Beschreibung Pumpe-Düse-Einheit und Verfahren zur Einstellung des Öff- nungsdruckes derselben Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen des Dü- senöffnungsdruckes einer Pumpe-Düse-Einheit zum Zuführen von Kraftstoff in einen Verbrennungsraum einer Brennkraftma- schine, wobei die Pumpe-Düse-Einheit aufweist : eine Kraft- stoffeinspritzdüse, die eine zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung hin und her bewegliche Düsennadel aufweist, eine Feder, die auf die Düsennadel eine Schließ- kraft ausübt, deren Höhe von einer auf die Feder ausgeübten Vorspannkraft abhängt, und einen ersten Druckraum der mit ei- nem ersten Druck beaufschlagt werden kann, wobei durch den ersten Druck eine Öffnungskraft auf die Düsennadel ausgeübt wird. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Pumpe-Düse-Ein- heit zum Zuführen von Kraftstoff in einen Verbrennungsraum einer Brennkraftmaschine, insbesondere eine Pumpe-Düse- Einheit deren Düsenöffnungsdruck mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eingestellt wurde, mit einer Kraftstoffeinspritzdü- se, die eine zwischen einer Schließstellung und einer Öff- nungsstellung hin und her bewegliche Düsennadel aufweist, und mit einer Feder, durch die auf die Düsennadel eine Schließ- kraft ausgeübt wird, deren Höhe von einer auf die Feder aus- geübten ausgewählten Vorspannkraft abhängt.

Derartige Pumpe-Düse-Einheiten werden insbesondere im Zusam- menhang mit druckgesteuerten Einspritzsystemen verwendet. Ein wesentliches Merkmal eines druckgesteuerten Einspritzsystems besteht darin, dass die Kraftstoffeinspritzdüse öffnet, so- bald eine zumindest von aktuell herrschenden Drücken beein- flusste Öffnungskraft auf die Düsennadel ausgeübt wird. Der- artige druckgesteuerte Einspritzsysteme dienen der Kraft- stoffdosierung, der Kraftstoffaufbereitung, der Formung des Einspritzverlaufs und einer Abdichtung der Kraftstoffzufüh- rung gegen den Verbrennungsraum der Brennkraftmaschine. Mit

druckgesteuerten Einspritzsystemen lässt sich der zeitliche Verlauf des Mengenstroms während der Einspritzung in vorteil- hafter Weise steuern. Damit kann ein positiver Einfluss auf die Leistung, den Kraftstoffverbrauch und die Schadstoffemis- sion des Motors genommen werden.

Bei den gattungsgemäßen Pumpe-Düse-Einheiten ist die Kraft- stoffpumpe und die Kraftstoffeinspritzdüse als integriertes Bauteil ausgebildet. Für jeden Verbrennungsraum der Brenn- kraftmaschine wird zumindest eine Pumpe-Düse-Einheit vorgese- hen, die in der Regel in den Zylinderkopf eingebaut wird. Die Kraftstoffpumpe umfasst dabei typischerweise einen in einem Kraftstoffpumpenzylinder hin und her beweglichen Kraftstoff- pumpenkolben, der entweder direkt über einen Stößel oder in- direkt über Kipphebel von einer Nockenwelle der Brennkraftma- schine angetrieben wird. Der üblicherweise einen zweiten Druckraum bildende Abschnitt des Kraftstoffpumpenzylinders ist über ein Steuerventil mit einem Kraftstoff- Niederdruckbereich verbindbar, wobei bei geöffnetem Steuer- ventil Kraftstoff von dem Kraftstoff-Niederdruckbereich in den zweiten Druckraum angesaugt und bei weiterhin geöffnetem Steuerventil von dem zweiten Druckraum in den Kraftstoff- Niederdruckbereich zurückgedrückt wird. Sobald das Steuerven- til geschlossen wird, erfolgt durch den Kraftstoffpumpenkol- ben eine Komprimierung des in dem zweiten Druckraum befindli- chen Kraftstoffs und somit ein Druckaufbau. Der zweite Druck- raum steht mit einem ersten Druckraum in Verbindung, wobei ein in dem ersten Druckraum herrschender erster Druck eine Öffnungskraft auf die Düsennadel ausübt, beispielsweise auf einen eine Schulter aufweisenden Abschnitt der Düsennadel.

Der in dem ersten Druckraum herrschende erste Druck, bei dem die Düsennadel öffnet und eine Einspritzung stattfindet, wird als Düsenöffnungsdruck bezeichnet. Um die Funktionsanforde- rungen an eine Pumpe-Düse-Einheit zu erfüllen, ist es erfor- derlich, den Düsenöffnungsdruck einzustellen, wobei die Ein- stelltoleranz umso genauer sein muss, je höher die Düsenöff-

nungsdrücke sind. Es ist bekannt, zur Einstellung des Düsen- öffnungsdrucks zumindest die die Feder aufnehmende Komponente und die Feder sowie die Kraftstoffeinspritzdüse auf einer Grundscheibe vorzumontieren und anschließend den Ist- Düsenöffnungsdruck auf einem Druckprüfstand zu messen. Aus dem gemessenen Ist-Düsenöffnungsdruck, einem vorgegebenen Soll-Düsenöffnungsdruck und der Federrate der Feder kann die erforderliche Dicke einer Einlegescheibe berechnet werden, die zur Vorspannung der Feder und damit zur Veränderung des Düsenöffnungsdrucks in die Pumpe-Düse-Einheit eingelegt wird.

Zum Einlegen der Einlegescheibe muss die Pumpe-Düse-Einheit beim Stand der Technik zumindest teilweise demontiert und nach dem Einlegen der Einstellscheibe wieder zusammengesetzt werden. Anschließend ist es in vielen Fällen erforderlich, den durch das Einlegen der Einlegscheibe veränderten Düsen- öffnungsdruck erneut auf dem Druckprüfstand zu überprüfen.

Sollte der Soll-Düsenöffnungsdruck mit der montierten Einle- gescheibe noch nicht erzielt werden, so ist es erforderlich, die Pumpe-Düse-Einheit erneut zu demontieren und eine Einle- gescheibe mit einer anderen Dicke einzusetzen.

Das vorstehend erläuterte Verfahren ist aufgrund der erfor- derlichen Demontage-und Montageschritte sowie der zeitlich von diesen getrennten Messung des Ist-Düsenöffnungsdrucks sehr aufwendig und daher mit hohen Kosten verbunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäßen Verfahren und die gattungsgemäßen Pumpe-Düse-Einheiten derart weiterzubilden, dass ein exakter Düsenöffnungsdruck in kos- tengünstiger Weise sichergestellt wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen An- sprüche gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfin- dung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Das erfindungsgemäße Verfahren baut auf dem gattungsgemäßen Stand der Technik dadurch auf, dass es die folgenden gleich- zeitig ausgeführten Schritte umfasst : Beaufschlagen des ers- ten Druckraums mit einem ersten Druck, und Variieren der auf die Feder ausgeübten Vorspannkraft, bis eine ausgewählte Vor- spannkraft erreicht ist, bei der sich die Düsennadel bei der gewünschten Höhe des ersten Druckes in die Öffnungs-bezie- hungsweise Schließstellung bewegt. Dabei kann neben der auf die Feder ausgeübten Vorspannkraft gegebenenfalls auch der erste Druck variiert werden, wenn dies vorteilhaft ist. Wei- terhin ist zu beachten, dass der erste Druck zur Einstellung des Düsenöffnungsdrucks vorzugsweise nicht über die der Pum- pe-Düse-Einheit zumindest im betriebsbereiten Zustand zuge- ordnete Kraftstoffpumpe erzeugt wird, sondern extern. Die Be- wegung der Düsennadel in die Öffnungs-beziehungsweise Schließstellung kann beispielsweise direkt und/oder über den Verlauf des ersten Druckes detektiert werden. Das erfindungs- gemäße Verfahren ermöglicht es, den Düsenöffnungsdruck ohne (mehrfache) Demontage-und Montageschritte sehr genau einzu- stellen und ergibt eine stabile Pumpenfunktion. Weiterhin ist das erfindungsgemäße Verfahren zumindest bei bevorzugten Aus- führungsformen voll automatisch durchführbar.

Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Ver- fahrens ist weiterhin vorgesehen, dass ein Endabschnitt der Feder in einer ausgewählten Stellung arretiert wird, die der Endabschnitt der Feder einnimmt, wenn die ausgewählte Vor- spannkraft auf die Feder ausgeübt wird. Die Arretierung des Endabschnitts der Feder erfolgt vorzugsweise ebenfalls voll automatisch, entweder während die ausgewählte Vorspannkraft ermittelt wird oder im Anschluss daran.

Im vorstehend erläuterten Zusammenhang sieht eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, dass die Arretierung des Endabschnitts der Feder in der ausgewählten Stellung durch ein in die Pumpe-Düse-Einheit eingesetztes Vorspannelement erfolgt, das die ausgewählte Stellung des

Endabschnitts der Feder erzwingt. Um die ausgewählte Stellung des Endabschnitts der Feder zu erzwingen, kann das Vorspann- element entweder direkt oder indirekt, beispielsweise über ein weiteres Element, auf den Endabschnitt der Feder einwir- ken.

Bei bestimmten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Ver- fahrens kann vorgesehen sein, dass das Vorspannelement mit geeigneten Abmessungen vorgesehen wird, um die ausgewählte Stellung des Endabschnitts der Feder zu erzwingen. Eine Pum- pe-Düse-Einheit, deren Düsenöffnungsdruck entsprechend dieser Ausführungsform eingestellt wurde, lässt sich im fertigmon- tierten Zustand unter Umständen nicht von einer Pumpe-Düse- Einheit unterscheiden, deren Düsenöffnungsdruck mit dem ein- gangs erläuterten bekannten Verfahren eingestellt wurde. Den- noch lässt sich auch diese Ausführungsform des erfindungsge- mäßen Verfahrens sehr viel einfacher durchführen als die be- kannten Verfahren, da die geeigneten Abmessungen des Vor- spannelements im Gegensatz zum Stand der Technik nicht über die Federrate der Feder und so weiter berechnet werden müs- sen, sondern beispielsweise über eine Längenmessung oder eine hydraulische Öffnungsdruckmessung direkt ermittelt werden können, so dass eine mehrfache Demontage und Montage in jedem Fall vermieden werden kann.

Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Ver- fahrens ist jedoch vorgesehen, dass das Vorspannelement in einer ausgewählten Stellung arretiert wird, um die ausgewähl- te Stellung des Endabschnitts der Feder zu erzwingen. Da das Vorspannelement in diesem Fall in einer ausgewählten Stellung arretiert wird, die die ausgewählte Vorspannkraft sicher- stellt, ist es bei dieser Ausführungsform nicht erforderlich, Vorspannelemente mit definierten Längenklassen bereitzustel- len.

Im vorstehend erläuterten Zusammenhang wird insbesondere be- vorzugt, dass das Vorspannelement durch Reib-und/oder Form-

schluss in seiner ausgewählten Stellung arretiert wird. Dabei wird ein Reibschluss besonders bevorzugt, beispielsweise ein Reibschluss mit einem Reibungsbeiwert von 0, 1-0, 2.

Gegebenenfalls kann im vorstehend erläuterten Zusammenhang weiterhin vorgesehen sein, dass das Vorspannelement zur Er- zielung des Reib-und/oder Formschlusses umgeformt wird. Eine derartige Umformung kann beispielsweise erzielt werden, indem das Vorspannelement in einen konischen Abschnitt der Feder- kammer gepresst wird.

Weiterhin kann es vorteilhaft sein, dass das Vorspannelement in Form einer Hülse oder einer geschlitzten Hülse ausgebildet ist.

Zusätzlich oder alternativ kommen Ausführungsformen in Be- tracht, bei denen vorgesehen ist, dass das Vorspannelement in Form eines Napfes ausgebildet ist, in dessen Boden eine Boh- rung vorgesehen ist.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Vorspannelement zu- mindest abschnittsweise konisch ausgebildet ist.

Wie dies vorstehend bereits angedeutet wurde, kann bei be- stimmten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens weiterhin vorgesehen sein, dass das Vorspannelement in einem konischen Abschnitt der Pumpe-Düse-Einheit angeordnet wird.

Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform des erfin- dungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Variation der Vorspannkraft durch Veränderung der Stellung des Vor- spannelementes erfolgt. Zu diesem Zweck kann das Vorspannele- ment beispielsweise mit Hilfe eines Einziehstempels solange schrittweise oder kontinuierlich in die Federkammer gepresst werden, bis sich der erwünschte Düsenöffnungsdruck ergibt.

Die zum Einpressen des Vorspannelements erforderliche Kraft ist dabei vorzugsweise deutlich höher als die ausgewählte

Vorspannkraft. Dies kann beispielsweise sichergestellt wer- den, indem eine geeignete Reibungszahl beziehungsweise ein geeigneter Reibungsbeiwert vorgesehen wird.

Bei einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die'Variation der Vorspann- kraft durch Veränderung der Stellung eines Dornes erfolgt.

Bei dieser Ausführungsform kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der zum Einpressen des Vorspannelements vorgesehe- ne Einziehstempel eine Bohrung aufweist, durch die sich der Dorn erstreckt, wobei ein Endabschnitt des Dorns direkt oder indirekt auf den Endabschnitt der Feder einwirken kann. Bei dieser Lösung ist es möglich, die Vorspannkraft zur Ermitt- lung der ausgewählten Vorspannkraft zu erhöhen und anschlie- ßend auch wieder zu verringern. Der Dorn kann dabei bei- spielsweise über eine Lochscheibe auf den Endabschnitt der Feder einwirken. Das Vorspannelement wird durch den Einzieh- stempel vorzugsweise erst dann in seine endgültige ausgewähl- te Stellung gebracht, wenn die ausgewählte Vorspannkraft er- mittelt ist.

Die erfindungsgemäße Pumpe-Düse-Einheit baut auf dem gat- tungsgemäßen Stand der Technik dadurch auf, dass die Höhe der ausgewählten Vorspannkraft von einer ausgewählten Stellung eines Vorspannelementes abhängt, in der das Vorspannelement in der Pumpe-Düse-Einheit arretiert ist. Die erfindungsgemä- ßen Pumpe-Düse-Einheiten unterscheiden sich von den bekannten Pumpe-Düse-Einheiten dadurch, dass die Höhe der ausgewählten Vorspannkraft nicht über ein Vorspannelement mit definierten Abmessungen, beispielsweise eine Einlegescheibe mit definier- ter Dicke, sondern über die Stellung beziehungsweise Position des Vorspannelements in der Pumpe-Düse-Einheit festgelegt wird. Derartige Pumpe-Düse-Einheiten lassen sich kostengüns- tiger herstellen als die bekannten Pumpe-Düse-Einheiten, da die Einstellung des Düsenöffnungsdruckes über die Stellung des Vorspannelementes kostengünstig durchgeführt werden kann, beispielsweise durch das erfindungsgemäße Verfahren.

Bei der erfindungsgemäßen Pumpe-Düse-Einheit ist vorzugsweise weiterhin vorgesehen, dass das Vorspannelement eine ausge- wählte Stellung eines Endabschnitts der Feder erzwingt.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Pum- pe-Düse-Einheit ist weiterhin vorgesehen, dass das Vorspann- element durch Reib-und/oder Formschluss in seiner ausgewähl- ten Stellung arretiert ist.

In diesem Zusammenhang kann weiterhin vorgesehen sein, dass das Vorspannelement zur Erzielung des Reib-und/oder Form- schlusses umgeformt ist.

Ähnlich wie das erfindungsgemäße Verfahren umfasst auch die erfindungsgemäße Pumpe-Düse-Einheit Ausführungsformen, bei denen vorgesehen ist, dass das Vorspannelement in Form einer Hülse oder einer geschlitzten Hülse ausgebildet ist.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Vorspannelement in Form eines Napfes ausgebildet ist, in dessen Boden eine Boh- rung vorgesehen ist.

Auch bei der erfindungsgemäßen Pumpe-Düse-Einheit kann vorge- sehen sein, dass das Vorspannelement zumindest abschnittswei- se konisch ausgebildet ist.

Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass das Vorspannelement in einem konischen Abschnitt der Pumpe-Düse- Einheit angeordnet ist.

Wesentlich für die Erfindung ist die Erkenntnis, dass der Dü- senöffnungsdruck sehr genau und kostengünstig eingestellt werden kann, wenn die Vorspannkraft der Feder bei mit Druck beaufschlagtem ersten Druckraum solange variiert wird, bis das gewünschte Einspritzverhalten erzielt ist.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert.

Es zeigen : Figur 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpe-Düse-Einheit ; Figur 2 eine schematische Darstellung, die das Einstellen des Düsenöffnungsdrucks gemäß einer ersten Ausfüh- rungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens veran- schaulicht ; Figur 3a einen Graph, der einen möglichen Verlauf der auf die Feder ausgeübten Vorspannkraft in Abhängigkeit von der Zeit für die erste Ausführungsform des er- findungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht ; Figur 3b einen Graph, der einen möglichen Verlauf für den Pumpendruck in Abhängigkeit von der Zeit für die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfah- rens veranschaulicht ; Figur 3c einen Graph, der einen möglichen Verlauf für den ersten Druck sowie das Öffnungs-und Schließverhal- ten der Düsennadel in Abhängigkeit von der Zeit veranschaulicht, für den in Figur 3a dargestellten Kraftverlauf und den in Figur 3b dargestellten Druckverlauf ; Figur 3d das Einspritzverhalten der Pumpe-Düse-Einheit in Abhängigkeit von der Zeit, für den in Figur 3a dar- gestellten Kraftverlauf und den in Figur 3b darge- stellten Druckverlauf ;

Figur 4 eine schematische Darstellung, die das Einstellen des Düsenöffnungsdrucks gemäß einer zweiten Ausfüh- rungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens veran- schaulicht ; Figur 5a einen Graph, der einen möglichen Verlauf der auf die Feder ausgeübten Vorspannkraft in Abhängigkeit von der Zeit für die zweite Ausführungsform des er- findungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht ; Figur 5b einen Graph, der einen möglichen Verlauf für den Pumpendruck in Abhängigkeit von der Zeit für die zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver- fahrens veranschaulicht ; Figur 5c einen Graph, der einen möglichen Verlauf für den ersten Druck sowie das Öffnungs-und Schließverhal- ten der Düsennadel in Abhängigkeit von der Zeit veranschaulicht, für den in Figur 5a dargestellten Kraftverlauf und den in Figur 5b dargestellten Druckverlauf ; Figur 5d das Einspritzverhalten der Pumpe-Düse-Einheit in Abhängigkeit von der Zeit, für den in Figur 5a dar- gestellten Kraftverlauf und den in Figur 5b darge- stellten Druckverlauf ; Figur 6a einen Graph, der einen möglichen Verlauf der auf die Feder ausgeübten Vorspannkraft in Abhängigkeit von der Zeit für eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht ; Figur 6b einen Graph, der einen möglichen Verlauf für den Pumpendruck in Abhängigkeit von der Zeit für die dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver- fahrens veranschaulicht ;

Figur 6c einen Graph, der einen möglichen Verlauf für den ersten Druck sowie das Öffnungs-und Schließverhal- ten der Düsennadel in Abhängigkeit von der Zeit veranschaulicht, für den in Figur 6a dargestellten Kraftverlauf und den in Figur 6b dargestellten Druckverlauf ; Figur 6d das Einspritzverhalten der Pumpe-Düse-Einheit in Abhängigkeit von der Zeit, für den in Figur 6a dar- gestellten Kraftverlauf und den in Figur 6b darge- stellten Druckverlauf ; Figur 7 eine schematische Darstellung eines Vorspannelemen- tes in Form einer Hülse oder einer geschlitzten Hülse ; Figur 8 eine schematische Darstellung eines Vorspannelemen- tes in Form eines tiefgezogenen oder fliessgepress- ten und gelochten Napfes ; und Figur 9 eine schematische Darstellung eines Vorspannelemen- tes in Form eines konischen Stopfens.

Figur 1 zeigt eine schematisch dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpe-Düse-Einheit. Die dargestellte Pumpe-Düse-Einheit 10 zum Zuführen von Kraftstoff 12 in einen Verbrennungsraum 14 einer Brennkraftmaschine weist eine Kraftstoffpumpe 32-40 auf. Dabei ist ein Kraftstoffpumpenkol- ben 36 in einem Kraftstoffpumpenzylinder 34 hin und her be- wegbar. Der Kraftstoffpumpenkolben 36 wird direkt oder indi- rekt über eine nicht dargestellte Nockenwelle der Brennkraft- maschine angetrieben. Der Kompressionsraum des Kraftstoffpum- penzylinders 34 bildet einen zweiten Druckraum 32. Der zweite Druckraum 32 ist über eine Kraftstoffleitung 38 mit einem an sich bekannten piezoelektrisch betriebenen Steuerventil 40 verbunden. Das Steuerventil 40 dient dazu, die Kraftstofflei- tung 38 entweder zu verschließen oder mit einem Kraftstoff-

Niederdruckbereich 42 zu verbinden, aus dem Kraftstoff 12 an- gesaugt werden kann. In seiner geöffneten Ruhestellung wird bei einer bezogen auf Figur 1 nach oben gerichteten Bewegung des Kraftstoffpumpenkolbens 36 Kraftstoff 12 aus dem Kraft- stoff-Niederdruckbereich 42 in den zweiten Druckraum 32 ange- saugt. Sofern das Steuerventil 40 sich bei einer bezogen auf Figur 1 nach unten gerichteten Bewegung des Kraftstoffpumpen- kolbens 36 noch in seiner geöffneten Ruhestellung befindet, kann vorher in den zweiten Druckraum 32 angesaugter Kraft- stoff 12 wieder zurück in den Kraftstoff-Niederdruckbereich 42 gedrückt werden. Bei einer Ansteuerung des Steuerventils 40 verschließt dieses die Kraftstoffleitung 38. Dadurch wird der in den zweiten Druckraum 32 angesaugte Kraftstoff 12 bei einer nach unten gerichteten Bewegung des Kraftstoffpumpen- kolbens 36 komprimiert, wodurch der zweite Druck P32 in dem zweiten Druckraum 32 erzeugt wird. Die dargestellte Pumpe- Düse-Einheit 10 umfasst weiterhin eine insgesamt mit 16 be- zeichnete Kraftstoffeinspritzdüse, die eine zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung hin und her beweg- liche Düsennadel 18 aufweist. Der bezogen auf Figur 1 obere Endabschnitt der Düsennadel 18 weist eine Scheibe 48 und ei- nen Führungsbolzen 56 auf, der bei der in Figur 1 dargestell- ten Ausführungsform in einer Federkammer 30 geführt ist. Eine Feder 20 ist in der Federkammer 30 angeordnet und übt eine nach unten gerichtete Schließkraft auf die Scheibe 48 und den Führungsbolzen 56 und somit die Düsennadel 18 aus. Der obere Endabschnitt 24 der Feder 20 stützt sich an einem napfförmi- gen Vorspannelement 26 ab, das in einer ausgewählten Stellung Ys in der Federkammer 30 arretiert ist. Die in Figur 1 auf den oberen Rand des Verschlusselementes 26 bezogene ausge- wählte Stellung Ys des Verschlusselements 26 erzwingt eine ausgewählte Stellung Xs des Endabschnitts 24 der Feder 20.

Über die ausgewählte Stellung Ys des Verschlusselements 26 beziehungsweise die ausgewählte Stellung Xs des Endabschnitts 24 der Feder 20 ist eine ausgewählte Vorspannkraft Fs einge- stellt, die auf die Feder 20 ausgeübt wird. Die Höhe dieser ausgewählten Vorspannkraft Fs beeinflusst den Düsenöffnungs-

druck, was nachfolgend noch näher erläutert wird. Ein erster Druckraum 22 umgibt einen Abschnitt der Düsennadel 18, der eine Schulter 46 aufweist. Der erste Druckraum 22 kommuni- ziert über eine Verbindungsleitung 44 mit dem zweiten Druck- raum 32. Somit übt in dem ersten Druckraum 22 unter einem ersten Druck P22 stehender Kraftstoff eine Öffnungskraft auf die Düsennadel 18 aus. Diese Öffnungskraft wirkt der von der Feder 20 auf die Scheibe 48 und den Führungsbolzen 56 ausge- übten Schließkraft entgegen. Es ist zu erkennen, dass die ausgewählte Stellung Ys des Vorspannelements 26 beziehungs- weise die ausgewählte Stellung Xs des Endabschnitts 24 der Feder 20 die Höhe des in dem ersten Druckraum 22 erforderli- chen ersten Druckes P22s definiert, der zum Öffnen der Düsen- nadel 18 und damit zu einem Einspritzvorgang führt. Das Ver- schlusselement 26 ist in der Federkammer 30 durch Reibschluss arretiert, wobei beispielsweise ein Reibungsbeiwert von 0, 1- 0,2 vorgesehen sein kann. Obwohl dies in Figur 1 nicht darge- stellt ist, kann das Verschlusselement 26 und/oder die Feder- kammer 30 zumindest abschnittsweise konisch ausgebildet sein, um die Arretierung des Verschlusselementes 26 in der Feder- kammer 30 zu erleichtern. Weiterhin kann, obwohl dies eben- falls nicht dargestellt ist, auch die Federkammer 30 und/oder ein anderer Bereich der Pumpe-Düse-Einheit mit einem Druck beaufschlagt werden, um das Öffnungsverhalten der Düsennadel 18 zu beeinflussen. Beispielsweise würde ein in der Federkam- mer 30 herrschender Druck zusätzlich zu der durch die Feder 20 erzeugten Schließkraft eine weitere Schließkraft auf die Scheibe 48 und den Führungsbolzen 56 ausüben. Um die ausge- wählte Stellung Ys des Vorspannelementes 26 zu ermitteln und das Vorspannelement 26 in dieser Stellung zu arretieren, kann in vorteilhafter Weise das erfindungsgemäße Verfahren einge- setzt werden, wie dies nachfolgend noch näher erläutert wird.

Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung, die das Einstel- len des Düsenöffnungsdrucks gemäß einer ersten Ausführungs- form des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht. Dabei ist in einer nur abschnittsweise dargestellten Federkammer 30

eine Feder 20 angeordnet, deren nicht dargestellter unterer Endabschnitt eine Schließkraft auf eine Düsennadel ausübt.

Ein in Form eines gelochten Napfes ausgebildetes Vorspannele- ment 26 zwingt den oberen Endabschnitt 24 der Feder 20 in ei- ne ausgewählte Stellung Xs und übt eine ausgewählte Vorspann- kraft Fs auf die Feder 20 auf. Die Anordnung ist dabei derart gewählt, dass das Vorspannelement 26 durch einen Einziehstem- pel 50 in die Federkammer 30 gepresst werden kann, wobei die hierzu erforderliche Kraft FE deutlich höher als die ausge- wählte Vorspannkraft Fs ist. Anders ausgedrückt ist das Vor- spannelement 26 bezogen auf die ausgewählte Vorspannkraft Fs reibschlüssig in der Federkammer 30 arretiert, kann jedoch durch eine deutlich höhere über den Einziehstempel 50 ausge- übte Kraft FE weiter in die Federkammer 30 hineingedrückt werden. Das Vorspannelement 26 wird dabei bezogen auf die Darstellung von Figur 2 so weit nach unten in die Federkammer 30 gedrückt beziehungsweise gepresst, bis es eine ausgewählte Stellung Ys einnimmt, in der der Endabschnitt 24 der Feder 20 in einer ausgewählten Stellung Xs festgelegt ist, in der die ausgewählte Vorspannkraft Fs auf die Feder 20 ausgeübt wird.

Die Einstellung der ausgewählten Vorspannkraft Fs wird nach- folgend anhand der Figuren 3a bis 3d näher erläutert.

Figur 3a zeigt einen Graph, der einen möglichen Verlauf der auf die Feder ausgeübten Vorspannkraft in Abhängigkeit von der Zeit für die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht, Figur 3b zeigt einen Graph, der einen möglichen Verlauf für den Pumpendruck in Abhängigkeit von der Zeit für die erste Ausführungsform des erfindungsge- mäßen Verfahrens veranschaulicht, Figur 3c zeigt einen Graph, der einen möglichen Verlauf für den Düsenraumdruck bezie- hungsweise den ersten Druck sowie das Öffnungs-und Schließ- verhalten der Düsennadel in Abhängigkeit von der Zeit veran- schaulicht, für den in Figur 3a dargestellten Kraftverlauf und den in Figur 3b dargestellten Druckverlauf, und Figur 3d zeigt das Einspritzverhalten der Pumpe-Düse-Einheit in Abhän- gigkeit von der Zeit, für den in Figur 3a dargestellten

Kraftverlauf und den in Figur 3b dargestellten Druckverlauf.

Figur 3b ist zu entnehmen, dass das System während des Ein- stellvorgangs mit einem konstanten zweiten Druck P32 von im dargestellten Fall 700 bar beaufschlagt wird. Der zweite Druck P32 wird zur Einstellung des Düsenöffnungsdrucks nicht durch die Kraftstoffpumpe 32 bis 42 (siehe Figur 1) erzeugt, sondern extern. Der Darstellung von Figur 3a ist zu entneh- men, dass die auf die Feder 20 ausgeübte Vorspannkraft schrittweise erhöht wird. Bezogen auf die Darstellung von Fi- gur 2 erfolgt die Erhöhung der Vorspannkraft F indem der Ein- ziehstempel 50 schrittweise weiter nach unten bewegt wird, so dass die Feder 20 über das Vorspannelement 26 schrittweise weiter vorgespannt wird. Figur 3c veranschaulicht den Verlauf des ersten Druckes P22 innerhalb des ersten Druckraums 22 (siehe Figur 1). Weiterhin ist Figur 3c das Öffnungs-und Schließverhalten der Düsennadel zu entnehmen, wobei der erste Druck P22, bei dem die Düsennadel jeweils öffnet, ebenso mit einer steigenden Vorspannkraft zunimmt, wie der erste Druck P22, bei dem die Düsennadel wieder schließt. Die Zeitspanne zwischen einem jeweiligen Öffnen und Schließen der Düsennadel 18 definiert jeweils die Dauer einer Einspritzung, wie dies Figur 3d zu entnehmen ist. Die Vorspannkraft F wird solange schrittweise erhöht, bis die Düsennadel 20 bei einem ausge- wählten ersten (Öffnungs-) Druck P22s öffnet. Die zu diesem Zeitpunkt auf die Feder 20 ausgeübte Vorspannkraft F ent- spricht der ausgewählten Vorspannkraft Fs. Sobald diese aus- gewählte Vorspannkraft Fs erreicht ist, kann der Einziehstem- pel 50 (siehe Figur 2) entfernt werden, da sich das Vorspann- element 26 in seiner ausgewählten Stellung Ys befindet, in der es den Endabschnitt 24 der Feder 20 in dessen ausgewähl- ter Stellung Xs arretiert. Anstelle der in Figur 3a darge- stellten schrittweisen Erhöhung der Vorspannkraft F kommt al- ternativ auch eine kontinuierliche Erhöhung der Vorspannkraft F in Frage.

Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung, die das Einstel- len des Düsenöffnungsdrucks gemäß einer zweiten Ausführungs-

form des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht. Auch bei dieser Ausführungsform ist in einer nur abschnittsweise dargestellten Federkammer 30 eine Feder 20 angeordnet, deren nicht dargestellter unterer Endabschnitt eine Schließkraft auf eine Düsennadel 18 ausübt. Eine Lochscheibe 54 ist zwi- schen einem Vorspannelement 26 und dem oberen Endabschnitt 24 der Feder 20 angeordnet. Das Vorspannelement 26 ist in Form eines gelochten Napfes ausgebildet, wobei sich ein Dorn 28 durch die Ausnehmung in dem Vorspannelement 26 erstreckt und eine Vorspannkraft F auf die Lochscheibe 54 und damit die Fe- der 20 ausüben kann. Der Dorn 28 erstreckt sich weiterhin durch eine in einem Einziehstempel 50 vorgesehene Bohrung 52, derart, dass der Dorn 28 unabhängig von dem Einziehstempel 50 in einer Richtung Z auf und ab bewegt werden kann. Gemäß der Darstellung von Figur 4 befindet sich das Vorspannelement 26 bereits in seiner ausgewählten Stellung Ys, in der der obere Endabschnitt 24 der Feder 20 über die Lochscheibe 54 in seine ausgewählte Stellung Xs gezwungen wird. Während der Ermitt- lung der ausgewählten Vorspannkraft Fs beziehungsweise der ausgewählten Stellung Xs sind das Vorspannelement 26 und der Einziehstempel 50 bezogen auf die Darstellung von Figur 4 noch weiter oben angeordnet, so dass der Dorn 28 unabhängig von dem Einziehstempel 50 und dem Vorspannelement 26 auf und ab bewegt werden kann, bis sich der Dorn 28 in einer ausge- wählten Stellung Zs befindet, in der die ausgewählte Vor- spannkraft Fs auf die Feder 20 ausgeübt wird. Sobald der Dorn 28 seine ausgewählte Stellung Zs eingenommen hat, in der sich der Endabschnitt 24 der Feder 20 in seiner ausgewählten Stel- lung Xs befindet, wird der Einziehstempel 50, und mit ihm das Vorspannelement 26, nach unten bewegt, indem eine Kraft FE auf den Einziehstempel 50 ausgeübt wird, die vorzugsweise deutlich höher als die ausgewählte Vorspannkraft Fs sein muss, um das Vorspannelement 26 zu bewegen. Anschließend kön- nen der Dorn 28 und der Einziehstempel 50 entfernt werden, da das Vorspannelement 26 bezogen auf die Vorspannkraft Fs reib- schlüssig in der Federkammer 30 arretiert ist.

Alternativ zur Arretierung des Vorspannelementes 26 in der Federkammer 30 ist es ebenfalls möglich, beispielsweise die Strecke zu erfassen, die der Dorn 28 in die Federkammer 30 hineinbewegt wurde, bis die ausgewählte Vorspannkraft Fs er- reicht ist, und anschließend ein Vorspannelement mit einer definierten Länge einzulegen, das die ausgewählte Stellung Xs des Endabschnitts 24 der Feder 20 sicherstellt. Die nachfol- gende Erläuterung der Ermittlung und Einstellung der ausge- wählten Vorspannkraft Fs bezieht sich jedoch auf eine Ausfüh- rungsform der Erfindung, bei der entsprechend der Darstellung von Figur 4 ein Vorspannelement 26 verwendet wird, das in ei- ner ausgewählten Stellung Ys in der Federkammer 30 arretiert wird.

Figur 5a zeigt einen Graph, der einen möglichen Verlauf der auf die Feder ausgeübten Vorspannkraft in Abhängigkeit von der Zeit für die zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht, Figur 5b zeigt einen Graph, der einen möglichen Verlauf für den Pumpendruck in Abhängigkeit von der Zeit für die zweite Ausführungsform des erfindungsge- mäßen Verfahrens veranschaulicht, Figur 5c zeigt einen Graph, der einen möglichen Verlauf für den ersten Druck sowie das Öffnungs-und Schließverhalten der Düsennadel in Abhängigkeit von der Zeit veranschaulicht, für den in Figur 5a dargestell- ten Kraftverlauf und den in Figur 5b dargestellten Druckver- lauf, und Figur 5d zeigt das Einspritzverhalten der Pumpe- Düse-Einheit in Abhängigkeit von der Zeit, für den in Figur 5a dargestellten Kraftverlauf und den in Figur 5b dargestell- ten Druckverlauf. Auch bei dieser Ausführungsform wird der zweite Druck P32 in dem zweiten Druckraum 32 vorzugsweise von einer externen Druckquelle zur Verfügung gestellt, um die ausgewählte Vorspannkraft Fs zu ermitteln beziehungsweise den Düsenöffnungsdruck auf P22., einzustellen. Wie dies durch einen Vergleich der Figuren 5b und 5c zu erkennen ist, wird zu- nächst ein Setzlauf durchgeführt, währenddem die Düsennadel 18 mehrfach öffnet und schließt (siehe Figur 5c). Zu diesem Zweck wird ein zweiter Druck P32 von 500 bar an das System

angelegt (siehe Figur 5b). Gleichzeitig wird über den Dorn 28 auf die Feder 20 gemäß Figur 4 eine verhältnismäßig geringe Vorspannkraft von 500 N ausgeübt. Anschließend wird sowohl der zweite Druck P32 als auch die Vorspannkraft F erhöht, wo- bei zur Erhöhung der Vorspannkraft F der Dorn 28 bezogen auf die Darstellung von Figur 4 weiter nach unten gefahren wird.

Zu diesem Zeitpunkt befinden sich der Einziehstempel 50 und das Vorspannelement 26 von Figur 4 noch in einer höheren als der dargestellten Stellung, so dass die Feder 20 durch eine Auf-und Abwärtsbewegung des Dorns 28 mehr oder weniger stark komprimiert und damit vorgespannt werden kann. Nachdem die Vorspannkraft F auf mehr als 700 N erhöht wurde, wird diese allmählich wieder verringert (siehe Figur 5a) indem der Dorn 28 von Figur 4 wieder nach oben bewegt wird. Sobald die Dü- sennadel 18 bei einem gewünschten Öffnungsdruck P22s in dem ersten Druckraum öffnet, ist die ausgewählte Vorspannkraft Fs erreicht und die Aufwärtsbewegung des Dorns 28 wird gestoppt.

Anschließend wird der Einziehstempel 50 und mit ihm das Vor- spannelement 26 bezogen auf Figur 4 soweit nach unten gefah- ren, dass das Vorspannelement 26 in seiner ausgewählten Stel- lung Ys arretiert wird, bezogen auf die ausgewählte Vorspann- kraft Fs durch Reibschluss mit der Federkammer 30. Nachdem das Vorspannelement 26 in seiner ausgewählten Stellung Ys ar- retiert wurde, um den Endabschnitt 24 der Feder 20 in seine ausgewählte Stellung Xs zu zwingen, wird sowohl der Einzieh- stempel 50 als auch der Dorn 28 entfernt.

Figur 6a zeigt einen Graph, der einen möglichen Verlauf der auf die Feder ausgeübten Vorspannkraft in Abhängigkeit von der Zeit für eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemä- ßen Verfahrens veranschaulicht, Figur 6b zeigt einen Graph, der einen möglichen Verlauf für den Pumpendruck in Abhängig- keit von der Zeit für die dritte Ausführungsform des erfin- dungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht, Figur 6c zeigt einen Graph, der einen möglichen Verlauf für den ersten Druck sowie das Öffnungs-und Schließverhalten der Düsennadel in Abhän- gigkeit von der Zeit veranschaulicht, für den in Figur 6a

dargestellten Kraftverlauf und den in Figur 6b dargestellten Druckverlauf, und Figur 6d zeigt das Einspritzverhalten der Pumpe-Düse-Einheit in Abhängigkeit von der Zeit, für den in Figur 6a dargestellten Kraftverlauf und den in Figur 6b dar- gestellten Druckverlauf. Bei der in den Figuren 6a bis 6d dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfah- rens wird die Vorspannkraft F entsprechend dem Verlauf von Figur 6a kontinuierlich verändert, im dargestellten Fall er- höht. Weiterhin beträgt der auch in diesem Fall vorzugsweise extern erzeugte Druck p32 im in Figur 6b dargestellten Fall 750 bar. Beispielsweise bei diesen Verhältnissen stellt sich ein Schnarren der Düsennadel 18 ein, das heißt die Düsennadel 18 öffnet und schließt in kurzen Abständen (siehe Figur 6c).

Dies ermöglicht es, den gewünschten Öffnungsdruck P22s aus- schließlich über den Verlauf des ersten Druckes P22 zu detek- tieren. Zu diesem Zweck kann die Vorspannkraft F beispiels- weise solange kontinuierlich (siehe Figur 6a) oder in kleinen Schritten erhöht werden, bis der gewünschte Öffnungsdruck p22s von im dargestellten Fall 700 bar das erste mal erreicht wird (siehe Figur 6c). Diese Vorgehensweise kann gegebenenfalls sowohl mit der ersten Ausführungsform gemäß Figur 2 als auch mit der zweiten Ausführungsform gemäß Figur 4 kombiniert wer- den.

Bei allen Ausführungsformen, bei denen das Vorspannelement 26 durch Reibschluss arretiert wird, wird bevorzugt, dass für die zur Bewegung des Vorspannelements 26 erforderliche Kraft FE gilt FE 10 * Fs, wobei Fs die einzustellende ausgewählte Vorspannkraft ist.

Figur 7 zeigt eine schematische Darstellung eines Vorspann- elementes in Form einer Hülse oder eine geschlitzten Hülse, Figur 8 zeigt eine schematische Darstellung eines Vorspann- elementes in Form eines tiefgezogenen oder fliessgepressten und gelochten Napfes und Figur 9 zeigt eine schematische Dar- stellung eines Vorspannelementes in Form eines konischen Stopfens. Obwohl dies nicht in jedem Fall erforderlich ist,

weisen alle dargestellten Ausführungsformen des Vorspannele- ments 26 einen Durchbruch auf. Ein derartiger Durchbruch kann beispielsweise erforderlich sein, wenn auch die Federkammer 30 von oben mit unter Druck stehendem Kraftstoff befüllt wird, um eine weitere Schließkraft auf die Düsennadel 18 aus- zuüben.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen so- wie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung kön- nen sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.