DE10029280A1

DE10029280A1 - Spritzgußform und Verfahren zum Verbinden einer Magnetspule mit einem Gehäuseteil

Info

Publication number: DE10029280A1
Application number: DE2000129280
Authority: DE
Inventors: Waldemar Hans; Mathias Linssen; Christof Vogel; Helmut Hennemann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-06-14
Filing date: 2000-06-14
Publication date: 2001-12-20
Also published as: WO2001096086A1

Abstract

Eine Spritzgußform (10) zum Einspritzen eines Füllstoffs (19) in einen Hohlraum (18) zwischen einer Magnetspule (1), welche mehrere Wicklungen (4) eines Drahtes (5) auf einem Spulenträger (3), zwei Anschlußträger (7) und zwei an den Anschlußträgern (7) angebrachte Steckverbindungen (8) umfaßt, und einem Gehäuseteil (2), welches die Magnetspule (1) umschließt, umfaßt ein erstes Formteil (11) mit einer ersten Abdeckplatte (12) und ein an die erste Abdeckplatte (12) angeformtes Einschubteil (13), das in eine Ausnehmung (21) des Spulenträgers (3) einschiebbar ist, und ein zweites Formteil (15) mit einer zweiten Abdeckplatte (16).

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Spritzgußform zum Einspritzen einer Magnetspule in ein Gehäuseteil nach der Gattung des Anspruchs 1 und einem Verfahren zum Verbinden einer Magnetspule mit einem Gehäuseteil nach der Gattung des Anspruchs 7.

Beispielsweise ist aus der DE 40 03 228 A1 ein elektromagnetisch betätigbares Brennstoffeinspritzventil bekannt, bei welchem mit einer Umspritzung der Magnetspule zugleich der elektrische Anschlußstecker mit angespritzt und somit ein eigenständiges Kunststoffspritzteil gebildet wird. Für verschiedene Ausführungsformen des elektrischen Anschlußsteckers ist nur noch ein Werkzeug zur Ventilumspritzung erforderlich, so daß sich eine größere Flexibilität in der Montagelinie ergibt.

Auch aus der DE 35 07 441 A1 ist ein elektromagnetisch betätigbares Brennstoffeinspritzventil und ein Verfahren zu dessen Herstellung bekannt. Es wird ein Brennstoffeinspritzventil vorgeschlagen, das zur Brennstoffversorgung gemischverdichtender fremdgezündeter Brennkraftmaschinen dient. Das Brennstoffeinspritzventil umfaßt eine Grundplatte, in die Polteile mit Polen eingesetzt sind. Auf die Polteile sind Magnetspulen aufgesetzt. Zwischen den Polen ist ein erster Permanentmagnet und zwischen an den Polteilen angeordneten Magnetleitstücken ein zweiter Permanentmagnet angeordnet. Ausgehend von der Grundplatte sind die Magnetspulen und die Polteile mit einer Kunststoffummantelung umspritzt. Die Kunststoffummantelung mit der Grundplatte ist in eine Gehäuseinnenbohrung eines Ventilgehäuses eingesetzt. In ein Mundstück des Ventilgehäuses ist eine Ventilgruppe eingesetzt, die einen auf die Pole ausgerichteten Anker aufweist, der mit einer Ventilnadel verbunden ist. Die Ventilnadel hat einen Schließkopf, der mit einem Ventilsitz an einem Ventilsitzkörper zusammenwirkt und in Brennstoffströmungsrichtung vom Ventilsitz abhebbar ist.

Nachteilig an den aus den obengenannten Druckschriften bekannten Herstellungsverfahren zum Einspritzen einer Magnetspule, insbesondere einer Magnetspule für ein Brennstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen, ist der komplizierte Arbeitsablauf. Dabei wird zunächst die Spule auf einen Spulenträger gewickelt, welcher mit Anschlußstücken für die elektrischen Leitungen versehen ist, dann wird die Magnetspule mit einem Kunststoff umspritzt, danach die Anschlußstücke durch weitere Umspritzung mit einem Knickschutz versehen, und erst dann wird die Magnetspule in das Ventilgehäuse eingesetzt. Durch mögliche Ungenauigkeiten während der verschiedenen Verfahrensschritte kann auch noch eine nicht zufriedenstellende Paßgenauigkeit der umspritzten Magnetspule im Ventilgehäuse auftreten.

Insbesondere ist in diesem Zusammenhang das Auftreten eines Hohlraumes zwischen der Umspritzung und dem Gehäuseteil von Nachteil, da durch die Luftbrücken die thermische Leitfähigkeit stark vermindert ist und daher die beim Betrieb der Magnetspule auftretende Wärme nicht zufriedenstellend abgeführt werden kann.

Neben der aufwendigen Verarbeitung ist die Magnetspule außerdem während der Weiterverarbeitung mechanischen Einflüssen unterworfen, die zu einer Beschädigung der Wicklung führen können. Zudem besteht die Möglichkeit der Verunreinigung der Magnetspule vor dem Einspritzen in Kunststoff, wodurch die Wirkungsweise der Magnetspule beeinträchtigt werden kann.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Spritzgußform mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und das erfindungsgemäße Verfahren nach Anspruch 7 haben demgegenüber den Vorteil, daß das Gehäuseteil mit der Magnetspule unter Verwendung der Spritzgußform sowohl in einem Arbeitsgang miteinander verbunden werden kann, als auch die Anschlußträger für die elektrischen Leitungen im gleichen Arbeitsgang mit einem Füllstoff umspritzt werden.

Der Arbeitsgang ist wirtschaftlich, da die beiden Verfahrensschritte des Einführens der Spule in das Gehäuseteil und das Umspritzen der Spule im Gehäuseteil am gleichen Ort stattfinden. Dadurch vereinfacht sich die Logistik. Außerdem ist die Magnetspule aufgrund des sofortigen Umspritzens in dem Gehäuseteil gegen Beschädigungen und Verschmutzungen bei weiteren Arbeitsgängen geschützt.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Spritzgußform und des im Anspruch 7 angegebenen Verfahrens möglich.

Vorteilhafterweise ist in einem der beiden Teile der Spritzgußform eine nierenförmige Ausnehmung ausgebildet, durch welche die Steckverbindungen geführt werden, so daß die Anschlußträger im gleichen Arbeitsgang mit Kunststoff umspritzt werden können.

Von Vorteil ist auch die zylindrische Ausformung des Einschubteils der Spritzgußform, welche in den Spulenträger eingeschoben wird, da auf diese Weise nur der Hohlraum zwischen der Magnetspule und dem Gehäuseteil mit Kunststoff ausgespritzt wird, während die innere Ausnehmung des Spulenträgers frei von dem Füllstoff bleibt.

Vorteilhaft ist insbesondere auch die thermische Leitfähigkeit des Gesamtbauteils, da keine Lufteinschlüsse beim Einspritzen des Füllstoffs in den Hohlraum zwischen der Magnetspule und dem Gehäuseteil gebildet werden.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Magnetspule und einen schematischen Schnitt durch ein entsprechendes Gehäuseteil vor der Ausführung des ersten Verfahrensschritts des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2A einen schematischen Längsschnitt durch die in das Gehäuseteil eingeschobene Magnetspule nach der Ausführung des ersten Verfahrensschritts,

Fig. 2B eine Draufsicht auf das Gehäuseteil und die Magnetspule entsprechend Fig. 2A,

Fig. 3A eine erfindungsgemäße, zweiteilige Spritzgußform zum Umspritzen der Magnetspule in dem Gehäuseteil,

Fig. 3B die in Fig. 3A dargestellte Spritzgußform in die Magnetspule eingeschoben,

Fig. 4A einen schematischen Längsschnitt durch die in das Gehäuseteil eingesetzte und umspritzte Magnetspule,

Fig. 4B eine Draufsicht auf die Magnetspule und das Gehäuseteil entsprechend Fig. 4A,

Fig. 4C eine vergrößerte Detailansicht des Bereichs IVC aus Fig. 4A,

Fig. 5A einen schematischen Längsschnitt durch die in das Gehäuseteil eingesetzte und umspritzte Magnetspule nach einem weiteren Bearbeitungsschritt, und

Fig. 5B eine Draufsicht auf die Magnetspule und das Gehäuseteil entsprechend Fig. 5A.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Fig. 1 zeigt in einer teilweisen Schnittdarstellung eine Magnetspule 1 und ein zu der Magnetspule 1 passendes Gehäuseteil 2. Die Magnetspule 1 und das Gehäuseteil 2 sind insbesondere als Bauteile für ein Brennstoffeinspritzventil, wie es z. B. für das Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum einer gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschine eingesetzt wird, geeignet.

Die Magnetspule 1 umfaßt einen Spulenträger 3, auf welchen mehrere Wicklungen 4, vorzugsweise aus Kupferdraht 5 aufgewickelt sind. Drahtenden 6 sind aus den Wicklungen 4 zu Anschlußträgern 7 geführt, um welche die Drahtenden 6 mindestens einmal herumgewickelt sind. Die Drahtenden 6 können abgeflacht sein und sind an den Anschlußträgern 7 beispielsweise durch Löten befestigt. Auf die Anschlußträger 7 mit den daran befestigten Drahtenden 6 sind Steckverbindungen 8 aufgesteckt. Diese dienen der späteren Verbindung mit einem nicht dargestellten Steuergerät für das Brennstoffeinspritzventil.

Das Gehäuseteil 2 ist geschnitten dargestellt. Es ist hohlzylindrisch ausgeformt und weist eine Durchführung 9 auf, welche bei Einschieben der Magnetspule 1 in das Gehäuseteil 2 von den Anschlußträgern 7 mit den aufgesteckten Steckverbindungen 8 durchgriffen wird.

Die Fig. 2A und 2B zeigen eine schematische Schnittdarstellung durch die Magnetspule 1 und das Gehäuseteil 2 und eine entsprechende Draufsicht nach der Ausführung des ersten Verfahrensschrittes des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Verbinden der Magnetspule 1 und des Gehäuseteils 2.

Fig. 2A stellt einen Schnitt entlang der Längsachse durch das Gesamtbauteil aus Magnetspule 1 und Gehäuseteil 2 dar. Die Magnetspule 1 ist in das Gehäuseteil 2 so eingeschoben, daß die Anschlußträger 7 mit den aufgesteckten Steckverbindungen 8 in die Durchführung 9 des Gehäuseteils 2 geschoben sind, so daß der Spulenträger 3 an seinem dem Anschlußträger 7 abgewandten Ende bündig mit dem Gehäuseteil 2 abschließt.

Fig. 2B zeigt eine Draufsicht auf das anschlußträgerseitige Ende des Gehäuseteils 2 mit der darin eingeschobenen Magnetspule 1. Die Magnetspule 1 ist dabei so in das Gehäuseteil 2 eingeschoben, daß die Anschlußträger 7 und die darauf festgesteckten Steckverbindungen 8 aus der Durchführung 9 des Gehäuseteils 2 herausragen. Zwischen der Magnetspule 1 und der Wandung des Gehäuseteils 2 ist ein Hohlraum 18 ausgebildet.

Die Fig. 3A und 3B zeigen in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Spritzgußform 10.

Die Spritzgußform 10 besteht aus einem ersten Formteil 11, welches eine erste Abdeckplatte 12 und ein Einschubteil 13 umfaßt. Das Einschubteil 13 ist über eine Schulter 14 an dem ersten Formteil 11 angeformt. Ein zweites Formteil 15 weist eine zweite Abdeckplatte 16 auf und ist kappen- oder deckelförmig ausgeformt.

Fig. 3B zeigt die erfindungsgemäße Spritzgußform 10 in Verbindung mit dem aus der Magnetspule 1 und dem Gehäuseteil 2 bestehenden Gesamtbauteil in einem schematisierten Längsschnitt.

Dabei deckt die erste Abdeckplatte 12 des ersten Formteils 11 den Spulenträger 3 in dem Gehäuseteil 2 dichtend ab, während das zweite Formteil 15 mit der zweiten Abdeckplatte 16 über die Steckverbindungen 8 gestülpt und auf das Gehäuseteil 2 ebenfalls dichtend aufgesetzt ist. Die Steckverbindungen 8 werden dabei durch eine kleine Durchführung 22, welche im zweiten Formteil 15 ausgebildet ist, geführt.

Dabei stützt sich die Schulter 14 des ersten Formteils 11 an einem Vorsprung 17 des Spurenträgers 3 ab. Das Einschubteil 13 durchgreift den Spulenträger 3 durch dessen zentrale Ausnehmung 21 und liegt mit einem der Schulter 14 abgewandten Ende an der zweiten Abdeckplatte 16 des zweiten Formteils 15 dichtend an.

In den Fig. 4A-4C ist anhand eines schematischen Längsschnitts und einer Draufsicht sowie eines Details aus Fig. 4A der dritte Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Verbinden der Magnetspule 1 mit dem Gehäuseteil 2 dargestellt.

In diesem Verfahrensschritt wird die in dem Gehäuseteil 2 befindliche Magnetspule 1, welche gemeinsam in der erfindungsgemäßen Spritzgußform 10 montiert sind, mit einem Füllstoff 19, welcher bevorzugt ein spritzgußfähiger, gut wärmeleitfähiger Kunststoff ist, so umspritzt, daß der Hohlraum 18 ohne Lufteinschlüsse vollständig mit dem Füllstoff gefüllt ist. Auf diese Weise wird die Magnetspule 1 sowohl vor Beschädigungen und Verunreinigung geschützt als auch durch das Auffüllen des zwischen der Magnetspule 1 und dem Gehäuseteil 2 befindlichen Hohlraums 18 mit dem Gehäuseteil 2 fest verbunden.

In der in Fig. 4A mit IVC bezeichneten Detaildarstellung der Fig. 4C ist in dem mit dem Füllstoff 19 ausgefüllten Hohlraum 18 zwischen dem Gehäuseteil 2 und der Magnetspule 1 einen Anspritzpunkt 20 erkennbar, welcher durch das Einführen einer nicht dargestellten Spritztülle, durch welche der Füllstoff in den Hohlraum 18 eingespritzt wird, entsteht. Durch das Ansetzen der Spritztülle an der inneren Gehäusewandung wird sichergestellt, daß der ganze Hohlraum 18 mit dem Füllstoff 19 ausgefüllt wird. Dadurch ist ein direkter Wärmetransport zwischen der Magnetspule 1 und dem Gehäuseteil 2 über den gut wärmeleitfähigen Füllstoff 19 möglich, so daß die beim Betrieb der Magnetspule 1 entstehende Wärme ohne großen Wärmewiderstand abgeleitet werden kann.

Fig. 4B zeigt eine Draufsicht analog zu Fig. 2B auf das anschlußträgerseitige Ende des Gehäuseteils 2. Durch eine geeignete, nierenförmige Ausnehmung 23 in der zweiten Abdeckplatte 16 des zweiten Formteils 15 werden zugleich mit dem Einspritzen der Magnetspule 1 in das Gehäuseteil 2 auch die Anschlußträger 7 fest an das Gehäuseteil 2 angespritzt.

Die Fig. 5A und 5B zeigen in einem schematisierten Längsschnitt und einer Draufsicht das Gesamtbauteil nach einem weiteren Bearbeitungsschritt, nämlich dem Biegen der Steckverbindungen 8 um einen Winkel von ungefähr 90° nach außen.

Fig. 5A zeigt dabei einen Längsschnitt entlang der in Fig. 5B mit Pfeilen gekennzeichneten Linie, welche im Bereich einer der beiden Steckverbindungen 8 zweckmäßigerweise etwas versetzt geführt wurde. Man erkennt, daß die Umspritzung des Anschlußträgers 7 mit der Steckverbindung 8 mit dem Füllstoff 19 bzw. Kunststoff dazu führt, daß die Steckverbindung 8 in gewünschter Weise abgebogen werden kann, ohne die Steckverbindung 8 von dem Anschlußträger 7 zu lösen.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt und z. B. auch für Doppelspulen, welche zwei Wicklungen übereinander aufweisen, und drei Anschlußträger aufweisen, anwendbar.

Claims

1. Spritzgußform (10) zum Einspritzen eines Füllstoffs (19) in einen Hohlraum (18) zwischen einer Magnetspule (1), welche mehrere Wicklungen (4) eines Drahtes (5) auf einem Spulenträger (3), zumindest zwei Anschlußträger (7) und zwei an den Anschlußträgern (7) angebrachte Steckverbindungen (8) umfaßt, und einem Gehäuseteil (2), welches die Magnetspule (1) umschließt, wobei die Spritzgußform (10) aus einem ersten Formteil (11) mit einer ersten Abdeckplatte (12) und einem an die erste Abdeckplatte (12) angeformtes Einschubteil (13), das in eine Ausnehmung (21) des Spulenträgers (3) einschiebbar ist, und einem zweiten Formteil (15) mit einer zweiten Abdeckplatte (16) besteht.

2. Spritzgußform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Abdeckplatte (16) eine Durchführung (22) für die Steckverbindungen (8) aufweist.

3. Spritzgußform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Abdeckplatte (16) im Bereich der Anschlußträger (7) eine nierenförmige Ausnehmung (23) aufweist.

4. Spritzgußform nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die nierenförmige Ausnehmung (23) durch das Einschubteil (13) des ersten Formteils (11) radial nach innen abgeschlossen ist.

5. Spritzgußform nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußträger (7) durch die nierenförmige Ausnehmung (23) der zweiten Abdeckplatte (16) durchgeführt sind.

6. Spritzgußform nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Einschubteil (13) zylinderförmig ausgebildet ist und sich über eine Schulter (14) am Spulenträger (3) abstützt.

7. Verfahren zum Verbinden einer Magnetspule (1), welche mehrere Wicklungen (4) eines Drahtes (5) auf einem Spulenträger (3), zwei Anschlußträger (7) und zumindest zwei an den Anschlußträgern (7) angebrachte Steckverbindungen (8) umfaßt, mit einem Gehäuseteil (2), welches die Magnetspule (1) umschließt, mit folgenden Verfahrensschritten:

- Einschieben der Magnetspule (1) in das Gehäuseteil (2),
- Anbringen einer Spritzgußform (10) an der Magnetspule (1) und dem Gehäuseteil (2), und
- Einspritzen eines Füllstoffs (19) in einen Hohlraum (18) zwischen der Magnetspule (1) und dem Gehäuseteil (1) und gleichzeitiges Umspritzen der Anschlußträger (7).

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Anschlußträger (7) jeweils eine Steckverbindung (8) aufgesteckt wird, welche in eine Durchführung (9) des Gehäuseteils (2) eingeführt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einschubteil (13) eines ersten Formteils (11) mit einer ersten Abdeckplatte (12) der Spritzgußform (10) in den Spulenträger (3) der Magnetspule (1) eingeschoben wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Formteil (15) der Spritzgußform (10) mit einer zweiten Abdeckplatte (16) über die Steckverbindungen (8) geschoben und auf das Einschubteil (13) des ersten Formteils (11) und/oder das Gehäuseteils (2) aufgesteckt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff (19) ein spritzgußfähiger wärmeleitfähiger Kunststoff ist.