control unit 71 connected.
  • Be on the solenoid 1 then given current pulses with corresponding control frequencies.
  • a magnetic field is created around the magnetic coil 1 in the electromagnetic circuit built up so that there is a magnetic flux across the core 2, the Armature 24 and the at least one guide element 53 comes.
  • the electromagnetic Circle serves for the axial movement of the valve needle 28 and thus to open against the spring force of the return spring 33 or Closing the injector.
  • the magnetic flux can be divided into two Components, namely in a magnetic useful flow 64, the with is marked with a dashed line and one with a dotted line disassemble magnetic stray flux 65 shown.
  • Ratio of useful magnetic flux 64 and stray magnetic flux 65 can be influenced.
  • An axial displacement of the at least one Guide element 53 has the consequence that the ratio of useful magnetic flux 64 changed to magnetic leakage flux 65. Because of this, the magnetic force takes values of different sizes on, and the pull-in and drop-out time of the armature 24 changes, so that the opening and closing duration of the valve closing body 30 the valve seat surface 35 is influenced.
  • This adjustment process is carried out dry, i.e. through the injector no medium flows.
  • the anchor's pull and fall times 24 are the crucial parameters for setting the dynamic Amount of medium flow. Before an exact setting can be made must first have a correlation between pull-in and fall times and the Medium flow rates are made. Only then can they tightening and falling times measured during the adjustment process comparable values for the medium flow rates are transferred.
  • the at least one guide element 53 is moved in the axial direction a tool 80 on the valve body held in position shifted along until the ratio of magnetic Useful flux 64 to magnetic leakage flux 65 such a value achieved that the measured pull-in and drop-out time of the armature 24 the given in connection with the medium flow quantities to be delivered standing values.
  • connection techniques for example fixed Connections by welding 73 or soldering 74 or adhesive 75 des at least one guide element 53 on the core 2 and on the sleeve 12. It is also possible to overmold the injection valve by means of a valve extrusion tool at least one resilient Additional part 76, for example an annular spring, in the circumferential direction to be installed over the at least one guide element 53. The plastic encapsulation 55 then ultimately covers at least one Guide element 53 complete with the resilient additional part 76.
  • a Another fastening variant for the guide element 53 is to provide a clamp device in the valve extrusion tool, so that holding the at least one guide element 53 immediately with this valve extrusion tool. When molding the clamp elements provided in the tool become corresponding removed in a given order.
  • the principle of dry adjustment of the third invention can also be used in a fourth method according to the invention are applied in which in the second method according to the invention principle of valve body displacement described is used.
  • the setting process is analog and all of them already mentioned variants of fastening the at least one guide element 53 on the core 2 and on the sleeve 12 are possible.

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Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Einstellung der dynamischen, während des Öffnungs- und des Schließvorgangs abgegebenen Mediumströmungsmenge eines elektromagnetisch betätigbaren Ventils nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 2. Bei bekannten Ventilen wird die dynamische, während des Öffnungs- und des Schließvorgangs abgegebene Mediumströmungsmenge durch die Größe der Federkraft einer auf den Ventilschließkörper wirkenden Rückstellfeder eingestellt. Das aus der DE-OS 37 27 342 bekannte Ventil weist einen in einer Längsbohrung des Innenpols verschiebbar angeordneten Einstellbolzen auf, an dessen einer Stirnseite das eine Ende der Rückstellfeder anliegt. Die Einpreßtiefe des Einstellbolzens in die Längsbohrung des Innenpols bestimmt die Größe der Federkraft der Rückstellfeder. Aus der DE-OS 29 42 853 ist ein Ventil bekannt, bei dem die Federkraft der Rückstellfeder durch die Einschraubtiefe einer in die Längsbohrung des Innenpols einschraubbaren Einstellschraube eingestellt wird, an deren einer Stirnseite das eine Ende der Rückstellfeder anliegt.
Die Einstellung der dynamischen Mediumströmungsmenge durch die Einstellung der auf den Ventilschließkörper wirkenden Federkraft der Rückstellfeder hat aber den Nachteil, daß an dem fertigmontierten Ventil eine Zugriffsmöglichkeit auf die Rückstellfeder in Form eines leicht zugänglichen Einstellelements vorzusehen ist, an dem zusätzlich abgedichtet werden muß.
Aus der EP-PS 0 301 381 ist bereits ein Verfahren zum Einstellen der Brennstoffeinspritzmenge eines Brennstoffeinspritzventils bekannt, bei dem ein Einstellrohr in eine Längsbohrung eines rohrförmigen Anschlußstutzens bis zu einer vorbestimmten Länge eingeführt wird, das Einstellrohr in dem Anschlußstutzen durch Preßpassen oder Verstemmen vorübergehend fixiert wird, das Einstellrohr abschließend während der Überprüfung der aktuellen Brennstoffeinspritzmenge eingestellt und in der Längsbohrung des Anschlußstutzens durch Verstemmen eines äußeren Umfangsabschnitts des Anschlußstutzens fixiert wird. Dieses bekannte Einstellverfahren hat den Nachteil, daß nach dem abschließenden Einstellen des Einstellrohres als zusätzlicher Arbeitsgang noch das Fixieren des Einstellrohres durch Verstemmen des äußeren Umfangsabschnitts des Anschlußstutzens und damit eine Verformung des Einspritzventils erforderlich ist. Durch die Verstemmung besteht die Gefahr, daß die Lage des Einstellrohrs und damit die eingestellte Brennstoffmenge verändert wird.
Um diese Gefahr zu verhindern, wurde in der deutschen Patentanmeldung P 42 11 723.2 bereits vorgeschlagen, eine unter einer in radialer Richtung wirkenden Vorspannung stehende geschlitzte Einstellhülse zu verwenden, wodurch ein Verstemmen eines äußeren Umfangsabschnitts des Anschlußstutzens zum abschließenden Fixieren dieser Einstellhülse in dem Anschlußstutzen nicht erforderlich ist. Die Einstellhülse nimmt ihre definierte Position also ohne eine Deformierung des Ventils ein, und die letztlich eingestellte Mediumströmungsmenge unterliegt keinen nachträglichen Veränderungen.
Allen bereits bekannten Einspritzventilen ist gemeinsam, daß durch die Einstellung unterschiedlich ausgebildeter Einstellelemente, wie Einstellbolzen, Einstellschrauben, Einstellrohre oder Einstellhülsen, Eingriffe mit Einstellwerkzeugen im Inneren des Einspritzventils notwendig sind. Dabei sind jeweils hohe Anforderungen an die Qualitität der Einstellelemente sowie an eine definierte Handhabung der Einstellwerkzeuge zur Vermeidung von Verformungen im Einspritzventil gestellt. Außerdem besteht beim Eintauchen eines Einstellwerkzeugs in das Innere des Einspritzventils immer eine Verschmutzungsgefahr. Hinzu kommt noch die Gefahr der Spanbildung beim Bewegen des Einstellelements im Inneren des Einspritzventils, die sich besonders nachteilig beim Betrieb des Einspritzventils auswirken kann.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäßen Verfahren zur Einstellung der dynamischen, während des Öffnungs- und des Schließvorgangs abgegebenen Mediumströmungsmenge eines elektromagnetisch betätigbaren Ventils mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 2 haben den Vorteil, daß auf einfache Art und Weise die dynamische Mediumströmungsmenge außerhalb des Mediumströmungsweges einstellbar ist und kein Einstellelement im Inneren des Einspritzventils erforderlich ist und damit Einstellwerkzeuge nicht in das Einspritzventil eintauchen. Somit wird eine aufwendige Einstellung innerhalb des Einspritzventils vermieden und jegliche Gefahr von Verformungen durch ein Verstemmen oder ein anderweitiges Fixieren eines Einstellelements im Einspritzventil genommen sowie das Verschmutzungsrisiko deutlich herabgesetzt.
Bei den erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt stattdessen die Einstellung der dynamischen Mediumströmungsmenge am Umfang des Einspritzventils durch ein axiales Verschieben wenigstens eines, beispielsweise als Bügel ausgebildeten und als ferromagnetisches Element dienenden Leitelements. Das wenigstens eine Leitelement umgibt eine Magnetspule in Umfangsrichtung zumindest teilweise und berührt einen als Brennstoffeinlaßstutzen dienenden Kern, mit dem das wenigstens eine Leitelement letztlich fest verbunden wird. Ein axiales Verschieben des wenigstens einen Leitelements an einem in seiner Lage festgehaltenen Ventilkörper entlang hat zur Folge, daß sich das Verhältnis von magnetischem Nutzfluß zu magnetischem Streufluß über den Kern und das wenigstens eine Leitelement ändert, womit eine Veränderung der Magnetkraft verbunden ist, so daß die dynamische abgegebene Mediumströmungsmenge beeinflußbar und einstellbar wird. Eine weitere Möglichkeit der Einstellung der dynamischen Mediumströmungsmenge besteht darin, das wenigstens eine Leitelement mit einem Haltewerkzeug festzuhalten und den Ventilkörper axial zu bewegen. Entscheidend für die Änderung des Verhältnisses von magnetischem Nutzfluß zu magnetischem Streufluß ist eine Relativbewegung des montierten Ventilkörpers gegenüber dem wenigstens einen Leitelement.
In vorteilhafter Weise kann bei den erfindungsgemäßen Verfahren zwischen einer nassen und einer trockenen Meßmethode unterschieden werden. Dabei wird bei der nassen Meßmethode das Einspritzventil hydraulisch kontaktiert; der Einstellvorgang erfolgt mit einem durch das Einspritzventil strömenden Medium. Die vom Einspritzventil abgegebene dynamische Mediumistmenge wird gemessen und mit einer Mediumsollmenge verglichen, wobei dieser Vorgang bis zur Übereinstimmung der Mediumistmenge mit der Mediumsollmenge vorgenommen wird. Im Gegensatz dazu strömt bei der trockenen Meßmethode kein Medium durch das Einspritzventil. Aufgrund einer zuvor vorgenommenen Korrelation zwischen dynamischen Mediumströmungsmengen und Anzugs- und Abfallzeiten des Ankers sind die gewünschten Sollzeiten bekannt, die mit den gemessenen Anzugs- und Abfallzeiten des Ankers verglichen werden, wobei dieser Vorgang bis zur Übereinstimmung der Istzeiten mit den Sollzeiten vorgenommen wird.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den Ansprüchen 1 und 2 angegebenen Verfahren zur Einstellung der dynamischen Mediumströmungsmenge eines Ventils möglich.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäß einstellbaren Ventils sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Das in der Zeichnung beispielsweise dargestellte elektromagnetisch betätigbare Ventil in der Form eines Einspritzventils für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen hat einen von einer Magnetspule 1 umgebenen, als Brennstoffeinlaßstutzen dienenden rohrförmigen Kern 2. Ein in radialer Richtung gestufter Spulenkörper 3 nimmt eine Bewicklung der Magnetspule 1 auf und ermöglicht in Verbindung mit dem einen konstanten Außendurchmesser aufweisenden Kern 2 einen besonders kompakten und kurzen Aufbau des Einspritzventils im Bereich der Magnetspule 1.
Mit einem unteren Kernende 9 des Kerns 2 ist konzentrisch zu einer Ventillängsachse 10 dicht eine als Verbindungsteil dienende rohrförmige und dünnwandige Hülse 12, beispielsweise durch Schweißen, mit einer ersten Schweißnaht 13 verbunden und umgibt dabei mit einem oberen Hülsenabschnitt 14 das Kernende 9 teilweise axial. Der gestufte Spulenkörper 3 übergreift teilweise den Kern 2 und mit einer Stufe 15 größeren Durchmessers den Hülsenabschnitt 14 der Hülse 12 zumindest teilweise axial. Die rohrförmige Hülse 12 aus beispielsweise nichtmagnetischem Stahl erstreckt sich stromabwärts über einen mittleren Hülsenabschnitt 17 und einen unteren Hülsenabschnitt 18 unmittelbar bis zu einem stromabwärtigen Abschluß 20 des gesamten Einspritzventils. Dabei bildet die Hülse 12 über ihre gesamte axiale Ausdehnung eine Durchgangsöffnung 21 mit konstantem Durchmesser, die konzentrisch zu der Ventillängsachse 10 verläuft. Mit ihrem mittleren Hülsenabschnitt 17 umgibt die Hülse 12 einen Anker 24, während die Hülse 12 mit ihrem unteren Hülsenabschnitt 18 einen Ventilsitzkörper 25 und eine Spritzlochscheibe 26 in Umfangsrichtung umschließt.
In der Durchgangsöffnung 21 ist eine beispielsweise rohrförmig und einteilig mit dem Anker 24 ausgebildete und stromabwärts aus dem Anker 24 herausragende, sehr kurze Ventilnadel 28 angeordnet. Die Ventilnadel 28 ist an ihrem stromabwärtigen, der Spritzlochscheibe 26 zugewandten Ende 29 mit einem z.B. kugelförmigen Ventilschließkörper 30, an dessen Umfang beispielsweise fünf Abflachungen 31 vorgesehen sind, beispielsweise durch Schweißen verbunden.
Die Betätigung des Einspritzventils erfolgt in bekannter Weise elektromagnetisch. Zur axialen Bewegung der Ventilnadel 28 und damit zum Öffnen entgegen der Federkraft einer Rückstellfeder 33 bzw. Schließen des Einspritzventils dient der elektromagnetische Kreis mit der Magnetspule 1, dem Kern 2 und dem Anker 24. Zur Führung des Ventilschließkörpers 30 während der Axialbewegung der Ventilnadel 28 mit dem Anker 24 entlang der Ventil längsachse 10 dient eine Führungsöffnung 34 des Ventilsitzkörpers 25. Der kugelförmige Ventilschließkörper 30 wirkt mit einer sich in Strömungsrichtung kegelstumpfförmig verjüngenden Ventilsitzfläche 35 des Ventilsitzkörpers 25 zusammen, die in axialer Richtung zwischen der Führungsöffnung 34 und einer unteren Stirnseite 36 des Ventilsitzkörpers 25 ausgebildet ist. Der Umfang des Ventilsitzkörpers 25 weist einen geringfügig kleineren Durchmesser auf als die Durchgangsöffnung 21 der Hülse 12. An seiner dem Ventilschließkörper 30 abgewandten Stirnseite 36 ist der Ventilsitzkörper 25 mit der beispielsweise topfförmig ausgebildeten Spritzlochscheibe 26 konzentrisch und fest, beispielsweise durch eine umlaufende dichte zweite Schweißnaht 37, verbunden.
Die topfförmige Spritzlochscheibe 26 besitzt neben einem Bodenteil 38, an dem der Ventilsitzkörper 25 befestigt ist und in dem wenigstens eine, beispielsweise vier durch Erodieren oder Stanzen ausgeformte Abspritzöffnungen 39 verlaufen, einen umlaufenden stromabwärts verlaufenden Halterand 40. Der Halterand 40 ist stromabwärts konisch nach außen gebogen, so daß dieser an der durch die Durchgangsöffnung 21 bestimmten inneren Wandung der Hülse 12 anliegt, wobei eine radiale Pressung vorliegt. An seinem stromabwärtigen Ende ist der Halterand 40 der Spritzlochscheibe 26 mit der Wandung der Hülse 12 beispielsweise durch eine umlaufende und dichte z.B. mittels eines Lasers erzeugte dritte Schweißnaht 42 verbunden. Ein unmittelbares Durchströmen des Brennstoffs in eine Ansaugleitung der Brennnkraftmaschine außerhalb der Abspritzöffnungen 39 wird durch die Schweißnähte 37 und 42 vermieden. Aufgrund der zwei Schweißnähte 13 und 42 liegen folglich zwei Befestigungsstellen der Hülse 12 vor.
In eine konzentrisch zu der Ventil längsachse 10 verlaufende abgestufte Strömungsbohrung 43 des Kerns 2, die der Zufuhr des Brennstoffs in Richtung der Ventilsitzfläche 35 dient, wird im Gegensatz zu bereits bekannten Einspritzventilen kein Einstellelement, wie z.B. ein Einstellrohr oder eine Einstellhülse, eingepaßt. Deshalb sind an die Qualität der inneren Wandung der Strömungsbohrung 43 im Kern 2 keine sehr hohen Anforderungen gestellt. Im Bereich des Kernendes 9 ist die Strömungsbohrung 43 so gestaltet, daß die Rückstellfeder 33 gegen eine obere Anlagefläche 44, die aufgrund einer Stufung in der Strömungsbohrung 43 geschaffen ist, drückt. Unmittelbar stromaufwärts der Anlagefläche 44 besitzt die Strömungsbohrung 43 einen deutlich kleineren Durchmesser als in einer Öffnung 45, in die die Rückstellfeder 33 ragt und deren stromaufwärtige Begrenzung die Anlagefläche 44 darstellt. Die Rückstellfeder 33 liegt also mit ihrem oberen Ende an der Anlagefläche 44 im Kern 2 an, während das untere Ende der Rückstellfeder 33 auf einem Absatz 46 im Anker 24, an dem der Übergang zu der rohrförmigen Ventilnadel 28 erfolgt, aufliegt. Dabei erstreckt sich die Rückstellfeder 33 in axialer Richtung teilweise innerhalb der Strömungsbohrung 43 des Kerns 2 und auch bis zu dem Absatz 46 innerhalb einer konzentrischen, gestuften Ankeröffnung 47 im Anker 24.
Die Einschubtiefe des Ventilsitzkörpers 25 mit der topfförmigen Spritzlochscheibe 26 ist entscheidend für den Hub der Ventilnadel 28. Dabei ist die eine Endstellung der Ventilnadel 28 bei nicht erregter Magnetspule 1 durch die Anlage des Ventilschließkörpers 30 an der Ventilsitzfläche 35 des Ventilsitzkörpers 25 festgelegt, während sich die andere Endstellung der Ventilnadel 28 bei erregter Magnetspule 1 durch die Anlage des Ankers 24 mit seiner oberen Stirnseite 49 an einer unteren Stirnseite 50 des Kernendes 9 ergibt.
In der abgestuften Strömungsbohrung 43 des Kerns 2 ist stromaufwärts der Rückstellfeder 33 ein Brennstoffilter 52 angeordnet. Die Magnetspule 1 ist von wenigstens einem, beispielsweise als Bügel ausgebildeten und als ferromagnetisches Element dienenden Leitelement 53 umgeben, das die Magnetspule 1 in Umfangsrichtung wenigstens teilweise umgibt sowie mit seinem einen Ende an dem Kern 2 und seinem anderen Ende an dem mittleren Hülsenabschnitt 17 der Hülse 12 anliegt und mit diesen z.B. durch Schweißen 73 oder Löten 74 bzw. Kleben 75 verbindbar ist.
Das fertig eingestellte Einspritzventil ist weitgehend mit einer Kunststoffumspritzung 55 umschlossen, die sich vom Kern 2 ausgehend in axialer Richtung über die Magnetspule 1 und das wenigstens eine Leitelement 53 bis zum stromabwärtigen Abschluß 20 des Einspritzventils erstreckt, wobei zu dieser Kunststoffumspritzung 55 ein mitangespritzter elektrischer Anschlußstecker 56 gehört.
Mit Hilfe der rohrförmigen Hülse 12 kann das Einspritzventil besonders kurz und kompakt sowie kostengünstig gebaut werden. Durch den Einsatz der relativ billigen Hülse 12 wird es möglich, auf in Einspritzventilen übliche Drehteile, wie Ventilsitzträger oder Düsenhalter, die aufgrund ihres größeren Außendurchmessers voluminöser und bei der Herstellung teurer als die Hülse 12 sind, zu verzichten.
Um die Montage der Hülse 12 zu vereinfachen, besitzt die Hülse 12 an ihren beiden axialen Enden beispielsweise leicht radial nach außen gebogene Umlaufränder 58 und 59. Der stromaufwärtige Umlaufrand 58 findet Aufnahme in einem zwischen der Stufe 15 des Spulenkörpers 3 und dem Kernende 9 des Kerns 2 gebildeten Zwischenraum 60, in den der obere Hülsenabschnitt 14 der Hülse 12 teilweise eintaucht. Im Bereich der dritten Schweißnaht 42, mit der die Hülse 12 und die Spritzlochscheibe 26 dicht verbunden sind, befindet sich der stromabwärtige Umlaufrand 59, wobei das stromabwärtige Ende der Hülse 12 und damit auch des stromabwärtigen Umlaufrandes 59 in gleicher axialer Höhe wie der Abschluß 20 des Einspritzventils und deshalb geringfügig außerhalb der Schweißnaht 42 liegen können.
Durch die festen und dichten Verbindungen der Hülse 12 mit dem Kern 2 und der Spritzlochscheibe 26 und damit auch dem Ventilsitzkörper 25 durch die Schweißnähte 13 und 42 können sich innerhalb der Hülse 12 nur der Anker 24 mit der Ventilnadel 28 und dem angeschweißten Ventilschließkörper 30 sowie die Rückstellfeder 33 bewegen. Da der Anker 24 nur einen geringfügig kleineren äußeren Durchmesser als die Innenwandung der Hülse 12 besitzt, wird der Anker 24 in der Hülse 12 geführt, und zwar im mittleren Hülsenabschnitt 17. Im Anker 24 ist stromabwärts der Ankeröffnung 47 mindestens ein mit dieser in Verbindung stehender Brennstoffkanal 62 ausgebildet, der in axialer Richtung durch den Anker 24 verläuft und damit gewährleistet, daß der Brennstoff in den Ventilsitzkörper 25 gelangt.
Neben der Verringerung des Außendurchmessers des Einspritzventils durch den Einsatz der Hülse 12 wird auch die axiale Erstreckung gegenüber vergleichbaren Einspritzventilen deutlich verkürzt. Der Anker 24 und die Ventilnadel 28 besitzen nämlich eine wesentlich geringere axiale Ausdehnung als bekannte Einspritzventile. Das wenigstens eine in Form eines Bügels ausgebildete Leitelement 53 berührt die Hülse 12 an ihrem mittleren Hülsenabschnitt 17, also genau in dem Bereich, in dem sich innerhalb der Hülse 12 der Anker 24 befindet. So wird der magnetische Fluß von dem wenigstens einen Leitelement 53 direkt über die nichtmagnetische Hülse 12 auf den Anker 24 geleitet.
Die erfindungsgemäßen Verfahren zur Einstellung der dynamischen, während des Öffnungs- und des Schließvorganges abgegebenen Mediumströmungsmenge des in der Zeichnung beispielhaft dargestellten Ventils zeichnen sich durch eine Relativbewegung des montierten Ventilkörpers, bestehend wenigstens aus Magnetspule 1, Kern 2, Spulenkörper 3, Hülse 12, Anker 24, Ventilsitzkörper 25, Spritzlochscheibe 26, Ventilschließkörper 30 und Rückstellfeder 33, gegenüber dem wenigstens einen Leitelement 53 aus. Die mit A und B bezeichneten Pfeile sollen die axialen Bewegungen verdeutlichen, wobei der Pfeil A bedeutet, daß der Ventilkörper während des Einstellvorgangs festgehalten und das wenigstens eine Leitelement 53 bewegt wird, während der Pfeil B anzeigt, daß mit einer Haltevorrichtung 70 das wenigstens eine Leitelement 53 festgehalten wird und zugleich ein axiales Verschieben des Ventilkörpers erfolgt.
Bei einem ersten erfindungsgemäßen Verfahren zur Einstellung der dynamischen abgegebenen Mediumströmungsmenge erfolgt die Montage der Baugruppen im Ventil in bekannter Weise. Die eigentliche Einstellung der abgegebenen Mediumströmungsmenge beginnt erst, wenn die festen Verbindungen der Hülse 12 mit dem Kern 2 durch die erste Schweißnaht 13 und der Hülse 12 mit der Spritzlochscheibe 26 und damit des Ventilsitzkörpers 25 durch die dritte Schweißnaht 42 geschaffen sind, also erst, wenn der Ventilsitzkörper 25, der Anker 24 mit der Ventilnadel 28 und die Rückstellfeder 33 montiert sind. Über die Einschubtiefe des Ventilsitzkörpers 25 ergibt sich der Hub der Ventilnadel 28, der damit also fest eingestellt ist. Bevor der so montierte Ventilkörper mit der Kunststoffumspritzung 55 versehen wird, erfolgt die Einstellung der dynamischen Mediumströmungsmenge. Dafür wird das wenigstens eine Leitelement 53, beispielsweise werden auch zwei Leitelemente 53 in den vorher beschriebenen Bereichen an den Kern 2 und an die Hülse 12 angelegt und mit einer Haltevorrichtung 70 vorübergehend festgehalten. Das Einspannen und Drücken des wenigstens einen Leitelements 53 gegen den Kern 2 und die Hülse 12 wird beispielsweise mit einer federnden Haltevorrichtung 70 mit nur kleinen Federkräften vorgenommen, um Deformationen am Leitelement 53 oder am Ventilkörper sowie Verstellungen des eingestellten Hubes der Ventilnadel 28 zu vermeiden.
Danach wird das Einspritzventil hydraulisch kontaktiert und an ein elektronisches Steuergerät 71 angeschlossen. Auf die Magnetspule 1 werden sodann Stromimpulse mit entsprechenden Ansteuerfrequenzen gegeben. Im elektromagnetischen Kreis wird um die Magnetspule 1 ein Magnetfeld aufgebaut, so daß es zu einem Magnetfluß über den Kern 2, den Anker 24 und das wenigstens eine Leitelement 53 kommt. Der elektromagnetische Kreis dient zur axialen Bewegung der Ventilnadel 28 und damit zum Öffnen entgegen der Federkraft der Rückstellfeder 33 bzw. Schließen des Einspritzventils. Der Magnetfluß läßt sich in zwei Komponenten, nämlich in einen magnetischen Nutzfluß 64, der mit einer Strichlinie gekennzeichnet ist, und einen mit einer Punktlinie dargestellten magnetischen Streufluß 65 zerlegen. Durch das axiale Verschieben eines oder zweier Leitelemente 53 (Pfeil A) gegenüber dem in seiner Lage festgehaltenen Ventilkörper kann nun das Verhältnis von magnetischem Nutzfluß 64 und magnetischem Streufluß 65 beeinflußt werden. Ein axiales Verschieben des wenigstens einen Leitelements 53 beispielweise nach oben, also vom Anker 24 weg, hat zur Folge, daß sich das Verhältnis von magnetischem Nutzfluß 64 zu magnetischem Streufluß 65 zuungunsten des magnetischen Nutzflusses 64 verschiebt. Aus diesem Grunde nimmt die Magnetkraft ab und die dynamische abgegebene Mediumströmungsmenge verringert sich.
Dieser Einstellvorgang erfolgt also mit einem durch das Einspritzventil strömenden Medium. Mit beispielsweise einem Meßgefäß 72 wird die während des Öffnungs- und des Schließvorgangs abgegebene dynamische Mediumistmenge gemessen und mit einer Mediumsollmenge verglichen. Stimmen die gemessene Mediumistmenge und die vorgegebene Mediumsollmenge nicht überein, so wird das wenigstens eine Leitelement 53 in axialer Richtung mittels eines Werkzeugs 80 am in seiner Lage festgehaltenen Ventilkörper entlang soweit verschoben, bis das Verhältnis von magnetischem Nutzfluß 64 zu magnetischem Streufluß 65 einen solchen Wert erreicht, daß die gemessene Mediumistmenge mit der vorgegebenen Mediumsollmenge übereinstimmt.
Erst danach wird die endgültige Fixierung des wenigstens einen Leitelements 53 an dem Ventilkörper vorgenommen. Hierfür sind verschiedene Verbindungstechniken anwendbar, zum einen beispielsweise feste Verbindungen durch Schweißen 73 oder Löten 74 bzw. Kleben 75 des wenigstens einen Leitelements 53 am Kern 2 und an der Hülse 12. Außerdem ist es möglich, vor der Umspritzung des Einspritzventils mittels eines Ventilumspritzungswerkzeugs wenigstens ein federndes Zusatzteil 76, beispielsweise eine Ringfeder, in Umfangsrichtung über dem wenigstens einen Leitelement 53 anzubringen. Die Kunststoffumspritzung 55 überdeckt dann letztlich das wenigstens eine Leitelement 53 mit dem federnden Zusatzteil 76 komplett. Eine weitere Befestigungsvariante für das Leitelement 53 besteht darin, im Ventilumspritzungswerkzeug eine Klammervorrichtung vorzusehen, so daß ein Festhalten des wenigstens einen Leitelements 53 unmittelbar mit diesem Ventilumspritzungswerkzeug erfolgt. Beim Umspritzen werden die im Werkzeug vorgesehenen Klammerelemente entsprechend einer vorgegebenen Reihenfolge entfernt.
Ein zweites erfindungsgemäßes Verfahren zur Einstellung der dynamischen abgegebenen Mediumströmungsmenge unterscheidet sich nur dadurch vom ersten erfindungsgemäßen Verfahren, daß hierbei das wenigstens eine Leitelement 53 beispielsweise in einer federnden Haltevorrichtung 70 in seiner Lage festgehalten und der Ventilkörper axial am wenigstens einen Leitelement 53 entlang bewegt wird, wie es mit dem Pfeil B schematisch gezeigt ist. Der Einstellvorgang erfolgt dann analog dem ersten erfindungsgemäßen Verfahren bis zur Übereinstimmung der gemessenen Mediumistmenge mit der vorgegebenen Mediumsollmenge. Die endgültige Fixierung des wenigstens einen Leitelements 53 wird ebenfalls mit einer der beim ersten erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Varianten vorgenommen.
Bei einem dritten erfindungsgemäßen Verfahren zur Einstellung der dynamischen abgegebenen Mediumströmungsmenge erfolgt die Montage der Baugruppen im Ventil ebenfalls in bekannter Weise. Die eigentliche Einstellung der abgegebenen Mediumströmungsmenge beginnt erst dann, wenn die festen Verbindungen der Hülse 12 mit dem Kern 2 durch die erste Schweißnaht 13 und der Hülse 12 mit der Spritzlochscheibe 26 und damit des Ventilsitzkörpers 25 durch die dritte Schweißnaht 42 geschaffen sind, also erst, wenn der Ventilsitzkörper 25, der Anker 24 mit der Ventilnadel 28 und die Rückstellfeder 33 montiert sind.
Über die Einschubtiefe des Ventilsitzkörpers 25 ergibt sich der Hub der Ventilnadel 28, der damit also fest eingestellt ist. Bevor der so montierte Ventilkörper mit der Kunststoffumspritzung 55 versehen wird, erfolgt die Einstellung der dynamischen Mediumströmungsmenge. Dafür wird das wenigstens eine Leitelement 53, beispielsweise werden auch zwei Leitelemente 53 in den vorher beschriebenen Bereichen an den Kern 2 und an die Hülse 12 angelegt und mit einer Haltevorrichtung 70 vorübergehend festgehalten. Das Einspannen und Drücken des wenigstens einen Leitelements 53 gegen den Kern 2 und die Hülse 12 wird beispielsweise mit einer federnden Haltevorrichtung 70 mit nur kleinen Federkräften vorgenommen, um Deformationen am Leitelement 53 oder am Ventilkörper sowie Verstellungen des eingestellten Hubes der Ventilnadel 28 zu vermeiden.
Danach wird das Einspritzventil kontaktiert und an ein elektronisches Steuergerät 71 angeschlossen. Auf die Magnetspule 1 werden sodann Stromimpulse mit entsprechenden Ansteuerfrequenzen gegeben. Im elektromagnetischen Kreis wird um die Magnetspule 1 ein Magnetfeld aufgebaut, so daß es zu einem Magnetfluß über den Kern 2, den Anker 24 und das wenigstens eine Leitelement 53 kommt. Der elektromagnetische Kreis dient zur axialen Bewegung der Ventilnadel 28 und damit zum Öffnen entgegen der Federkraft der Rückstellfeder 33 bzw. Schließen des Einspritzventils. Der Magnetfluß läßt sich in zwei Komponenten, nämlich in einen magnetischen Nutzfluß 64, der mit einer Strichlinie gekennzeichnet ist, und einem mit einer Punktlinie dargestellten magnetischen Streufluß 65 zerlegen. Durch das axiale Verschieben eines oder zweier Leitelemente 53 (Pfeil A) gegenüber dem in seiner Lage festgehaltenen Ventilkörper kann nun das Verhältnis von magnetischem Nutzfluß 64 und magnetischem Streufluß 65 beeinflußt werden. Ein axiales Verschieben des wenigstens einen Leitelements 53 hat zur Folge, daß sich das Verhältnis von magnetischem Nutzfluß 64 zu magnetischem Streufluß 65 verändert. Aufgrund dessen nimmt die Magnetkraft unterschiedlich große Werte an, und die Anzugs- und Abfallzeit des Ankers 24 verändert sich, so daß die Öffnungs- und Schließdauer des Ventilschließkörpers 30 an der Ventilsitzfläche 35 beeinflußt ist.
Dieser Einstellvorgang erfolgt trocken, d.h. durch das Einspritzventil strömt kein Medium. Die Anzugs- und Abfallzeiten des Ankers 24 sind die entscheidenden Parameter zur Einstellung der dynamischen Mediumströmungsmenge. Bevor eine exakte Einstellung erfolgen kann, muß zuvor eine Korrelation zwischen Anzugs- und Abfallzeiten und den Mediumströmungsmengen vorgenommen werden. Erst dadurch können die beim Einstellvorgang gemessenen Anzugs- und Abfallzeiten in vergleichbare Werte für die Mediumströmungsmengen übertragen werden. Das wenigstens eine Leitelement 53 wird in axialer Richtung mittels eines Werkzeugs 80 am in seiner Lage festgehaltenen Ventilkörper entlang so weit verschoben, bis das Verhältnis von magnetischem Nutzfluß 64 zu magnetischem Streufluß 65 einen solchen Wert erreicht, daß die gemessene Anzugs- und Abfallzeit des Ankers 24 die vorgegebenen, mit den abzugebenden Mediumströmungsmengen in Verbindung stehenden Werte annimmt.
Erst danach wird die endgültige Fixierung des wenigstens einen Leitelements 53 vorgenommen. Hierfür sind verschiedene Verbindungstechniken anwendbar, zum einen beispielsweise feste Verbindungen durch Schweißen 73 oder Löten 74 bzw. Kleben 75 des wenigstens einen Leitelements 53 am Kern 2 und an der Hülse 12. Außerdem ist es möglich, vor der Umspritzung des Einspritzventils mittels eines Ventilumspritzungswerkzeugs wenigstens ein federndes Zusatzteil 76, beispielsweise eine Ringfeder, in Umfangsrichtung über dem wenigstens einen Leitelement 53 anzubringen. Die Kunststoffumspritzung 55 überdeckt dann letztlich das wenigstens eine Leitelement 53 mit dem federnden Zusatzteil 76 komplett. Eine weitere Befestigungsvariante für das Leitelement 53 besteht darin, im Ventilumspritzungswerkzeug eine Klammervorrichtung vorzusehen, so daß ein Festhalten des wenigstens einen Leitelements 53 unmittelbar mit diesem Ventilumspritzungswerkzeug erfolgt. Beim Umspritzen werden die im Werkzeug vorgesehenen Klammerelemente entsprechend einer vorgegebenen Reihenfolge entfernt.
Das Prinzip der trockenen Einstellung des dritten erfindungsgemäßen Verfahrens kann auch in einem vierten erfindungsgemäßen Verfahren angewandt werden, in dem das im zweiten erfindungsgemäßen Verfahren beschriebene Prinzip der Ventilkörperverschiebung zum Einsatz kommt. Dabei wird also wieder die Relativbewegung zwischen dem wenigstens einen Leitelement 53 und dem Ventilkörper dadurch erreicht, daß das wenigstens eine Leitelement 53 beispielsweise mit einer federnden Haltevorrichtung 70 in seiner Lage festgehalten und der Ventilkörper am wenigstens einen Leitelement 53 entlang axial bewegt wird (Pfeil B). Ansonsten erfolgt der Einstellvorgang analog, und alle bereits genannten Varianten der Befestigung des wenigstens einen Leitelements 53 am Kern 2 und an der Hülse 12 sind möglich.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Einstellung der dynamischen, von einem elektromagnetisch betätigbaren Ventil, insbesondere einem Brennstoffeinspritzventil, während des Öffnungs- und des Schließvorgangs abgegebenen Mediumströmungsmenge, das einen Ventilkörper hat, der einen von einer Magnetspule (1) umgebenen, sich entlang einer Ventillängsachse (10) erstreckenden Kern (2), ein Verbindungsteil (12), einen mit dem Verbindungsteil (12) verbundenen Ventilsitzkörper (25), der eine feste Ventilsitzfläche (35) aufweist, einen in dem Verbindungsteil (12) verschiebbaren Anker (24) und einen durch den Anker (24) entgegen der Kraft einer Rückstellfeder (33) betätigbaren Ventilschließkörper (30), der mit der festen Ventilsitzfläche (35) zusammenwirkt, umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst wenigstens ein als Bügel ausgebildetes und als ferromagnetisches Element dienendes Leitelement (53), das sich in axialer Richtung vom Kern (2) bis zum Verbindungsteil (12) über die gesamte Länge der Magnetspule (1) erstreckt und die Magnetspule (1) in Umfangsrichtung wenigstens teilweise umgibt, an den montierten Ventilkörper angelegt und vorübergehend festgehalten wird, anschließend das Ventil hydraulisch verbunden und an ein Steuergerät (71) angeschlossen wird, dann Stromimpulse auf die Magnetspule (1) gegeben werden, wodurch ein Magnetfeld aufgebaut wird, danach die während des Öffnungs- und des Schließvorgangs abgegebene dynamische Mediumistmenge gemessen und mit einer vorgegebenen Mediumsollmenge verglichen wird, anschließend das wenigstens eine Leitelement (53) gegenüber dem Ventilkörper in axialer Richtung so weit relativ bewegt wird (A, B), bis die gemessene Mediumistmenge mit der vorgegebenen Mediumsollmenge übereinstimmt, danach die endgültige Fixierung des wenigstens einen Leitelements (53) an dem Ventilkörper vorgenommen wird und abschließend der Ventilkörper und das wenigstens eine Leitelement (53) zumindest teilweise mit einer Kunststoffumspritzung (55) versehen werden.
  2. Verfahren zur Einstellung der dynamischen, von einem elektromagnetisch betätigbaren Ventil, insbesondere einem Brennstoffeinspritzventil, während des Öffnungs- und des Schließvorgangs abgegebenen Mediumströmungsmenge, das einen Ventilkörper hat, der einen von einer Magnetspule (1) umgebenen, sich entlang einer Ventillängsachse (10) erstreckenden Kern (2), ein Verbindungsteil (12), einen mit dem Verbindungsteil (12) verbundenen Ventilsitzkörper (25), der eine feste Ventilsitzfläche (35) aufweist, einen in dem Verbindungsteil (12) verschiebbaren Anker (24) und einen durch den Anker (24) entgegen der Kraft einer Rückstellfeder (33) betätigbaren Ventilschließkörper (30), der mit der festen Ventilsitzfläche (35) zusammenwirkt, umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst wenigstens ein als Bügel ausgebildetes und als ferromagnetisches Element dienendes Leitelement (53), das sich in axialer Richtung vom Kern (2) bis zum Verbindungsteil (12) über die gesamte Länge der Magnetspule (1) erstreckt und die Magnetspule (1) in Umfangsrichtung wenigstens teilweise umgibt, an den montierten Ventilkörper angelegt und vorübergehend festgehalten wird, anschließend das Ventil an ein Steuergerät (71) angeschlossen wird, dann Stromimpulse auf die Magnetspule (1) gegeben werden, wodurch ein Magnetfeld aufgebaut und der Anker (24) angezogen wird, anschließend die Anzugs- und Abfallzeit des Ankers (24) gemessen wird, danach die gemessene Anzugs- und Abfallzeit des Ankers (24) mit einer vorgegebenen Anzugs- und Abfallzeit verglichen wird, anschließend das wenigstens eine Leitelement (53) gegenüber dem Ventilkörper in axialer Richtung so weit relativ bewegt wird (A, B), bis die gemessene Anzugs- und Abfallzeit des Ankers (24) die vorgegebenen Werte annimmt, danach die endgültige Fixierung des wenigstens einen Leitelements (53) an dem Ventilkörper vorgenommen wird und abschließend der Ventilkörper und das wenigstens eine Leitelement (53) zumindest teilweise mit einer Kunststoffumspritzung (55) versehen werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Leitelement (53) am in seiner Lage festgehaltenen Ventilkörper verschoben wird (A).
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper gegenüber dem wenigstens einen in seiner Lage festgehaltenen Leitelement (53) verschoben wird (B).
  5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das vorübergehende Festhalten des wenigstens einen Leitelements (53) mit einer federnden Haltevorrichtung (70) erfolgt.
  6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Leitelement (53) zum endgültigen Fixieren mittels Kleben (75) mit dem Ventilkörper verbunden ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Leitelement (53) zum endgültigen Fixieren mittels Schweißen (73) mit dem Ventilkörper verbunden ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Leitelement (53) zum endgültigen Fixieren mittels Löten (74) mit dem Ventilkörper verbunden ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Leitelement (53) zum endgültigen Fixieren von einem federnden Zusatzteil (76) umgeben ist, das das wenigstens eine Leitelement (53) gegen den Ventilkörper drückt.
  10. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Leitelement (53) zum endgültigen Fixieren von in einem Ventilumspritzungswerkzeug angeordneten Klammerelementen gehalten wird.
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