WO1995030830A1 - Vorrichtung und verfahren zum einstellen eines ventilhubs - Google Patents

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WO1995030830A1
WO1995030830A1 PCT/DE1995/000576 DE9500576W WO9530830A1 WO 1995030830 A1 WO1995030830 A1 WO 1995030830A1 DE 9500576 W DE9500576 W DE 9500576W WO 9530830 A1 WO9530830 A1 WO 9530830A1
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valve
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Guenther Wolf
Meinrad Feder
Uwe Dowedeit
Volker Hartmann
Karl-Heinz Pfrommer
Markus Roerig
Iris Wislicenus
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Robert Bosch Gmbh
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    • Y10T29/49776—Pressure, force, or weight determining

Definitions

  • the invention is based on a device and a method for setting a valve lift, in particular a valve needle lift of an injection valve of an internal combustion engine according to the type of the respective independent claims.
  • An injection valve according to DE-Al 40 26 721 has a valve seat body in a valve housing, which is connected to a perforated body fixed to the housing. On the valve seat body there is a valve needle with a
  • Valve closing body The exact setting of the valve needle stroke is carried out on the fully assembled
  • Injection valve by plastically deforming the perforated body attached to the housing in the direction of the valve closing body. Due to the deformation of the perforated body
  • Valve needle stroke reduced from a preset size to a required valve stroke.
  • the static flow rate of the injection valve is determined with the valve needle stroke.
  • a rational manufacture of a valve requires that the setting of the valve lift can be integrated into a flow manufacturing process. This also means that the valve lift can be adjusted with a high degree of repeatability.
  • the device according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that a displacement of the valve seat by means of a plastic deformation of the perforated body with high repeatability is possible with a high delivery speed of the pressing die. As a result, a cycle time is achieved for setting the valve stroke, which enables integration into a flow production process.
  • the method according to the invention is based on a self-learning setting procedure for stroke adjustment and is composed of a learning phase and a stroke end adjustment phase. The optimization of the parameters that can be achieved in this way achieves the best quality with the shortest possible cycle time. By editing the parameters, it is also possible to use the method for different valve types.
  • a high-resolution measuring system sits on the valve and can be moved vertically, so that the effects of elasticity of the device can be eliminated.
  • Clamping device guarantees that the valve aligns freely with a puncture plane surface and thus receives a defined position.
  • FIG. 1 shows a cross section of an end of an internal combustion engine fuel injector on the nozzle side
  • FIG. 2 shows a 3 shows a sectional view along lines III-III according to FIG. 2
  • FIG. 4a shows a first part of a process flow chart for determining a valve lift during setting
  • FIG. 4b shows a second part of the process flow chart according to FIG. 4a.
  • the injection valve 20 partially shown in FIG. 1 with its nozzle-side part has a tubular seat support 21 with a longitudinal opening 23 in which, for example, a tubular valve needle 24 is arranged, which rests with a spherical valve closing body 25 in a guide opening 26 of a valve seat body 27.
  • the valve seat body 27 On the end facing away from the valve closing body 25, the valve seat body 27 is welded concentrically and firmly to a perforated body 28.
  • the perforated body 22 has a cup-shaped cross section with a circumferential holding edge 29.
  • the perforated body 28 is connected in the longitudinal opening 23 to the holding edge on the wall of the longitudinal opening 23, for example by a circumferential and tight weld seam 22.
  • valve seat body 27 in the longitudinal opening 23 determined by the welding of the perforated body 28 determines a presetting of the valve stroke of the valve needle 24. More detailed explanations on the structure and mode of operation of the injection valve can be found in DE-Al 40 26 721.
  • FIG. 2 The basic illustration of the device according to the invention according to FIG. 2 shows a solid frame 11 mounted on a base plate 10, a measuring device 30, a tensioning device 40 fastened on the frame 11 and an adjusting device 50.
  • On the frame 11 or on the base plate 10 is attached to a column guide 14 with a guide rod 15.
  • the guide rod 15 is connected to a boom 16 to which the measuring device 30 is attached.
  • a piston rod 17 of a pneumatic actuating cylinder 18 also acts on the boom 16.
  • An injection valve 20 is centered in the tensioning device 40 and still tensioned from below.
  • the measuring device 30 is a high-resolution measuring system and has a tactile measuring device 31 which points to a
  • Actuator 32 acts.
  • the probe measuring device 31 has a measuring slide 33, which is guided in a high-precision ball guide (not shown) and has a measuring mandrel 34, which is made of hard metal, for example.
  • the displacement sensor 32 is firmly connected to the measuring slide 33.
  • An interchangeable stop 35 is attached to the housing of the tactile measuring device 31, with which the stop paths for different injection valves can be determined.
  • the measuring device 30 is delivered by the feed cylinder 18 in such a way that the measuring mandrel 34 extends through the hollow valve needle 24 and rests on the valve closing body 25. Then the stop 35 rests on the housing 21 of the injection valve.
  • the displacement sensor 32 supplies an electrical measurement signal, which is used for the valve lift detection and is evaluated by the control for the one-part process.
  • a light barrier is provided to monitor the measuring mandrel 34, which, when activated, causes the feed cylinder 18 to move the measuring device 30 back into the upper starting position.
  • the structure of the tensioning device 40 and the adjusting device 50 is shown in FIG. 3.
  • the tensioning device 40 has an upper part 41 and a lower part 42 existing solid support 43.
  • a horizontally movable centering slide 44 consisting of two parts, for example, is arranged between the carrier parts 41 and 42 and has axial play, which tensioned the injection valve 20 at an undercut.
  • a ball catch is provided in the lower support part 42.
  • a receptacle 45 with centering, not shown, for the injection valve 20 is embedded in the upper support part 41.
  • the centering slide 44 is moved axially, for example, by actuating elements 46 (not shown in more detail), the movement being carried out by pneumatic cylinders (not shown).
  • the lower support part 42 has a cutout 47 through which the nozzle-side end of the injection valve 20 projects.
  • the adjusting device 50 with a pressing unit 51 and an infeed unit 52 is arranged below the carrier 40.
  • the pressing unit 51 has a pressing mandrel 53 with a central bore 54, in which a pressing punch 55 is inserted.
  • the pressing mandrel 53 is mounted with low friction, for example in a ball guide 56, the ball guide 56 being received in a base body 57.
  • the pressing mandrel 53 has an elastic ring 58 which pushes the ball cage back into the working position in the unloaded state, so that only rolling friction and no sliding friction occurs during the pressing process.
  • a pressure bell 60 is located between the base body 57 and the injection valve 20, which is connected to the base body 57 via, for example, two guide bolts 61, the guide bolts 61 being axially displaceable in the Base body 57 are mounted.
  • four spring-loaded bolts 62 protrude from the injector-side end face of the base body 57, which engage the pressure bell 60 and press it against the injection valve 20 from below by means of the spring force, so that the axial clamping play of the injection valve 20 in the centering slide 44 is eliminated.
  • the base body 57 is screwed to a yoke 63, which carries two guide rods 65 of the delivery unit 52.
  • the two guide rods 65 are each mounted in two guide bushes 66 which are fastened to the frame 11.
  • a guide unit 67 which in the present exemplary embodiment is a threaded roller screw drive, is also guided by the guide rods 65.
  • the propulsion unit 67 has two further bushings 69 which are connected to a housing 68 and which guide the propulsion unit 67 on the guide rods 66.
  • a threaded nut 70 is arranged in the housing 68, in which a threaded spindle 71 is guided.
  • the threaded spindle 71 has a shaft on which a collar 73 is turned.
  • the collar 73 is supported on an axial / radial bearing 75, which rests on a support 76 fixed to the frame 11.
  • a pulley 77 is seated on the threaded spindle 71 and is connected to a stepping motor (not shown) via a toothed belt 78.
  • a cup-shaped receptacle 80 for a helical spring 81 is seated on the drive side.
  • the yoke 63 has an opening 64, coaxial with the pressing mandrel 53, in which a bushing 83 with a force sensor 82 is positioned.
  • the socket 83 contains an overload protection.
  • the cup-shaped receptacle 80 has a passage 85 in the drive-side base through which a cylindrical extension 86 of the housing 68 engages and a thrust washer 87 is fastened on its end face, on which a helical spring 81 is seated.
  • the displacement path of the pressing mandrel 53 is generated by the propulsion unit 67, the resulting one
  • Pushing force is transmitted to the pressing mandrel 53 via the coil spring 81 and the force sensor 82.
  • the force sensor 82 is used to detect the approach point of the pressing die 55 on the perforated body 28 of the injection valve 20. Furthermore, the force sensor 82 is used to monitor the force values during the setting process.
  • An injection valve 20 is inserted into the receptacle 45 of the tensioning device 40 and tensioned by means of the centering slide 44.
  • the adjusting unit 50 is brought up to the nozzle-side end of the injection valve 20. This is done by actuating the stepping motor (not shown), as a result of which the propulsion unit 67 delivers the displacement unit 51, monitored by the force sensor 82, until the compression plunger 55 abuts the perforated body 28 of the injection valve 20. This is at the same time on the leading, spring-loaded pressure bell 60
  • Injection valve 20 pressed against the centering slide 44 of the clamping device 40. This guarantees that the injection valve 20 aligns itself with the puncture plane surface and is held axially without play by the centering slide 44.
  • the measuring device 30 is now delivered by the feed cylinder 18 until the stop 35 is seated on the injection valve 20 and the measuring mandrel 34 on the valve closing body 25.
  • the magnetic circuit of the injection valve 20 is simultaneously contacted.
  • the measuring mandrel 34 is lifted off the valve closing body 25 and the magnetic circuit of the
  • Injector 20 activated.
  • the valve needle 24 is actuated and the valve closing body 25 is lifted off the valve seat body 27.
  • the measuring mandrel 34 is again placed on the valve closing body 25 and the displacement sensor 32 is set to zero.
  • the valve closing body 25 falls back into the starting position. The actual stroke of the valve needle 24 is thus determined.
  • the propulsion unit 67 is now actuated by the stepping motor, not shown, the feed movement being absorbed by the helical spring 81 acting as an energy store. Due to the spring characteristic of the coil spring 81, the feed movement of the
  • Propulsion unit 67 in the coil spring 81 transmitted force via the force sensor 82 to the pressing mandrel 53 and the pressing punch 55 to the perforated body 28, which is plastically deformed due to the acting force of, for example, a maximum of 1600 to 1700 Newtons.
  • the compression spring 81 acts as a translation and allows the feed unit 52 to move quickly to the delivery unit.
  • Figures 4a and 4b show a process flow chart
  • a starting step number for the stepper motor is determined as infeed for the pressing die 55. The determined from the stepper motor
  • Step number delivered in step 101 and the delivery route thus achieved is read in according to step 102.
  • step 103 it is checked whether the target value of the delivery route has been reached. If the target value has not been reached, a new step number is determined in accordance with step 104 and the delivery route realized with this step number is measured again. Steps 101 to 104 are repeated until the target value according to step 103 is reached. Steps 101 to 104 thus represent a learning phase.
  • the pressing die 55 is moved back (step 105).
  • the hole body 28 is relieved, whereby the hole body 28 springs back due to the proportion of elastic deformation.
  • the stroke of the valve needle 24 is measured again according to step 106 and a check is carried out according to step 107 to determine whether the stroke is within a predetermined tolerance. If the stroke lies within the predetermined tolerance, the crimping process is ended (step 108). If the stroke is not within the specified tolerance, a characteristic curve is determined in accordance with step 109 by a computer unit (not shown) on the basis of the values realized with the first delivery process.
  • the characteristic curve is not linear and has a different course for each injection valve, which depends on several factors, for example on the initial stroke, on the inclined position of the
  • Perforated body 28 the material and geometry differences of the perforated body 28 and the spring-back travel and the elasticity, which can be different due to the welding of the perforated body 28.
  • the number of steps required to achieve the desired valve lift for a second infeed process is determined in step 110 and the desired delivery path is calculated in step 111 as the second target value.
  • the stepper motor is then delivered with the number of steps determined from the characteristic curve (step 112) and the delivery path is measured again (step 113).
  • step 114 it is checked whether the measured delivery route has reached the new target value of the target delivery route. If the condition in accordance with step 114 is not fulfilled, the process is carried out in accordance with
  • Step 115 calculates a correction step number and steps 112, 113, 114 and 115 are repeated until the condition according to step 114 is fulfilled.
  • step 116 the pressing die 55 is retracted again and the hole body 28 is thus relieved.
  • the valve needle stroke is again determined by the measuring device 30 (step 117).
  • step 118 it is checked whether the valve needle stroke is within the tolerance range. If the tolerance range is reached, the crimping process is ended (step 119).
  • step 120 If the determined valve needle stroke is not within the tolerance, it is checked in step 120 whether the valve needle stroke is still too large. If the condition according to step 120 is not met, the target valve lift is already undershot and the injection valve is discarded according to step 121. If, on the other hand, the stroke is still too large, the number of delivery processes is queried in step 122. If, for example, delivery has already been made three times, the injection valve is also discarded in accordance with step 121. If fewer than three delivery processes have been carried out, the program goes back to step 110, and the characteristic curve again becomes a number of steps and a further target value for a delivery route of a third delivery process. Steps 111 to 122 are repeated accordingly.
  • the procedure is not limited to adjusting the valve lift of injectors. It can be used for all stroke settings in which at least one stroke limitation is set by forming.

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Einstellen eines Ventilhubs, insbesondere eines Ventilnadelhubs eines Einspritzventils einer Brennkraftmaschine, vorgeschlagen, wobei ein in einem Gehäuse des Ventils (20) voreingestellter Ventilsitz mittels plastischer Verformung axial im Gehäuse verschiebbar ist. Die Vorrichtung verfügt über eine Verstelleinrichtung (50), welche in Richtung der plastischen Verformung eine Zustellbewegung für ein Verdrückwerkzeug (53, 55) erzeugt, und über eine Meßeinrichtung (30), welche den durch die plastische Verformung des Ventilsitzes veränderbaren Ventilhub ermittelt und mit einem vorgegebenen Sollwert vergleicht, wobei die Verstelleinrichtung (50) anhand des Soll-/Istwertvergleichs steuerbar ist. Das Verdrückwerkzeug (53, 55) wird mit einem ersten und gegebenenfalls mit mindestens einem weiteren Zustellvorgang zugestellt. Aus den anhand des ersten Zustellvorgangs erzielten Werten wird in einer Einlernphase eine Kennlinie gebildet, aus der eine weitere Zustellung für den jeweils weiteren Zustellvorgang ermittelt wird.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Einstellen eines Ventilhubs
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung und einem Verfahren zum Einstellen eines Ventilhubs, insbesondere eines Ventilnadelhubs eines Einspritzventils einer Brennkraftmaschine nach der Gattung der jeweiligen unabhängigen Ansprüche.
Ein Einspritzventil gemäß DE-Al 40 26 721 hat in einem Ventilgehäuse einen Ventilsitzkörper, welcher tr.it einem am Gehäuse festgelegten Lochkörper verbunden ist. Auf dem Ventilsitzkörper sitzt eine Ventilnadel mit einem
Ventilschließkörper auf. Die exakte Einstellung des Ventilnadelhubs erfolgt am fertig montierten
Einspritzventil, indem der am Gehäuse festgelegte Lochkörper plastisch in Richtung des Ventilschließkörpers verformt wird. Durch die Verformung des Lochkörpers wird der
Ventilnadelhub von einer voreingestellten Größe auf einen geforderten Ventilhub verringert. Mit dem Ventilnadelhub wird die statische Durchflußmenge des Einspritzventils festgelegt.
Eine rationelle Fertigung eines Ventils erfordert, daß die Einstellung des Ventilhubs in einen Fließfertigungsprozeß integrierbar ist. Dies bedingt ferner, daß der Ventilhub mit hoher Wiederholgenauigkeit einstellbar ist. Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß eine Verschiebung des Ventilsitzes mittels einer plastischen Verformung des Lochkörpers mit hoher Wiederholgenauigkeit bei hoher Zustellgeschwindigkeit des Verdrückstempels möglich ist. Dadurch wird zur Einstellung des Ventilhubs eine Taktzeit erreicht, die eine Integration in einen Fließfertigungsprozeß ermöglicht. Das erfindungsgemäße Verfahren basiert auf einem selbstlernenden Einstellablauf zur Hubeinstellung und setzt sich aus einer Einlernphase und einer Hubendeinstellphase zusammen. Durch die damit erzielbare Optimierung der Parameter wird bei möglichst geringer Taktzeit beste Qualität erreicht. Durch Editieren der Parameter ist es außerdem möglich, das Verfahren für unterschiedliche Ventiltypen einzusetzen.
Mit den in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist es, die Krafteinleitung über ein Federelement zu realisieren. Das Federelement wirkt dabei als Übersetzung und ermöglicht der VerStelleinrichtung eine hohe Zustellgeschwindigkeit. Die Anordnung eines Kraftsensors in der Kraftübertragungskette erlaubt eine gute
Anfahrpunkterkennung, so daß zusätzlich eine relativ hohe Anfahrgeschwindigkeit möglich ist. Ein hochauflösendes Wegmeßsystem sitzt auf dem Ventil auf und ist vertikal verschiebbar, so daß die Auswirkungen von Elastizitäten der Vorrichtung eliminiert werden können. Eine spezielle
Spanneinrichtung garantiert, daß sich das Ventil frei nach einer Einstichplanfläche ausrichtet und somit eine definierte Lage erhält. Zeichnung
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen Figur 1 einen Querschnitt eines düsenseitigen Endes eines Brennkrafteinspritzventils, Figur 2 eine Prinzipdarstellung einer Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Figur 3 eine Schnittdarstellung entsprechend den Linien III-III gemäß Figur 2, Figur 4a einen ersten Teil eines Prozeßablaufplanes zur Bestimmung eines Ventilhubs während des Einstellens und Figur 4b einen zweiten Teil des Prozeßablaufplanes nach Figur 4a.
Ausführungsbeispiel
Das in Figur 1 mit seinem düsenseitigen Teil teilweise dargestelltes Einspritzventil 20 hat einen rohrförmigen Sitzträger 21 mit einer Längsöffnung 23, in der beispielsweise eine rohrförmige Ventilnadel 24 angeordnet ist, die mit einem kugelförmigen Ventilschließkörper 25 in einer Führungsöffnung 26 eines Ventilsitzkörpers 27 aufliegt. An der dem Ventilschließkδrper 25 abgewandten Stirnseite ist der Ventilsitzkörper 27 mit einem Lochkörper 28 konzentrisch und fest verschweißt. Der Lochkörper 22 weist einen topfförmigen Querschnitt mit einem umlaufenden Halterand 29 auf. Der Lochkörper 28 ist in der Längsδffnung 23 mit dem Halterand an der Wandung der Längsöffnung 23 beispielsweise durch eine umlaufende und dichte Schweißnaht 22 verbunden. Die durch das Verschweißen des Lochkörpers 28 festgelegte Lage des Ventilsitzkδrpers 27 in der Längsδffnung 23 bestimmt eine Voreinstellung des Ventilhubs der Ventilnadel 24. Nähere Ausführungen zum Aufbau und zur Wirkungsweise des Einspritzventils gehen aus der DE-Al 40 26 721 hervor.
Die Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Figur 2 zeigt ein auf eine Grundplatte 10 montiertes massives Gestell 11, eine Meßeinrichtung 30, eine auf dem Gestell 11 befestigte Spanneinrichtung 40 und eine Versteileinrichtung 50. Am Gestell 11 beziehungsweise auf der Grundplatte 10 ist eine Säulenführung 14 mit einer Führungsstange 15 befestigt. Die FührungsStange 15 ist mit einem Ausleger 16 verbunden, an dem die Meßeinrichtung 30 befestigt ist. Am Ausleger 16 greift ferner eine Kolbenstange 17 eines pneumatischen Stellzylinders 18 an. In der Spanneinrichtung 40 ist ein Einspritzventil 20 zentriert und von unten noch oben gespannt.
Die Meßeinrichtung 30 ist ein hochauflösendes Meßsystem und besitzt eine Tastmeßeinrichtung 31, die auf einen
Wegaufnehmer 32 einwirkt. Die Tastmeßeinrichtung 31 weist einen in einer nicht dargestellten Hochgenauigkeits- Kugelführung geführten Meßschlitten 33 mit einem Meßdorn 34 auf, der beispielsweise aus Hartmetall ausgeführt ist. Der Wegaufnehmer 32 ist fest mit dem Meßschlitten 33 verbunden. Am Gehäuse der Tastmeßeinrichtung 31 ist ein auswechselbarer Anschlag 35 angebracht, mit dem die Anschlagwege für verschiedene Einspritzventile festlegbar sind.
Die Meßeinrichtung 30 wird vom Zustellzylinder 18 derart zugestellt, daß der Meßdorn 34 durch die hohle Ventilnadel 24 hindurchreicht und auf dem Ventilschließkörper 25 aufsitzt. Danach liegt der Anschlag 35 auf dem Gehäuse 21 des Einspritzventils auf. Der Wegaufnehmer 32 liefert ein elektrisches Meßsignal, welches der Ventilhuberfassung dient und von der Steuerung für den EinsteilVorgang ausgewertet wird. Zur AuflaufÜberwachung des Meßdorns 34 ist eine Lichtschranke vorgesehen, welche bei einer Aktivierung den Zustellzylinder 18 veranlaßt, die Meßeinrichtung 30 in die obere Ausgangsposition zurückzufahren.
Der Aufbau der Spanneinrichtung 40 und der VerStelleinrichtung 50 geht aus Figur 3 hervor. Die Spanneinrichtung 40 weist einen aus einem oberen Teil 41 und einem unteren Teil 42 bestehenden massiven Träger 43 auf. Zwischen den Trägerteilen 41 und 42 ist ein aus beispielsweise zwei Teilen bestehender, horizontal bewegbarer Zentrierschieber 44 angeordnet, der mit einem axialen Spiel behaftet, das Einspritzventil 20 an einer Hinterschneidung spann . Zum spielfreien Führen des Schiebers 44 ist im unteren Trägerteil 42 eine nicht dargestellte Kugelrastung vorgesehen. Im oberen Trägerteil 41 ist eine Aufnahme 45 mit nicht dargestellten Zentrierungen für das Einspritzventil 20 eingelassen. Der Zentrierschieber 44 wird beispielsweise von nicht näher dargestellten Betätigungselementen 46 axial bewegt, wobei die Bewegung von nicht dargestellten Pneumatikzylindern ausgeführt wird. Der untere Trägerteil 42 weist eine Aussparung 47 auf, durch die das düsenseitige Ende des Einspritzventils 20 hindurchragt.
Unterhalb des Trägers 40 ist die Versteileinrichtung 50 mit einer Verdrückeinheit 51 und einer Zustelleinheit 52 angeordnet. Die Verdrückeinheit 51 weist einen Verdrückdorn 53 mit einer zentralen Bohrung 54 auf, in der ein Verdrückstempel 55 eingesteckt ist. Der Verdrückdorn 53 ist reibungsarm beispielsweise in einer Kugelführung 56 gelagert, wobei die Kugelführung 56 in einem Grundkörper 57 aufgenommen ist. Am verstelleinrichtungsseitigen Ende besitzt der Verdrückdorn 53 einen elastischen Ring 58, welcher den Kugelkäfig im unbelasteten Zustand in Arbeitsstellung zurückschiebt, so daß beim Verdrückvorgang nur Rollreibung und keine Gleitreibung auftritt.
Zwischen Grundkörper 57 und Einspritzventil 20 befindet sich eine Andrückglocke 60, die über beispielsweise zwei Führungsbolzen 61 mit dem Grundkörper 57 verbunden ist, wobei die Führungsbolzen 61 axial verschiebbar im Grundkörper 57 gelagert sind. Aus der einspritzventilseitigen Stirnfläche des Grundkörpers 57 ragen beispielsweise vier überfederte Bolzen 62 heraus, die an der Andrückglocke 60 angreifen und diese mittels der Federkraft von unten an das Einspritzventil 20 herandrücken, so daß das axiale Spannspiel des Einspritzventils 20 im Zentierschieber 44 beseitigt wird.
Der Grundkörper 57 ist an einem Joch 63 verschraubt, welches zwei FührungsStangen 65 der Zustelleinheit 52 trägt. Die beiden Führungsstangen 65 sind jeweils in zwei Führungsbuchsen 66 gelagert, die am Gestell 11 befestigt sind. Von den FührungsStangen 65 wird ferner eine Vortriebseinheit 67 geführt, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Gewinderollenschraubtrieb ist. Die Vortriebseinheit 67 weist zwei weitere mit einem Gehäuse 68 verbundene Laufbuchsen 69 auf, die die Führung der Vortriebseinheit 67 an den Führungsstangen 66 realisieren. Im Gehäuse 68 ist eine Gewindemutter 70 angeordnet, in der eine Gewindespindel 71 geführt wird. Die Gewindespindel 71 besitzt einen Schaft, an dem ein Bund 73 angedreht ist. Der Bund 73 stützt sich an einem Axial/Radial-Lager 75 ab, welches auf einer am Gestell 11 festgelegten Auflage 76 aufliegt. Auf der Gewindespindel 71 sitzt eine Riemenscheibe 77, die über einen Zahnriemen 78 mit einem nicht dargestellten Schrittmotor verbunden ist.
Am Jochs 63 sitzt antriebsseitig eine topfförmige Aufnahme 80 für eine Schraubenfeder 81. Das Joch 63 weist koaxial zum Verdrückdorn 53 hin eine Öffnung 64 auf, in der eine Buchse 83 mit einem Kraftsensor 82 positioniert ist. Die Buchse 83 enthält eine Überlastsicherung. Die topfförmige Aufnahme 80 hat im antriebsseitigen Boden eine Durchführung 85, durch die ein zylinderförmiger Ansatz 86 des Gehäuses 68 greift und an dessen Stirnseite eine Druckscheibe 87 befestigt ist, auf der eine Schraubenfeder 81 aufsitzt.
Der Verstellweg des Verdrückdorns 53 wird von der Vortriebseinheit 67 erzeugt, wobei die dabei entstehende
Verdrückkraft über die Schraubenfeder 81 und den Kraftsensor 82 auf den Verdrückdorn 53 übertragen wird. Der Kraftsensor 82 dient zur Erkennung des Anfahrpunktes des Verdrückstempels 55 am Lochkörper 28 des Einspritzventils 20. Ferner dient der Kraftsensor 82 zur Überwachung der Kraftwerte während des Einstellvorgangs.
Die beschriebene Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:
Ein Einspritzventil 20 wird in die Aufnahme 45 der Spanneinrichtung 40 eingesetzt und mittels des Zentrierschiebers 44 gespannt. Nach dem Betätigen des Zentrierschiebers 44 wird die Verstelleinheit 50 an das dusenseitige Ende des Einspritzventils 20 herangeführt. Dies geschieht durch Betätigen des nicht dargestellten Schrittmotors, wodurch die Vortriebseinheit 67 die Verdrückeinheit 51 vom Kraftsensor 82 kraftüberwacht soweit zustellt, bis der Verdrückstempel 55 am Lochkörper 28 des Einspritzventils 20 anliegt. Dadurch wird gleichzeitig über die voreilende, überfederte Andrückglocke 60 das
Einspritzventil 20 gegen den Zentrierschieber 44 der Spanneinrichtung 40 gedrückt. Dadurch ist garantiert, daß sich das Einspritzventil 20 nach der Einstichplanfläche ausrichtet und axial spielfrei vom Zentrierschieber 44 gehalten wird.
Vom Zustellzylinder 18 wird nun die Meßeinrichtung 30 zugestellt, bis der Anschlag 35 auf dem Einspritzventil 20 und der Meßdorn 34 auf dem Ventilschließkörper 25 aufsitzt. Mit der Zuführung der Meßeinrichtung 30 erfolgt gleichzeitig eine Kontaktierung des Magnetkreises des Einspritzventils 20. Nach dem Registrieren der unteren Position des Ventilschließkörpers 25 wird der Meßdorn 34 vom Ventilschließkörper 25 abgehoben und der Magnetkreis des
Einspritzventils 20 aktiviert. Dadurch wird die Ventilnadel 24 betätigt und der Ventilschließkörper 25 vom Ventilsitzkörper 27 abgehoben. In dieser Position des Ventilschließkörpers 25 wird erneut der Meßdorn 34 auf den Ventilschließkörper 25 aufgesetzt und der Wegaufnehmer 32 auf Null gestellt. Durch Wegnahme der Spannung für den Magnetkreis fällt der Ventilschließkörper 25 in die Ausgangsstellung zurück. Somit wird der Ist-Hub der Ventilnadel 24 ermittelt.
Vom nicht dargestellten Schrittmotor wird nun die Vortriebseinheit 67 betätigt, wobei die Vorschubbewegung von der als Energiespeicher wirkenden Schraubenfeder 81 aufgenommen wird. Aufgrund der Federkennlinie der Schraubenfeder 81 wird die von der Zustellbewegung der
Vortriebseinheit 67 in der Schraubenfeder 81 gespeicherte Kraft über den Kraftsensor 82 auf den Verdrückdorn 53 und den Verdrückstempel 55 auf den Lochkδrper 28 übertragen, welcher aufgrund der wirkenden Kraft von beispielsweise maximal 1600 bis 1700 Newton plastisch verformt wird. Die Druckfeder 81 wirkt dabei als Übersetzung und erlaubt eine schnelle Anfahr- und Zustellgeschwindigkeit der Zustelleinheit 52.
Die Figuren 4a und 4b zeigen einen Prozeßablaufplan zur
Bestimmung des von der VerStelleinrichtung 50 auszuführenden Zustellwegs des Verdrückstempels 55 zur Einstellung des Ventilhubs des Einspritzventils 20. Anhand des voreingestellten Ist-Hubs der Ventilnadel 24 und des gewünschten Soll-Hubs wird der Zustellweg als Solldifferenz erfaßt. Mit > r Solldifferenz wird zu Beginn des Verdrückvorgc. gs gemäß Schritt 100 eine Startschrittzahl für den Schrittmotor als Zustellung für den Verdrückstempel 55 ermittelt. Vom Schrittmotor wird nun die ermittelte
Schrittzahl im Schritt 101 zugestellt und der damit erzielte Zustellweg gemäß Schritt 102 eingelesen. Im darauffolgenden Schritt 103 wird geprüft, ob der Zielwert des Zustellwegs erreicht ist. Ist der Zielwert nicht erreicht, wird eine neue Schrittzahl gemäß Schritt 104 ermittelt und erneut der mit dieser Schrittzahl realisierte Zustellweg gemessen. Die Schritte 101 bis 104 werden so lange wiederholt, bis der Zielwert gemäß Schritt 103 erreicht ist. Die Schritte 101 bis 104 stellen somit eine Einlernphase dar.
Ist der Zielwert erreicht, wird der Verdrückstempel 55 zurückgefahren (Schritt 105) . Dabei wird der Lochkörper 28 entlastet, wodurch der Lochkörper 28 aufgrund des Anteils der elastischen Verformung zurückfedert. In dieser Lage wird gemäß Schritt 106 der Hub der Ventilnadel 24 erneut gemessen und gemäß Schritt 107 geprüft, ob der Hub innerhalb einer vorgegebenen Toleranz liegt. Liegt der Hub innerhalb der vorgegebenen Toleranz, wird der Verdrückvorgang beendet (Schritt 108) . Liegt der Hub nicht in der vorgegebenen Toleranz, wird gemäß Schritt 109 von einer nicht dargestellten Rechnereinheit eine Kennlinie anhand der mit dem ersten Zustellvorgang realisierten Werte ermittelt. Die Kennlinie ist nicht linear und hat für jedes Einspritzventil einen anderen Verlauf, der von mehreren Faktoren abhängig ist, zum Beispiel vom Anfangshub, von der Schräglage des
Lochkörpers 28, von Material- und Geometrieunterschieden des Lochkörpers 28 sowie vom Rückfederweg und von der Elastizität, die infolge des Schweißens des Lochkδrpers 28 unterschiedlich sein kann. Anhand der im Schritt 109 ermittelten Kennlinie wird die zum Erreichen des Soll-Ventilhubs notwendige Schrittzahl für einen zweiten Zustellungvorgang in Schritt 110 ermittelt und im Schritt 111 der Soll-Zustellweg als zweiter Zielwert berechnet. Nachfolgend wird der Schrittmotor mit der aus der Kennlinie ermittelten Schrittzahl zugestellt (Schritt 112) und der Zustellweg erneut gemessen (Schritt 113) . Im Schritt 114 wird geprüft, ob der gemessene Zustellweg den neuen Zielwert des Soll-Zustellwegs erreicht hat. Ist die Bedingung gemäß Schritt 114 nicht erfüllt, wird gemäß
Schritt 115 eine Korrektur-Schrittzahl berechnet und die Schritte 112, 113, 114 und 115 werden solange wiederholt, bis die Bedingung gemäß Schritt 114 erfüllt ist.
Im Schritt 116 wird der Verdrückstempel 55 erneut zurückgefahren und damit der Lochkörper 28 entlastet. Im entlasteten Zustand wird wiederum der Ventilnadelhub von der Meßeinrichtung 30 ermittelt (Schritt 117) . Gemäß Schritt 118 wird geprüft, ob der Ventilnadelhub innerhalb des Toleranzbereichs liegt. Ist der Toleranzbereich erreicht, wird der Verdrückvorgang beendet (Schritt 119) .
Liegt der ermittelte Ventilnadelhub nicht innerhalb der Toleranz, wird im Schritt 120 geprüft, ob der Ventilnadelhub noch zu groß ist. Wird die Bedingung gemäß Schritt 120 nicht erfüllt, ist der Soll-Ventilhub bereits unterschritten und das Einspritzventil wird gemäß Schritt 121 verworfen. Ist der Hub hingegen noch zu groß, wird im Schritt 122 die Anzahl der ZustellVorgänge abgefragt. Wurde beispielsweise bereits dreimal zugestellt, wird das Einspritzventil gemäß Schritt 121 ebenfalls verworfen. Wurden weniger als drei ZustellVorgänge durchgeführt, geht das Programm zurück zu Schritt 110, und es wird erneut aus der Kennlinie eine Schrittzahl und ein weiterer Zielwert für einen Zustellweg eines dritten ZustellVorgang ermittelt. Die Schritte 111 bis 122 wiederholen sich entsprechend.
Das Verfahren ist nicht auf die Einstellung des Ventilhubs von Einspritzventilen beschränkt. Es ist anwendbar für alle Hubeinstellungen, bei denen durch Umformung mindestens eine Hubbegrenzung eingestellt wird.

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung zum Einstellen eines Ventilhubs, insbesondere 5 des Ventilnadelhubs eines Einspritzventils einer
Brennkraftmaschine, mit welcher ein in einem Gehäuse des Ventils voreingestellter Ventilsitz mittels plastischer Verformung axial im Gehäuse verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine VerStelleinrichtung (50) vorgesehen 0 ist, welche in Richtung der plastischen Verformung eine
Zustellbewegung für ein Verdrückwerkzeug (53, 55) erzeugt und daß eine Meßeinrichtung (30) angeordnet ist, welche den durch die plastische Verformung des Ventilsitzes veränderbaren Ventilhub ermittelt und mit einem vorgegebenen 5 Sollwert vergleicht, und daß die Versteileinrichtung (50) anhand des Soll-/Istwertvergleich steuerbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen VerStelleinrichtung und Verdrückwerkzeug (53, 55) 0 ein Federelement (81) angeordnet ist, welches die
Zustellbewegung unter Ausnutzung einer elastischen Formänderung in eine Kraft für das Verdrückwerkzeug (53, 55) überführt.
J5
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (81) eine Druckfeder ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Versteileinrichtung (50) und Verdrückwerkzeug (53, 0 55) ein Kraftsensor (82) angeordnet ist, mit welchem der
Anschlag des Verdrückwerkzeugs (53, 55) an den Ventilsitz mittels einer eingestellten zulässigen Anfangskraft ermittelbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteileinrichtung (50) eine Verdrückeinheit (51) und eine Zustelleinheit (52) enthält, daß die Verdrückeinheit
(51) eine reibungsarme Führung (56) für das Verdrückwerkzeug 53, 55) aufweist, und daß die Zustelleinheit (52) als Gewindeschraubtrieb (67) ausgeführt ist, der die Zustellbewegung erzeugt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindeschraubtrieb (52) von einer an einem Grundkörper
(11) gehaltenen Führung (65, 66) geführt ist und daß der Gewindeschraubtrieb (52) von einem Schrittmotor antreibbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spanneinrichtung (40) vorgesehen ist, welche das Ventil (20) mit einem Zentrierschieber (44) spannt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (20) vom Zentrierschieber 44 mit einem axialen
Spiel behaftet spannbar ist und daß die Versteileinrichtung (50) über eine am Ventil (20) angreifende Werkstückaufnahme (609 verfügt, welches das vom Zentrierschieber (44) verursachte axiale Spiel mittels einer auf das Ventil (20) axial wirkenden Spannkraft überwindet.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückaufnahmen (60) an der Versteileinrichtung (50) überfedert gelagert ist, derart, daß die Federkraft die axiale Spannkraft erzeugt.
10. Verfahren zum Einstellen eines Ventilhubs, insbesondere eines Ventilnadelhubs eines Einspritzventils, bei dem mit einem Verdrückwerkzeug ein voreingestellter Ventilsitz durch plastische Verformung axial verstellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdrückwerkzeug mit einem ersten Zustellvorgang zugestellt wird und daß anhand der im ersten ZustellVorgang realisierten Werte eine Kennlinie gebildet wird, aus der eine weitere Zustellung für mindestens einen weiteren ZustellVorgang ermittelt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennlinie aus mindestens zwei hintereinander ablaufenden Zustellungen und des dadurch realisierten Zustellweges während des ersten Zustellvorganges ermittelt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Zustellung aus der Kennlinie und dem momentanen Ventilhub ermittelt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der momentane Ventilhub im entlasteten Zustand des Ventilsitzes ermittelt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Zustellung eine Schrittzahl eines Schrittmotors eingesetzt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem ersten ZustellVorgang das Verformen des Ventilsitzes beendet wird, wenn der Ventilhub bereits mit diesem Zustellvorgang erreicht ist.
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