(57)【要約】装置（１０）は、特に自動車のための及び特に完成検査において噴射システム（１６）の噴射量を計測するために働く。装置（１０）は、計測室（１４）と、連結装置とを有しており、この連結装置によって少なくとも１つの噴射システム（１６）が計測室（１４）に、圧力が漏れないように連結可能である。装置（１０）は、さらにピストン（２６）を有しており、このピストンはガイド装置８１８）内に摺動可能に保持されていてかつ計測室（１４）を部分的に制限している。最後に、さらにセンサ（５０）が設けられており、このセンサは、噴射システム（１６）による噴射時にピストン（２６）の移動を摺動を検出する。精度を高めるために、ピストン（２６）は少なくともほとんど閉鎖されており、内部において中空である。
2004516412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に自動車のための及び特に製造検査における噴射システム（１６）の噴射量を計測するための装置であって、計測室（１４）と、接続装置とが設けられており、該接続装置によって、少なくとも１つの噴射システム（１６）が計測室（１４）に、圧力が漏れないように接続可能であり、ピストン（２６）が設けられており、該ピストンが、ガイド装置（１８）内に摺動可能に保持されておりかつ計測室（１４）を部分的に限定しており、センサ（５０）が設けられており、該センサが、噴射システム（１６）による噴射時にピストン（２６）の摺動を検出する形式のものにおいて、ピストン（２６）が、少なくともほぼ閉鎖されておりかつ内部が中空であることを特徴とする、噴射システムの噴射量を計測するための装置。
【請求項２】
前記ピストン（２６）が、一方の側において開放したベース体（３０）と、開口を閉鎖したカバー（３８）とを有しており、該カバーが、有利にはベース体（３０）に押し込まれておりかつ／又は溶接されている、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記ピストン（２６）が、計測室（１４）に面した側において、耐熱性でかつ熱伝導率の低い材料を有している、請求項１又は２記載の装置。
【請求項４】
前記ピストン（２６）が、耐熱性でかつ熱伝導率の低い材料から成る、カバー状の載置部材（５４）を有している、請求項３記載の装置。
【請求項５】
特に自動車のための及び特に製造検査において噴射システム（１６）の噴射量を計測するための装置において、計測室（１４）と、接続装置とが設けられており、該接続装置によって少なくとも１つの噴射システム（１６）が計測室（１４）に、圧力が漏れないように接続可能であり、さらにピストンが設けられており、該ピストンが、ガイド装置（１８）内に摺動可能に保持されておりかつ計測室（１４）を部分的に限定しており、センサが設けられており、該センサが、噴射システム（１６）による噴射時にピストン（２６）の摺動を検出する形式のものにおいて、前記ピストン（２６）が少なくとも部分的にアルミニウム合金及び／又はチタン合金を有していることを特徴とする、噴射量を計測するための装置。
【請求項６】
前記ピストンが、少なくとも部分的にタイプＡｌＭｇＳｉ１又はＴｉＡｌ６Ｖ４の合金を有している、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
前記ピストンの少なくともガイド装置（１８）に面した周面が、特にハードコーティングによって又はＣコーティングの塗布によって低摩擦及び／又は低摩耗となるように、処理されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項８】
前記ガイド装置（１８）が、少なくとも部分的に、アルミニウム合金、合金鋼又はチタン合金、特にＡｌＭｇＳｉ１、３１ＣｒＭｏＶ９又はＴｉＡｌ６Ｖ４を有している、請求項１から７までのいずれか１項記載の装置。
【請求項９】
少なくともガイド装置（１８）が少なくとも部分的に、特にハードコーティング及び／又はプラズマ窒化によって低摩擦及び／又は低摩耗となるように処理されている、請求項８記載の装置。
【請求項１０】
前記ピストン（２８）及びガイド装置（１８）が、アルミニウム合金、特にＡｌＭｇＳｉ１を有しているか、又はピストンがチタン合金、特にＴｉＡｌ６Ｖ４を有していてかつガイド装置が合金鋼、特に３１ＣｒＭｏＶ９又はチタン合金、特にＴｉＡｌ６Ｖ４を有している、請求項１から９までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１１】
請求項１から１０までのいずれか１項記載の装置を製造する方法において、ピストン（２６）を、旋削と、研削と、準仕上げと、ハードコーティング又はＣコーティングとによって製造し、ガイド装置（１８）を、旋削と、研削と、ハードコーティング又はプラズマ窒化と、ホーニングとによって製造することを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか１項記載の装置を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明はまず、特に自動車のための及び特に製造検査における噴射システムの噴射量を計測するための装置であって、計測室と、接続装置とが設けられており、該接続装置によって、少なくとも１つの噴射システムが計測室に圧力が漏れないように接続可能であり、ピストンが設けられており、該ピストンが、ガイド装置に摺動可能に保持されておりかつ計測室を部分的にに制限しており、センサが設けられており、該センサが、噴射システムによる噴射時にピストンの摺動を検出する形式のものに関する。
【０００２】
このような装置は、市場から知られており、ＥＭＩ（Ｅｉｎｓｐｒｉｔｚｍｅｎｇｅｎｉｎｄｉｋａｔｏｒ）と呼ばれる。この装置は、シリンダを有しており、このシリンダにピストンが案内されている。計測室の壁部は少なくとも部分的にピストンによって形成されている。計測室はさらに開口を有しており、この開口に、噴射システム、例えばインジェクタの噴射ノズルが、圧力が漏れないように取付け可能である。噴射ノズルが燃料又は特別な試験液体を計測室内へ噴射すると、ピストンが移動し、このピストンの移動が行程センサによって検出される。ピストンの行程から、計測室の容積変化及びひいては噴射された燃料若しくは試験液体の量を決定することができる。
【０００３】
しかしながら、公知の噴射量インジケータは種々異なる欠点を有している。特に、短いが激しい噴射衝撃の場合、ピストンの振動を生じ、この振動は比較的ゆっくりと減衰し、ひいては、高速で互いに相前後して生じる噴射の計測を困難にするどころか、不可能にする。さらに、シリンダ内でピストンが移動する場合、互いに接触する壁部において摩擦が生じるので、場合によってはピストンの移動が、実際に噴射された容積を常に反映するわけではない。さらに、ピストンとシリンダとから成る組合せが摩耗をも生じるので、計測結果及び計測精度は、装置の耐用寿命によって変化する虞がある。
【０００４】
したがって、本発明の課題は、より高い精度でしかも長い耐用寿命に亘って働くことができるような、冒頭に述べた形式の装置をさらに発展させることである。
【０００５】
前記課題は、冒頭に述べた形式の装置の場合に、ピストンが少なくともほとんど閉鎖されていてかつ内部において中空であることによって解決された。
【０００６】
本発明によれば、ピストンの衝撃的な噴射の場合、ピストンは強い荷重にさらされ、この荷重によってピストンが変形するおそれがある。このような変形は、ガイド装置のガイド開口内におけるピストンの傾斜を生じるおそれがあり、この傾斜は、冒頭に述べた問題に対する少なくとも部分的な原因である。
【０００７】
本発明により提供された構造形式によって、ピストンの安定性が一層増大される。中空の構造形式に基づき、この場合重量は僅かにしか変化されない。本発明によるピストンの増大された剛性は、計測装置の運転時における変形を低減し、これにより、計測結果が全体的により正確になり、ピストン周面と、シリンダに設けられたガイド開口のガイド壁部との間の摩耗が低減される。
【０００８】
本発明の有利な別の構成は従属請求項に記載されている。
【０００９】
別の構成の場合、ピストンは、一方の側で開放したベース体と、開口を閉鎖したキャップとを有しており、このキャップは、有利にはベース体に押し込まれかつ／又は溶接されている。このように構成されたピストンは、比較的安価に、しかし安定的に製造されることができる。
【００１０】
ピストンが、少なくとも計測室に面した側において耐熱性でかつ熱伝導率の低い材料を有していると、慣用の加熱された液体（約８０゜）を噴射する場合における変形がさらに低減される。
【００１１】
本発明による装置の別の構成では、ピストンが、耐熱性でかつ熱伝導率の低い材料から成るカバー状の載置部材を有していることが提案される。このような載置部材は、いわゆる“熱シールド”として働き、この載置部材はピストンの構造を加熱された試験液体の温度影響から保護する。
【００１２】
上に提案された特別な構造形式の代わりに又はこの構造形式に加えて、ピストンの安定性は特別な材料選択によって改良されることもできる。つまり、本発明によれば、ピストンが少なくとも部分的にアルミニウム合金及び／又はチタン合金を有していることが提案される。ピストンが部分的にタイプＡｌＭｇＳｉ１又はＴｉＡｌ６Ｖ４の合金を有していると特に有利である。
【００１３】
計測精度の向上は、さらに、ピストンの、少なくとも案内装置に面した周面が、特にハードコーティング又はＣコーティングの塗布によって低摩擦及び／又は低摩耗であるように処理されていることによって提供される。このような表面処理若しくは表面コーティングによって、一方では非常に滑らかで、ひいては僅かな摩擦しか生じず、さらに非常に硬質で、ひいては僅かな摩耗しか受けない表面を実現することができる。
【００１４】
計測精度を向上させ、本発明の装置の耐用寿命を長くするための構造上の手段は、ガイド装置の側にも行われることができる。つまり、例えばガイド装置が少なくとも部分的にアルミニウム合金、合金鋼又はチタン合金、特にＡｌＭｇＳｉ１、３１ＣｒＭｏＶ９又はＴｉＡｌ６Ｖを有することが提案される。
【００１５】
さらに、ガイド装置は少なくとも部分的に、特にハードコーティング及び／又はプラズマ窒化によって低摩擦及び低摩耗であるように処理されていることができる。
【００１６】
本発明によれば、低い摩擦及び低い摩耗を考慮して特に良好に互いに調和する材料組合せも提案される。つまり、ピストン及びガイド装置は、アルミニウム合金、特にＡｌＭｇＳｉ１を有していることが提案される。択一的に、ピストンは、チタン合金、特にＴｉＡｌ６Ｖ４を有しており、ガイド装置が、合金鋼、特に３１ＣｒＭｏＶ９、又は同様にチタン合金、特にＴｉＡｌ６Ｖ４を有していることができる。
【００１７】
本発明は、上に述べた形式の装置を製造する方法にも関する。より低い摩擦及び低摩耗に基づく最良の計測結果は、ピストンが、旋削、研削、準仕上げ、ハードコーティング又はＣコーティングによって製造され、ガイド装置が、旋削、研磨、ハードコーティング又はプラズマ窒化及びホーニングによって製造される場合に、前記装置によって達成される。
【００１８】
以下に本発明の実施例を添付の図面を参照に詳細に説明する。唯一の図面は、特に自動車のための噴射ノズルを計測するための装置の縦断面図を示している。
【００１９】
前記装置は図１に参照符号１０で示されている。装置は、ケーシング１２に形成された計測室１４を有しており、この計測室には噴射ノズル１６が、圧力が漏れないように接続されている。ケーシング１２と、計測室１４と、噴射ノズル１６とは、図には一点鎖線で概略的にしか示されていない。
【００２０】
図１における下側において、計測室１４はガイドシリンダ１８によって制限されており、ガイドシリンダ１８は、平面図、つまり図１において上方から見た場合に、円筒状の回転部材から形成されている。シリンダ１８は中央のガイド孔２０を有している。ガイド孔２０に対して同軸的に、シリンダ１８の上側に環状溝２２が設けられており、この環状溝にシールリング２４が挿入されている。このシールリング２４によってケーシング１２は圧力が漏れないようにシリンダ１８と結合されている。
【００２１】
シリンダ１８のガイド孔２０にはピストン２６が摺動可能に保持されている。ピストン２６は上方へ、つまり計測室１４に向かってばね２８によって予負荷されている。ピストン２６はまず円筒状のベース体３０を有しており、ベース体の上部の端壁３２は僅かに外方へ湾曲させられており、中央において材料厚さ増大部３４を有している。ベース体３０は下方へ開放しており、この場合、ベース体は下縁部において、内方へ延びた環状フランジ３６を有している。
【００２２】
ベース体３０の下側には同様に円筒状のカバー３８が押し込まれており、カバーの外径は環状フランジ３６の内径にほぼ相当し、カバーは、外周面に、図１における下側の端部の近くにおいて、環状フランジ４０を有している。カバー３８は択一的に又は付加的に溶接されることもできる。環状フランジ４０は、ベース体３０の下縁部に対するカバー３８のストッパとして働く。カバー３８の端壁４２は、ほぼ平坦に形成されており、中央に、ベース体３０に向かって延びた厚さ増大部４４を有している。
【００２３】
カバー３８の端壁４２の外側には、厚さ増大部４４の領域において、サック穴４６が設けられている。サック穴には、ねじ山によって、概略的にしか示されていないピストンロッド４８が取り付けられており、ピストンロッドの移動は行程センサ５０によって測定される。ベース体３０の端壁３２の外側には、同様に材料厚さ増大部３４の領域において、中央のサック穴５２が設けられており、このサック穴は、カバー状の載置部材５４の取付けを行い、この載置部材５４は、耐熱性でかつ低い熱伝導率を有する材料から製造されている。載置部材５４の機能はほぼ熱シールドの機能であり、載置部材は、ほぼ円形でありかつ下側においてベース体３０の端壁３２に平らに載置されている。載置部材５４の上側は、シリンダ１８の上側に対してほぼ平行であるが、半径方向の縁部領域においては、ベース体３０の端壁３２の上側に対して平行である。
【００２４】
図１から分かるように、ピストン２６は、要するに円筒状の中空体から形成されている。ピストン２６のベース体３０はアルミニウム合金ＡｌＭｇＳｉ１から製造されている。ベース体は、先ず旋削され、次いで表面が研削されされ、準仕上げ（ｓｕｂｆｉｎｉｅｒｅｎ）され、最後にハードコーティングが提供される。シリンダ１８は同様に同じアルミニウム合金から形成されているが、製造時に、旋削後にまず研削され、次いで同様のハードコーティングが提供される。最後にシリンダ１８のガイド孔２０がさらにホーニングされる。
【００２５】
この材料組合せ及び加工組合せにより、ピストン２６とシリンダ１８との間の摩擦が最小限となる。さらに、個々のエレメントは極めて耐摩耗性に形成されている。これにより、噴射量の計測の精度が高まり、正確な計測が可能である間の寿命が延長される。ピストン２６は閉鎖された中空体を形成しているので、ピストンは、より低い質量で、極めて高い剛性を有している。これにより、噴射衝撃の後のピストン２６の振動が低減され、ピストン２６とシリンダ１８に設けられたガイド孔２０との間の摩擦を増大させるような変形が低減される。
【００２６】
図面から分かるように、ガイド孔の周壁には溝（参照符号は付けられていない）が設けられており、この溝は以下の課題を満たす。すなわち、１つには、前記溝によって、ノズル１６から噴射されかつシリンダ１８とピストン２６との間の漏れとして下方へ流れる検査液体が逸らされることができる。２つめは、前記溝は、ガスが計測室１４に進入するのを妨げる。このことは、運転中に、ピストン２６の下側、つまりピストン２６の、計測室１４とは反対の側において、１００ｂａｒまでのガス圧が生じることができるので必要である。ガスが計測室１４に進入すると、このことは計測ピストン２６の振動を生ぜしめ、ひいては計測結果を誤らせる。
【００２７】
さらに、溝は、ノズル１６による噴射の間に十分な検査液体が計測室１４から逸らされない、つまり検査液体が十分に除去されない場合における装置（１０）の損傷に対する安全装置として働く。このような僅かな除去の場合、つまり計測室の“過剰充填”を生じた場合、検査流体がこの溝に、次いで検査流体排出部に流入できるようにピストン２６が下降する。したがって、計測室１４における許容できない大きな圧力上昇が回避される。
【００２８】
説明した実施例の代わりに、ピストン２６は、チタン合金、特にＴｉＡｌ６Ｖ４から製造されることもでき、ハードコーティングの代わりに、ベース体３０の周面は炭素コーティングを有することができることを指摘したい。この場合、シリンダ１８は、合金鋼、特に３ｌＣｒＭｏＶ９、又はチタン合金、例えばＴｉＡｌ６Ｖ４から製造されていることが望ましく、ガイド孔２０は、ハードコーティングされているかプラズマ窒化されていることが望ましい。この材料組合せも所望の改良を生ぜしめる。最後に、熱シールド５４がピストン２６のベース体３０の端壁３２に貼付されることもできることを指摘したい。さらに、ピストン２６の閉鎖された構造形式は装置１０の運転における利点を有するのみならず、既に製造時にピストン２６の安定性を増大させるので、ベース体３０の周面がより良好に、つまりより高い精度で加工可能であることを指摘したい。
【図面の簡単な説明】
【図１】
特に自動車のための噴射ノズルを計測するための装置の縦断面図を示している。
【符号の説明】
１０  装置、  １２  ケーシング、  １４  計測室、  １６  噴射ノズル、  １８  ガイドシリンダ、  ２０  ガイド孔、  ２２  環状溝、  ２４  シールリング、  ２６  ピストン、  ２８  ばね、  ３０  ベース体、  ３２  端壁、  ２４  厚さ増大部、  ３６  環状フランジ、  ３８  カバー、  ４０  環状フランジ、  ４２  端壁、  ４４  厚さ増大部、  ４６  サック穴、  ４８  ピストンロッド、  ５０  行程センサ、  ５２  サック穴、  ５４  載置部材
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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