Die Herstellung von modernen Dieselinjektoren erfolgt heutzu- tage üblicherweise mittels eines zweistufigen Herstellungs- prozesses. In einem ersten Prozess werden die einzelnen Be- standteile der Dieselinjektoren im Rahmen einer Vormontage zusammengebaut und beispielsweise miteinander verschraubt. In einem zweiten Prozess wird der vormontierte Dieselinjektor funktionstauglich eingestellt, das heißt, der Injektor wird derart justiert, dass er zum einen eine möglichst lange Le- bensdauer aufweist und zum anderen einen Beitrag für einen möglichst geringen Kraftstoffverbrauch leistet. Moderne Die- selinjektoren arbeiten mit einem sogenannten piezoelektri- schen Aktor, welcher über ein Hebelelement mit einem Durch- schlagventil gekoppelt ist, so dass durch Anlegen einer ge- eigneten elektrischen Spannung an den piezoelektrischen Aktor das Öffnen oder Schließen des Durchschaltventils gesteuert werden kann. Um die Lebensdauer des Dieselinjektors und das Einspritzverhalten des Dieselinjektors zu optimieren, muss die räumliche Lage des piezoelektrischen Aktors relativ zu dem Hebelelement möglichst genau eingestellt werden. Insbe- sondere bei Dieselinjektoren, welche eine Mehrfacheinsprit- zung erlauben, muss der Abstand zwischen dem piezoelektri- schen Aktor und dem Hebelelement, über welches das Durch-

schaltventil ausgelöst wird, sehr präzise eingestellt werden.

Unter Mehrfacheinspritzung versteht man in diesem Zusammen- hang ein mehrfaches Durchschalten des Injektors innerhalb ei- nes sehr kurzen Zeitspanne, indem das Durchschaltventil mehr- mals hintereinander geöffnet und geschlossen wird.

Aus diesem Grund ist bei modernen Dieselinjektoren der piezo- elektrische Aktor mittels eines Einstellelements relativ zu dem Hebelelement verschiebbar. Auf diese Weise kann eine Ju- stierung des piezoelektrischen Aktors relativ zu dem Hebel- element bis auf wenige Mikrometer genau erreicht werden. Die- se Justierung, mit der das Einspritzverhalten des Diesel- injektors eingestellt wird, wird in der Regel manuell an Handarbeitsplätzen durchgeführt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Einstellen von Injektoren zu schaffen, wobei ein auf einer Fertigungslinie vormontier- ter Injektor funktionstauglich eingestellt wird.

Die verfahrensbezogene Aufgabe wird gelöst durch ein Verfah- ren zum automatischen Einstellen von Injektoren mit den Merk- malen des unabhängigen Anspruchs 1. Das erfindungsgemäße Ver- fahren hat den Vorteil, dass die Injektoreinstellung unabhän- gig von einer Bedienperson erfolgt, so dass die Präzision der Injektoreinstellung erhöht wird. Insbesondere bei der Her- stellung einer Vielzahl von Injektoren kann somit gewährlei- stet werden, dass alle Injektoren weitgehend identisch einge- stellt werden. Durch die Verwendung von mehreren identisch eingestellten Injektoren in einem Dieselmotor mit mehreren Zylindern kann somit das gesamte Motorverhalten verbessert werden.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Anspruch 2 wird ein mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens eingestell- ter Injektor als korrekt eingestellt eingestuft, wenn sämtli- che der erfassten Werte mit vorgegebenen Parametern überein-

stimmen. Alternativ kann die Einstellung des Injektors auch mittels eines Injektortestvorgangs überprüft werden, bei wel- chem der piezoelektrische Aktor mit einem vorbestimmten zeit- lichen Spannungsverlauf beaufschlagt wird. Dabei wird der mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens eingestellte Injek- tor als korrekt eingestellt eingestuft, wenn er bei einem be- stimmten vorgegebenen Spannungspegel durchschaltet. Falls das Durchschalten bei einem anderen Spannungspegel erfolgt, wird der Injektor als nicht korrekt eingestellt eingestuft. Damit kann eine korrekte, das heißt innerhalb einer vorgegebenen Toleranz erfolgte Einstellung des Injektors zuverlässig er- fasst werden.

Gemäß einer in Anspruch 3 offenbarten Ausführungsform der Er- findung wird der Einstellvorgang des Injektors wiederholt, wenn der Injektor zuvor als nicht korrekt eingestellt einge- stuft wurde. Dies hat den Vorteil, dass ein zunächst nicht korrekt eingestellter Injektor nicht aus dem Herstellungspro- zess entfernt werden muss, sondern durch ein erneutes korrek- tes Einstellen zu einem voll funktionstauglichen Injektor ausgebildet wird. Dabei ist es sinnvoll, die Anzahl der zu wiederholenden Einstellvorgänge zu begrenzen. Je nach der Größe des Toleranzbereiches für einen korrekt eingestellten Injektor kann die maximale Anzahl der durchzuführenden Ein- stellungsvorgänge beispielsweise zwischen 1 und 10 oder auch darüber liegen. Dadurch wird sichergestellt, dass beispiels- weise infolge einer fehlerhaften Vormontage des einzustellen- den Injektors das Verfahren gemäß Anspruch 3 nicht unendlich oft durchgeführt wird, was zu einem Fehler in dem gesamten Produktionsablauf führen würde.

Gemäß Anspruch 4 wird ein korrekt eingestellter Injektor nach dem Einstellvorgang von der Mess-und Einstellstation ent- fernt. Somit kann nach dem Entfernen des korrekt eingestell- ten Injektors ein weiterer auf der Fertigungslinie vormon- tierter Injektor mittels der Handhabungsvorrichtung lagerich- tig in die Mess-und Einstellstation bereitgestellt werden.

Dies schafft die Möglichkeit, dass eine Vielzahl von vormon- tierten Injektoren mittels nacheinander durchgeführten Ein- stellvorgängen korrekt eingestellt werden und somit die Pro- duktivität der Injektorherstellung wesentlich erhöht werden kann.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Anspruch 5 wird der piezoelektrische Aktor vor dem Ver- stellen des Einstellelements mit einer bestimmten Abfolge von Ladungsimpulsen beaufschlagt. Auf diese Weise kann die Zuver- lässigkeit des Einstellvorgangs erheblich erhöht werden, da das charakteristische Ausdehnungsverhalten des piezoelektri- schen Aktors bei Anlegen einer bestimmten elektrischen Span- nung von den zuvor an den Aktor angelegten Signalen abhängt.

Durch die Beaufschlagung des piezoelektrischen Aktors mit de- finierten Ladungsimpulsen wird der Aktor vor dem eigentlichen Einstellvorgang in einen genau definierten Zustand gebracht.

Somit kann die Präzision der Injektoreinstellung zusätzlich erhöht werden, so dass insbesondere die Anzahl von erneut durchzuführenden Einstellvorgängen reduziert wird, wenn der Injektor zuvor als nicht korrekt eingestellt eingestuft wur- de.

Gemäß Anspruch 6 wird der Injektor vor dem Verstellen des Einstellelements mit einem ein begrenztes Volumen einnehmen- den Hochdruckreservoir gekoppelt. Durch die Wahl eines rela- tiv kleinen begrenzten Volumen von beispielsweise 5 bis 20 cm'wird beim Durchschalten des Injektors eine relativ große, signifikante Druckänderung bewirkt, welche von einem Manome- ter der Druckerzeugungseinrichtung zuverlässig erfasst werden können.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfin- dung nach Anspruch 8 wird während des Verstellens des Ein- stellelements der Verlauf des an dem Einstellelement anlie- genden Drehmoments, der Verlauf der Winkelstellung des Ein- stellelements, der Verlauf der an dem Aktor anliegenden Span-

nung und/oder der Verlauf des an dem Injektor anliegenden Drucks erfasst. Die Erfassung des gesamten zeitlichen Ver- laufs der jeweiligen Parameter hat den Vorteil, dass im Ver- gleich zu der Erfassung der Parameter an einem einzigen Zeit- punkt eine genauere Beurteilung hinsichtlich der korrekten Einstellung des Injektors vorgenommen werden kann.

Gemäß Anspruch 9 kann der Injektor zusätzlich mittels einer Greifvorrichtung fixiert werden, so dass das Risiko einer Verdrehung des Injektors bei der Verstellung des Einstellele- ments reduziert wird.

Die vorrichtungsbezogene Aufgabe wird gelöst durch eine Vor- richtung zum automatischen Einstellen von Injektoren mit den Merkmalen des Anspruchs 10.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung er- geben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der folgen- den beispielhaften Beschreibung einer derzeit bevorzugten Ausführungsform.

Die einzige Figur zeigt eine Einstellvorrichtung zum automa- tischen Einstellen von Dieselinjektoren gemäß einem Ausfüh- rungsbeispiel der Erfindung.

Im folgenden wird zunächst der Aufbau einer Einstellvorrich- tung 100 zum automatischen Einstellen von Dieselinjektoren anhand der Figur erläutert. Danach wird die Funktion der Ein- stellvorrichtung 100 und das Verfahren zum automatischen Ein- stellen von Dieselinjektoren mittels der Einstellvorrichtung 100 erläutert.

Die Einstellvorrichtung 100 weist eine erste Handhabungsvor- richtung 102 auf, welche eine erste Halterung 103 und eine zweite Halterung 104 umfasst. Die beiden Halterungen 103,104 dienen zum Halten eines vormontierten Dieselinjektors 101, welcher nachfolgend eingestellt werden soll. Die beiden Hal-

terungen 103,104 sind an einem Drehtisch 102a befestigt, welcher mittels eines Antriebs 105 gedreht werden kann. Auf diese Weise kann der Dieselinjektor 101 durch eine 180°- Drehung des ersten Drehtisches 102a an eine Stelle gebracht werden, an welcher der Dieselinjektor 101 an eine zweite Handhabungsvorrichtung 106 übergeben werden kann. Die zweite Handhabungsvorrichtung 106 weist einen zweiten Drehtisch 106a auf, an welchem eine erste Injektoraufnahme 107 und eine zweite Injektoraufnahme 108 ausgebildet sind. Die zweite Handhabungsvorrichtung 106 weist ferner eine Dreheinheit 109 auf, mittels welcher der zweite Drehtisch 106a gedreht werden kann. Bei einer 180°-Drehung des zweiten Drehtisches 106a wird somit ein zuvor an die zweite Handhabungsvorrichtung 106 übergebener Dieselinjektor lagerichtig in der Mess-und Ein- stellstation bereitgestellt. Die Einstellvorrichtung 100 weist ferner eine Haltevorrichtung 114, einen Hochdruckan- schluss 110, eine elektrische Anschlussvorrichtung 111 sowie eine Schraubvorrichtung 112 auf. Mittels der Haltevorrichtung 114 kann ein lagerichtig bereitgestellter Dieselinjektor 101 in seiner Position fixiert werden und somit ein versehentli- ches Verrutschen des Dieselinjektors 101 verhindert werden.

Der Hochdruckanschluss 110 dient der Kopplung des lagerichtig bereitgestellten Dieselinjektors 101 mit einer nicht darge- stellten Druckerzeugungseinrichtung. Die elektrische An- schlussvorrichtung 111 dient der elektrischen Kopplung des piezoelektrischen Aktors des lagerichtig bereitgestellten Dieselinjektors 101 mit einer nicht dargestellten Signaler- zeugungseinrichtung. Der elektrische Kontakt erfolgt dabei über Kontaktzungen, welche in einem Steckergehäuse des Die- selinjektors 101 ausgebildet sind. Der Hochdruckanschluss 110 und die elektrische Anschlussvorrichtung 111 sind entlang ih- rer Längsrichtung verschiebbar gelagert und können mittels eines nicht dargestellten pneumatischen Antriebs entlang die- ser Längsrichtung bewegt werden. Die Haltevorrichtung 114, welche den lagerichtig bereitgestellten Dieselinjektor 101 in seiner Lage fixiert, ist mit einem Antrieb 115 gekoppelt, mittels welchem die Haltevorrichtung 114, welche gemäß dem

hier dargestellten Ausführungsbeispiel einen Gabelschlüssel aufweist, in Richtung des lagerichtig bereitgestellten Die- selinjektors 101 verschoben werden kann.

Die Schraubvorrichtung 112 ist mit einer Drehmomentmessvor- richtung 113 gekoppelt, welche gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel eine Drehmomentmessscheibe ist. Die Schraubvorrichtung 112 und die Drehmomentmessvorrichtung 113 können gemeinsam mittels eines Vertikalantriebes 120 in ver- tikaler Richtung bewegt werden. Somit kann die Schraubvor- richtung 112 von oben an einen lagerichtig bereitgestellten Dieselinjektor 101 herangeführt werden. Das eigentliche Ver- stellen des Einstellelements des lagerichtig bereitgestellten Dieselinjektors 101 erfolgt dadurch, dass die Drehmomentmess- vorrichtung 113 und mit der Drehmomentmessvorrichtung 113 auch die Schraubvorrichtung 112 um eine Achse verdreht wer- den, welche parallel zu der Längsrichtung des lagerichtig be- reitgestellten Dieselinjektors 101 verläuft. Die Drehung der Schraubvorrichtung 112 erfolgt dabei über einen Antrieb 119, welcher über ein Getriebe 118 und eine Zahnstange 117 mit ei- nem Zahnrad 116 gekoppelt ist, welches wiederum mit der Dreh- momentmessvorrichtung 113 verbunden ist.

Die Einstellvorrichtung 100 weist ferner eine Reihe von Plat- ten und Aufbauten auf, welche für den Zusammenhalt, für die Statik und für die mechanische Stabilität der gesamten Ein- stellvorrichtung 100 erforderlich sind. Dazu zählen bei- spielsweise eine Grundplatte 130, ein Grundplattenaufbau 131 und ein Aufbau 132 für die erste Handhabungsvorrichtung 105.

Im folgenden wird das Verfahren zum automatischen Einstellen von Dieselinjektoren 101 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und anhand der in der Figur dargestellten Einstell- vorrichtung 100 näher erläutert. Ein auf einer Fertigungsli- nie vormontierter und vorverschraubter Dieselinjektor 101 wird beispielsweise von einem Förderband an die erste Handha- bungsvorrichtung 102 übergeben. Durch eine 180°-Drehung der

ersten Handhabungsvorrichtung 102 wird der Dieselinjektor 101 an eine Position gebracht, an der er von der zweiten Handha- bungsvorrichtung 106 übernommen werden kann. Nach einer wei- teren 180°-Drehung durch die zweite Handhabungsvorrichtung 106 ist der Dieselinjektor 101 lagerichtig in der Mess-und Einstellstation bereitgestellt. Danach wird der lagerichtig bereitgestellte Dieselinjektor 101 fixiert, indem die Halte- vorrichtung 114 seitlich an den Dieselinjektor 101 herange- fahren und verblockt wird. Die Haltevorrichtung 114 weist ge- mäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung einen nicht dargestellten Gabelschlüssel auf, mittels welchem der lagerichtig bereitgestellte Dieselinjektor 101 in einem unteren Teilabschnitt fixiert wird. Der Dieselinjektor 101 wird ferner mittels einer in der Figur nicht dargestellten Greifvorrichtung fixiert, welche ebenfalls die Form eines Ga- belschlüssels aufweist und an einem oberen Teilabschnitt des lagerichtig bereitgestellten Dieselinjektors 101 angreift.

Sowohl durch die Haltevorrichtung 114 als auch durch die nicht dargestellte Greifvorrichtung kann das bei einem Ver- stellen des Einstellelements des lagerichtig bereitgestellten Dieselinjektors 101 auftretende Drehmoment kompensiert wer- den. Nach der Fixierung des lagerichtig bereitgestellten Die- selinjektors 101 wird sowohl der Hochdruckanschluss 110 als auch die elektrische Anschlussvorrichtung 111 an den Diese- linjektor 101 herangefahren. Über den Hochdruckanschluss 110 wird der Dieselinjektor 101 mit einer nicht dargestellten Druckerzeugungseinrichtung gekoppelt und somit ein Druck von ca. 40 bar an den Hochdruckanschluss des Dieselinjektors an- gelegt. Mittels der elektrischen Anschlussvorrichtung 101 wird der piezoelektrische Aktor des Dieselinjektors 101 mit einer elektrischen Anschlussvorrichtung 111 gekoppelt. Die elektrische Kontaktierung erfolgt dabei über Kontaktzungen, welche in einem Steckergehäuse des Dieselinjektors 101 ausge- bildet sind.

Um den piezoelektrischen Aktor des Dieselinjektors 101 in ei- nen definierten Ausgangszustand zu bringen, wird der piezo-

elektrische Aktor für eine bestimmte Zeitspanne beispielswei- se mit einer Frequenz von 50 Hz mit Ladungsimpulsen beauf- schlagt, bei welchen jeweils eine bestimmte vorgegebene La- dungsmenge auf den piezoelektrischen Aktor übertragen wird.

Nach dem Verstreichen einer bestimmten Wartezeit von bei- spielsweise 2 bis 4 Sekunden geht der piezoelektrische Aktor dann in einen relativ genau definierten Ausgangszustand über.

Danach wird die Schraubvorrichtung 112, welche einen zen- trisch über dem lagerichtig bereitgestellten Dieselinjektor 101 gelagerten Gabelschlüssel aufweist, pneumatisch mittels des Vertikalantriebs 120 nach unten gefahren. Dabei sucht sich der Gabelschlüssel die Schlüsselflächen des Einstellele- ments, welches eine Hohlschraube bzw. eine Mutter ist und den Dieselinjektor 101 umgibt. Gemäß dem in der Figur dargestell- ten Ausführungsbeispiel der Erfindung weisen die Schlüssel- flächen des Einstellelements eine Schlüsselweite von 27 mm auf. Danach wird die Schraubvorrichtung 112 über einen Zahn- antrieb angetrieben, welcher den Antrieb 119, das Getriebe 118, die Zahnstange 117 und das Zahnrad 116 umfasst. Zur Ver- meidung von Beschädigungen an dem Zahnradantrieb ist nach dem Antrieb 119 eine in der Figur nicht dargestellte Überlast- kupplung vorgesehen.

Beim Schraubvorgang werden während der gesamten Schraubbewe- gung das an dem Einstellelement angreifende Drehmoment, die an dem piezoelektrischen Aktor anliegende Spannung und die momentane Winkelposition der Schraubvorrichtung erfasst. Das an dem Einstellelement angreifende Drehmoment wird durch die Drehmomentmessvorrichtung 113 erfasst. Die an dem piezoelek- trischen Aktor anliegende Spannung wird von der nicht darge- stellten elektrischen Signalerzeugungseinrichtung erfasst, welche über die elektrische Anschlussvorrichtung 111 mit dem piezoelektrischen Aktor gekoppelt ist. Das Einstellelement des einzustellenden Dieselinjektors 101 wird so lange ver- stellt, bis bei einer bestimmten Stellung des Einstellele- ments der Dieselinjektor 101 durchschaltet. Dabei fällt der

über den Hochdruckanschluss 110 an den Dieselinjektor ange- legte Druck ab. Der resultierende Druckabfall wird erfasst und zusammen mit den Werten für das an dem Einstellelement anliegende Drehmoment, für die an dem piezoelektrischen Aktor anliegende Spannung und für die Winkelstellung des Einstell- elements mit vorgegebenen Parametern verglichen. Stimmen nun sämtliche der erfassten Werte mit den vorgegebenen Parametern überein, so wird der Dieselinjektor 101 als korrekt einge- stellt eingestuft. Stimmen nicht sämtliche der erfassten Wer- te mit den vorgegebenen Parametern überein, so wird der Die- selinjektor 101 als nicht korrekt eingestellt eingestuft.

Wird der Dieselinjektor 101 als nicht korrekt eingestellt eingestuft, so wird das Einstellelement des Dieselinjektors 101 in eine Ausgangsstellung zurückgedreht werden und der zu- vor beschriebene Einstellvorgang erneut durchgeführt. Alter- nativ kann der eingestellte'Dieselinjektor 101 auch einem In- jektor-Testvorgang unterzogen werden, mit dem die Einstellung des Dieselinjektors 101 genauer überprüft wird. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird bei dem Injektor- Testvorgang der piezoelektrische Aktor mit einem in Form ei- ner Rampe zeitlich ansteigenden Spannungsverlauf beaufschlagt und der Spannungspegel erfasst, bei dem der eingestellte Die- selinjektor 101 durchschaltet. Je nach Höhe des Spannungspe- gels, bei dem der eingestellte Dieselinjektor 101 durchschal- tet, wird der Injektor als korrekt oder als nicht korrekt eingestuft.

Wird nach einem automatischen Einstellen des Dieselinjektors 101 und eventuell nach einem durchgeführten Injektor- Testvorgang der Dieselinjektor 101 als korrekt eingestellt eingestuft, so werden danach der Hochdruckanschluss 110, die elektrische Anschlussvorrichtung 111, die Schraubvorrichtung 112, die Haltevorrichtung 114 und die nicht dargestellte Greifvorrichtung in ihre Ausgangsstellung zurückgefahren. Der eingestellte Dieselinjektor 101 wird dann mittels der zweiten Handhabungsvorrichtung 106 und der ersten Handhabungsvorrich-

tung 102 von der Mess-und Einstellstation entfernt und gleichzeitig wird ein neuer einzustellender Dieselinjektor 101 zugeführt.

Bei einem nicht korrekt eingestellten Injektor 101 wird der oben beschriebene Einstellvorgang erneut durchgeführt.

Es wird darauf hingewiesen, dass insbesondere zur Vermeidung von störenden Vibrationen alle Bewegungen innerhalb der Ein- stellvorrichtung 100 bevorzugt pneumatisch angetrieben wer- den.

Zusammenfassend schafft die Erfindung eine Einstellvorrich- tung 100 und ein Verfahren für eine automatische Einstellung von Injektoren 101 mit einem piezoelektrischen Aktor, einem Durchschaltventil, einem mit dem Durchschaltventil gekoppel- ten Hebelelement und einem mit dem Aktor gekoppelten Ein- stellelement. Die Einstellung erfolgt über eine genau Justie- rung des räumlichen Abstandes zwischen dem Aktor und dem He- belelement. Dabei wird ein einzustellender Injektor 101 zu- nächst lagerichtig in einer Mess-und Einstellstation bereit- gestellt und über einen Hochdruckanschluss 110 mit einer Druckerzeugungseinrichtung und über eine elektrische An- schlussvorrichtung 111 mit einer elektrischen Signalerzeu- gungseinrichtung gekoppelt. Danach wird das Einstellelement des Dieselinjektors 101 derart verdreht, dass der Injektors 101 bei einer bestimmten Stellung des Einstellelements durch- schaltet. Dabei werden die aktuellen Werte für das an dem Einstellelement anliegende Drehmoment, für die Winkelstellung des Einstellelements, für die an dem Aktor anliegende Erre- gerspannung und für den durch das Durchschalten verursachten Druckabfall erfasst und mit vorgegebenen Parametern vergli- chen. Stimmen sämtliche Messwerte mit den vorgegebenen Para- metern überein, so ist der Dieselinjektor 101 korrekt einge- stellt.