WO2001015859A1 - Verfahren zur kalibrierung von drosselbohrungen, insbesondere in einspritzventilen für brennkraftmaschinen, und vorrichtung zur durchführung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zur kalibrierung von drosselbohrungen, insbesondere in einspritzventilen für brennkraftmaschinen, und vorrichtung zur durchführung des verfahrens Download PDF

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Friedrich Weis
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B31/00—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor
    • B24B31/10—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor involving other means for tumbling of work
    • B24B31/116—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor involving other means for tumbling of work using plastically deformable grinding compound, moved relatively to the workpiece under the influence of pressure

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of patent claim 1 and to an apparatus for carrying out the method according to the preamble of patent claim 5.
  • the invention has for its object to improve the calibration of throttle bores so that a reduction in the scatter of the cavitation-free flow is achieved.
  • the object is achieved in a method of the type described in the introduction or in an apparatus for carrying out this method by the characterizing measures of claim 1 or claim 5.
  • the invention enables a cavitation-free calibration of the throttle bore, since the counter pressure on the outflow side correspondingly reduces the pressure drop and thereby prevents the formation of gas bubbles in the processing liquid. Otherwise, the erosive grinding of the throttle bore can be carried out in a conventional manner (for example using the HE method).
  • the spread of the cavitation-free flow compared to other preprocessing methods can thus be reduced from approximately +/- 3% to approximately +/- 0.6%.
  • the invention can be implemented by means of various exemplary embodiments. Two of them are shown in the drawing and explained in detail below. It shows (each in a schematic block diagram representation):
  • Fig. 1 shows an embodiment of a device for performing the method according to the invention, with the throttle bore to be calibrated upstream flow measuring system, and
  • Fig. 2 shows a modification of the device shown in Fig. 1.
  • a workpiece for example a component from an injector of an injection system for internal combustion engines, with a throttle bore 11 to be calibrated by erosive machining using liquid there is a flow direction of the liquid processing the throttle bore 11 in the direction of arrow 14.
  • the processing liquid initially contained in a tank 15, preferably a mineral oil with a viscosity of approximately 2 cSt and a temperature of approximately 40 ° C., is pumped into a line system 17 by a pump 16 and brought to a suitable processing pressure (for example about 100 bar).
  • a bubble or membrane accumulator 18 compensates for any fluctuations in the delivery pressure of the pump 16.
  • the liquid flows through a flow measuring system 19, which continuously feeds its measurement results into a computer 20.
  • the pressure and temperature of the liquid are also entered into the computer 20 and are tapped at 21 and 22, respectively.
  • the computer controls - via a pump drive motor 23 - pump 16 on the one hand and a shut-off valve 24 on the other hand.
  • the respective actual flow is thus measured in the flow measuring system 19, and a constant comparison with a predetermined target flow takes place in the computer.
  • the shut-off valve closes 24. This results in an exactly regulated flow at the inlet of the throttle bore 11 (at 12).
  • an orifice 28 is arranged which builds up a counterpressure.
  • the back pressure can be checked on a pressure transducer 26.
  • the counterpressure on the outflow side of the throttle bore 11 caused by the orifice 28 prevents cavitation from occurring in the liquid during processing (calibration) of the throttle bore 11.
  • FIG. 2 differs from the embodiment according to FIG. 1 in that instead of the orifice 28 (FIG. 1), a bubble or membrane accumulator 30 is provided for generating a counter pressure.
  • the bladder or membrane accumulator 30 is connected to the outflow line 27 via a branch line 31.
  • a shut-off valve 32 is arranged in the outflow line 27 after the bladder or membrane accumulator 30.
  • the shut-off valve 32 is closed for the duration of the grinding process. After completion of the grinding process, the amount that was conveyed through the throttle bore 11 of the workpiece 10 during the grinding process is discharged via the shut-off valve 32.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
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Abstract

Bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Kalibrierung von Drosselbohrungen, insbesondere in Einspritzventilen für Brennkraftmaschinen, durch hydroerosive Bearbeitung der Drosselbohrung mittels einer Suspension, wird der Ist-Durchsatz mit einem vorgegebenen Soll-Durchsartz verglichen. Bei Übereinstimmung von Ist- und Soll-Durchsatz wird die hydroerosive Bearbeitung beendet. Auf der Abströmseite (13) der Drosselbohrung (11) wird ein die Kavitation der Flüssigkeit hemmender Gegendruck aufgebaut.

Description

Verfahren zur Kalibrierung von Drosselbohrungen, insbesondere in Einspritzventilen für Brennkraftmaschinen, und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Stand der Technik
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 5.
Es ist bekannt, Drosselbohrungen der in Rede stehenden Art durch Suspensionen, z.B. bestehend aus einem mineralischen Öl geeigneter Viskosität und einem Schleifkornanteil hydroerosiv zu bearbeiten und hierbei im Hinblick auf den im (späteren) Betrieb des betreffenden Werkstücks gewünschten Durchfluß zu kalibrieren (sog. HE- Verfahren). Da der Bearbeitungsdruck der Flüssigkeit am Ausgang der Drosselbohrung abfällt, entsteht in der Flüssigkeit Kavitation, die zu einer unerwünschten Streuung des kavitationsfreien Durchflusses der Drosselbohrung führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kalibrierung von Drosselbohrungen so zu verbessern, daß eine Verringerung der Streuung des kavitationsfreien Durchflusses erzielt wird.
Vorteile der Erfindung
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs bezeichneten Gattung bzw. bei einer Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens durch die kennzeichnenden Maßnahmen des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 5 gelöst. Die Erfindung ermöglicht eine kavitationsfreie Kalibrierung der Drosselbohrung, da der Gegendruck auf der Abströmseite den Druckabfall entsprechend verringert und dadurch die Bildung von Gasblasen in der Bearbeitungsflüssigkeit unterbindet. Im übrigen kann die erosive Schleifbearbeitung der Drosselbohrung in herkömmlicher Weise (z.B. nach dem HE- Verfahren) erfolgen.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich somit die Streuung des kavitationsfreien Durchflusses gegenüber anderen Vorbearbeitungsverfahren (z.B. Bohren oder Erodieren) von bisher etwa +/- 3% auf ca. +/- 0,6% reduzieren.
Vorteilhafte Weiterbildungen des verfahrensmäßigen Teils der Erfindung können den Patentansprüchen 2 - 4 entnommen werden. Ausgestaltungen des gegenständlichen Teils der Erfindung enthalten die Patentansprüche 6 und 7.
Zeichnungen
Die Erfindung läßt sich durch diverse Ausfuhrungsbeispiele realisieren. Zwei davon sind zeichnerisch dargestellt und im folgenden detailliert erläutert. Es zeigt (jeweils in schema- tischer Blockschaltbilddarstellung) :
Fig. 1 Eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, mit der zu kalibrierenden Drosselbohrung vorgeschaltetem Durchflußmeßsystem, und
Fig. 2 eine Abwandlung der aus Fig. 1 ersichtlichen Vorrichtung.
Beschreibung der Ausfuhrungsbeispiele
Es bezeichnet 10 ein Werkstück, z.B. ein Bauteil aus einem Injektor einer Einspritzanlage für Brennkraftmaschinen, mit einer durch erosive Bearbeitung mittels Flüssigkeit zu kalibrierenden Drosselbohrung 11. Die Anströmseite des Werkstücks 10 bzw. der Drosselbohrung 11 befindet sich bei 12, die Abströmseite bei 13, woraus sich eine Strömungsrichtung der die Drosselbohrung 11 bearbeitenden Flüssigkeit in Pfeilrichtung 14 ergibt. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, wird die bearbeitende, zunächst in einem Tank 15 enthaltende Flüssigkeit, vorzugsweise ein mineralisches Öl mit einer Viskosität von etwa 2 cSt und einer Temperatur von ca. 40° C, durch eine Pumpe 16 in ein Leitungssystem 17 gepumpt und auf einen geeigneten Bearbeitungsdruck (z.B. etwa 100 bar) gebracht. Ein Blasen- oder Membranspeicher 18 sorgt für einen Ausgleich etwaiger Förderdruckschwankungen der Pumpe 16.
Auf seinem Weg zum Werkstück 10 durchströmt die Flüssigkeit ein Durchflußmeßsystem 19, das seine Meßergebnisse ständig in einen Rechner 20 einspeist. Ebenfalls in den Rechner 20 eingegeben werden Druck und Temperatur der Flüssigkeit, die bei 21, bzw. 22 abgegriffen werden. Der Rechner steuert - über einen Pumpen- Antriebsmotor 23 - einerseits die Pumpe 16, andererseits einen Absperrhahn 24 an. In dem Durchflußmeßsystem 19 wird also der jeweilige Ist-Durchfluß gemessen, und im Rechner erfolgt ein ständiger Vergleich mit einem vorgegebenen Soll-Durchfluß. Wenn die Durchflußdifferenz gegen Null geht, schließt der Absperrhahn 24. Auf diese Weise ergibt sich am Eingang der Drosselbohrung 11 (bei 12) ein exakt geregelter Durchfluss.
Auf der Abströmseite 13 der Drosselbohrung 11 ist eine Blende 28 angeordnet, die einen Gegendruck aufbaut. An einem Druckaufhehmer 26 kann der Gegendruck überprüft werden.
Durch den mittels der Blende 28 bewirkten Gegendruck auf der Abströmseite der Drosselborung 11 wird verhindert, daß während der Bearbeitung (Kalibrierung) der Drosselbohrung 11 in der Flüssigkeit Kavitation auftritt.
Nach Durchströmen der - zu bearbeitenden - Drosselbohrung 11 und der Blende 28 gelangt die Flüssigkeit schließlich in den Sammelbehälter 15. Die Variante nach Fig. 2 unterscheidet sich von der Ausfuhrungsform nach Fig. 1 dadurch, daß anstelle der Blende 28 (Fig. 1) ein Blasen- oder Membranspeicher 30 zur Erzeugung eines Gegendruckes vorgesehen ist. Der Blasen- oder Membranspeicher 30 ist über eine Zweigleitung 31 mit der Abströmleitung 27 verbunden .Im Anschluß an den Blasen- oder Membranspeicher 30 ist in der Abströmleitung 27 ein Absperrhahn 32 angeordnet.
Während der Dauer des Schleifvorganges ist der Absperrhahn 32 geschlossen. Nach Abschluß des Schleifvorganges wird die Menge, die während des Schleifvorganges durch die Drosselbohrung 11 des Werkstücks 10 hindurchgefördert wurde, über den Absperrhahn 32 abgelassen.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Kalibrierung von Drosselbohrungen, insbesondere in Einspritzventilen für Brennkraftmaschinen, durch hydroerosive Bearbeitung der Drosselbohrung mittels einer Flüssigkeit, wobei der Ist-Durchsatz mit einem vorgegebenen Soll-Durchsatz verglichen und bei Übereinstimmung von Ist- und Soll-Durchsatz die hydroerosive Bearbeitung beendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Abströmseite (13) der Drosselbohrung (11) ein die Kavitation der Flüssigkeit hemmender Gegendruck aufgebaut wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegendruck 60 bar oder im wesentlichen 60 bar beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Viskosität und
Temperatur der bearbeitenden Flüssigkeit so gewählt werden, daß sie den Bedingungen der anschließenden Prüfung entsprechen.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Viskosität der bear- beitenden Flüssigkeit 2,5 cSt und die Temperatur 40° C beträgt.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, wobei auf der Anströmseite (12) der zu kalibrierenden Drosselbohrung (11) eine Durchflußmeßeinrichtung (19) angeordnet ist, die zwecks Regelung der Durchflußmenge auf einen Rechner (20) geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich auf der Abströmseite (13) der Drosselbohrung (11) eine Flüssigkeitsleitung (27) anschließt, in der eine den Gegendruck erzeugende Blende (28) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (28)in der Flüssigkeitsleitung (27), im Anschluß an die Einmündung einer zu einem Druckaufiiehmer (26) führenden Zweigleitung (25), angeordnet ist (Fig. 1).
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in die Flüssigkeitsleitung (27), im Anschluß an die Einmündung der Zweigleitung (25), eine weitere Zweigleitung (31) einmündet, die mit einem Blasen- oder Membranspeicher (30) verbunden ist, und daß in der Flüssigkeitsleitung (27), im Anschluß an die Einmündungssteile der weiteren Zweigleitung (31), ein Flüssigkeitsventil (32) ange- ordnet ist (Fig. 2).
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