DE10059177A1

DE10059177A1 - Arrangement of two components, in particular, for use in a fuel injection valve incorporates a primer layer serving as a sealing element between the components

Info

Publication number: DE10059177A1
Application number: DE2000159177
Authority: DE
Inventors: Markus Mohr
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2000-11-29
Filing date: 2000-11-29
Publication date: 2002-06-13

Abstract

The arrangement of two components (1, 2), in particular, for use in a fuel injection valve incorporates a primer layer (P) serving as a sealing element between the first component (1) and the second component (2) which consists of a plastic material and is injection molded onto the first component. Also claimed is a method for producing such an arrangement. It involves provision of the first component with primer layers.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem ersten Ele ment und einem damit verbundenen zweiten Element, die insbe sondere zum Einsatz in einem Kraftstoffeinspritzventil geeig net ist, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung. Das zweite Element besteht im Wesentlichen aus einem an das erste Ele ment angespritzten Kunststoffspritzguss.The invention relates to an arrangement with a first Ele ment and a related second element, the esp especially suitable for use in a fuel injector is net, and a process for their preparation. The second Element consists essentially of one to the first ele injection molded plastic.

Bei einigen solchen Anordnungen ist es wesentlich, dass der Übergang vom ersten Element zum zweiten Element dicht ist ge genüber dem Eindringen von Flüssigkeiten oder Gasen. Dies ist beispielsweise im Bereich der Automobiltechnik der Fall für den Übergang von einem metallischen Aktorgehäuse eines Aktors eines Kraftstoffeinspritzventils zu einem angespritzten Schutzgehäuse mit integriertem Stecker für den elektrischen Kontakt des Aktors. Das Schutzgehäuse wird durch ein Kunst stoffspritzgussverfahren an einen Teil des Aktorgehäuses an gespritzt. Zur Dichtung des Übergangs wird bisher eine Elastomerdichtung oder eine Vergussmasse, die nachträglich in die Übergangsstelle eingebracht wird, verwendet.In some such arrangements it is essential that the Transition from the first element to the second element is tight against the ingress of liquids or gases. This is for example in the field of automotive technology the transition from a metallic actuator housing of an actuator of a fuel injector to a molded one Protective housing with integrated plug for the electrical Contact of the actuator. The protective housing is made by an art injection molding process to a part of the actuator housing injected. So far, one has been used to seal the transition Elastomer seal or a potting compound that can be retrofitted in the transition point is used.

Für eine Elastomerdichtung, z. B. in Form eines O-Rings, sind zusätzliche Konstruktionselemente erforderlich, wie Nuten, Aussparungen und Gegenhalter, um die Dichtung befestigen zu können. Aufgrund der vielen Konstruktionselemente und der als eigenständiges Bauteil ausgebildeten Dichtung ist die Her stellung einer Anordnung mit einer solchen Dichtung aufwendig und kostenintensiv.For an elastomer seal, e.g. B. in the form of an O-ring additional construction elements required, such as grooves, Cutouts and counterholders to attach the seal to can. Because of the many construction elements and as The seal is an independent component position an arrangement with such a seal expensive and expensive.

Wird eine Vergussmasse zur Dichtung verwendet, wird zunächst das zweite Element an das erste Element angespritzt. Anschließend wird die Vergussmasse eingefügt. Zur Aufnahme der Vergussmasse müssen das erste Element und das zweite Element im Übergangsbereich ausreichend Kontaktfläche für die Ver gussmasse zur Verfügung stellen. Ist nicht ausreichend Kon taktfläche vorhanden, muss diese durch Vorsehen einer beson deren Aussparung erzeugt werden. Dies erhöht den Aufwand zur Herstellung einer Anordnung mit einer solchen Dichtung.If a sealing compound is used for the seal, the first step is the second element is molded onto the first element. Subsequently the sealing compound is inserted. To accommodate the Potting compound must have the first element and the second element sufficient contact area for the ver Make casting compound available. Is not enough Kon tact area available, this must be provided by a special the recess are generated. This increases the effort Production of an arrangement with such a seal.

In der Regel besteht die Vergussmasse aus zwei Komponenten, die bei Zimmertemperatur flüssig sind. Beim Mischen der zwei Komponenten härtet das Gemisch aus. Deshalb wird zum Einfügen der Vergussmasse eine Vorrichtung mit zwei Behältern für die zwei Komponenten und einer Mischdüse verwendet. Die Verguss masse wird erst beim Ausspritzen der Aussparung durch Mischen der zwei Komponenten in der Mischdüse erzeugt. Aufgrund der erforderlichen Vorrichtung, durch die die Vergussmasse erst beim Spritzen erzeugt wird, ist die Handhabung einer Zweikom ponenten-Vergussmasse aufwendig.As a rule, the casting compound consists of two components, which are liquid at room temperature. When mixing the two Components harden the mixture. That is why it is inserted the casting compound is a device with two containers for the two components and a mixing nozzle are used. The potting mass only becomes when the recess is sprayed out by mixing which creates two components in the mixing nozzle. Due to the required device through which the potting compound is generated when spraying is the handling of a two-point Component potting compound expensive.

Ein weiterer Nachteil einer Anordnung mit einer solchen Dich tung besteht darin, dass Vergussmassen in der Regel teuer sind.Another disadvantage of an arrangement with such a you tion is that casting compounds are usually expensive are.

Stellt sich erst nach der Konzeption eines Fertigungsablaufs für die Erzeugung von Anordnungen mit einem ersten Element und einem damit verbundenen zweiten Element heraus, dass eine Dichtung zwischen dem ersten und dem zweiten Element erfor derlich ist, so muss am Fertigungsablauf einiges verändert werden, um eine der oben genannten Dichtungen hinzuzufügen, wodurch hohe Kosten entstehen können. Es müssen beispielswei se Aussparungen für eine Vergussmasse oder zusätzliche Kon struktionselemente für eine Elastomerdichtung vorgesehen wer den.This only arises after the conception of a production process for the creation of arrangements with a first element and an associated second element that a Seal between the first and second element is necessary, a lot has to be changed in the production process to add one of the seals above, which can result in high costs. For example cutouts for a casting compound or additional con structural elements provided for an elastomer seal the.

Der Erfindung liegt folglich die Aufgabe zugrunde, eine An ordnung mit einem ersten Element und einem damit verbundenen zweiten Element anzugeben, die einfacher und kostengünstiger herstellbar ist. Ferner soll ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Anordnung angegeben werden.The invention is therefore based on the object order with a first element and an associated one second element to specify the simpler and cheaper can be produced. Furthermore, a method for manufacturing is said to such an arrangement.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung mit einem ersten Element und einem damit verbundenen zweiten Element, die ins besondere zum Einsatz in einem Kraftstoffeinspritzventil ge eignet ist, wobei das zweite Element im Wesentlichen aus ei nem an das erste Element angespritzten Kunststoffspritzguss besteht, und wobei zur Dichtung des Übergangs vom ersten Ele ment zum zweiten Element eine Primerschicht zwischen dem ers ten Element und dem zweiten Element angeordnet ist.The problem is solved by an arrangement with a first Element and an associated second element that ins special for use in a fuel injector is suitable, the second element consisting essentially of egg plastic injection molded onto the first element exists, and whereby to seal the transition from the first Ele for the second element a primer layer between the first th element and the second element is arranged.

Die Anordnung ist durch folgendes Verfahren herstellbar, das ebenfalls die Aufgabe löst:
Zur Dichtung des Übergangs vom ersten Element zum zweiten Element wird auf das erste Element eine Primerschicht aufge tragen. Das zweite Element wird durch ein Kunststoffspritz gussverfahren an das mit der Primerschicht versehene erste Element angespritzt.The arrangement can be produced by the following method, which also solves the task:
To seal the transition from the first element to the second element, a primer layer is applied to the first element. The second element is injection molded onto the first element provided with the primer layer by a plastic injection molding process.

Ein Primer ist ein Haftvermittler, der z. B. zum Einsatz kommt bei der Versiegelung von Dehnungs- und Anschlussfugen, beim Abdichten von Fenstern und Türen mit Silikonkautschuk, bei Beschichtungen von Holz oder mineralischen Untergründen mit Polyester und Glasseide wie auch beim Anstrichaufbau auf kritischen Untergründen wie Leichtmetall, Zink, PVC und man chen tropischen Hölzern.A primer is an adhesion promoter that, for. B. for use comes with the sealing of expansion and connection joints, when sealing windows and doors with silicone rubber, when coating wood or mineral substrates with polyester and glass silk as well as when painting critical substrates such as light metal, zinc, PVC and man Chen tropical woods.

Die Primerschicht wird vor Erzeugung des zweiten Elements auf das erste Element aufgetragen. Es sind keine zusätzlichen Konstruktionselemente oder besondere Ausgestaltungen des ers ten Elements oder zweiten Elements, wie eine Aussparung, er forderlich, so dass die Herstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung einfach ist. The primer layer is applied before the second element is created applied the first element. There are no additional ones Construction elements or special designs of the first ten element or second element, such as a recess, he required so that the manufacture of an inventive Arrangement is simple.

Primer sind kostengünstiger als Vergussmassen. Darüber hinaus ist nur eine geringe Menge an Primer für die Primerschicht erforderlich, da die Primerschicht dünn aufgetragen werden kann. Die Primerschicht kann eine Dicke von weniger als 1/100 mm aufweisen. Die erfindungsgemäße Anordnung ist also beson ders kostengünstig herstellbar.Primers are less expensive than casting compounds. Furthermore is only a small amount of primer for the primer layer required because the primer layer is applied thinly can. The primer layer can have a thickness of less than 1/100 mm exhibit. The arrangement according to the invention is therefore special ders inexpensive to manufacture.

Stellt sich erst nach einer Konzeption eines Fertigungsab laufs für die Erzeugung einer Anordnung mit einem ersten Ele ment und einem damit verbunden zweiten Element heraus, dass eine Dichtung erforderlich ist, muss dem Fertigungsablauf le diglich ein Zwischenschritt hinzugefügt werden, nämlich das Auftragen der Primerschicht. Änderungen an der Ausgestaltung des ersten Elements und des zweiten Elements sind nicht er forderlich. Insbesondere ist eine Änderung des Spritzgussver fahrens nicht erforderlich.It only arises after a conception of a production run for the creation of an arrangement with a first ele ment and a related second element out that a seal is required, the manufacturing process le only an intermediate step can be added, namely that Apply the primer coat. Design changes the first element and the second element are not he conducive. In particular, there is a change in the injection molding process driving not necessary.

Durch den heißen Kunststoffspritzguss wird die Primerschicht zumindest teilweise geschmolzen und verbindet sich mit dem angespritzten Kunststoff, wodurch sich eine sehr feste und dichte Verbindung ergibt. Möglicherweise wird ein Teil der Primerschicht durch das Spritzgussverfahren zersetzt.The primer layer is created by the hot plastic injection molding at least partially melted and combines with that molded plastic, resulting in a very firm and tight connection results. May be part of the Primer layer decomposed by the injection molding process.

Die Primerschicht kann beispielsweise im Wesentlichen die ge samte Grenzfläche zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element bedecken. Dazu wird die Primerschicht im Wesentlichen auf die gesamte Fläche des ersten Elements aufgebracht, auf die das zweite Element aufgebracht werden soll.The primer layer can, for example, essentially the ge entire interface between the first element and the second Cover element. To do this, the primer layer essentially becomes applied to the entire surface of the first element which the second element is to be applied.

Um die Menge an benötigtem Primer für die Primerschicht zu verringern, ist es vorteilhaft, lediglich ein Randgebiet der Grenzfläche zwischen dem ersten Element und dem zweiten Ele ment mit der Primerschicht zu bedecken.To the amount of primer required for the primer layer too reduce, it is advantageous to use only a peripheral area Interface between the first element and the second ele cover with the primer layer.

Vorzugsweise besteht die Primerschicht aus einem Einkomponen tenwerkstoff. Ein solcher Stoff ist besonders einfach hand habbar, da keine spezielle Vorrichtung zum Auftragen der Primerschicht mit einer Mischdüse und Behältern, in denen Kompo nenten getrennt voneinander aufbewahrt werden, erforderlich ist. Die Primerschicht kann beispielsweise mit einem Pinsel, einer Rolle, einer Spritze oder durch ein Siebdruckverfahren aufgebracht werden.The primer layer preferably consists of a single component tenwerkstoff. Such a material is particularly easy to handle available, since no special device for applying the primer layer with a mixing nozzle and containers in which compo nents must be kept separate from each other is. The primer layer can, for example, with a brush, a roll, a syringe or by a screen printing process be applied.

Es liegt jedoch im Rahmen der Erfindung, wenn die Primer schicht zwei oder mehr Komponenten aufweist.However, it is within the scope of the invention if the primer layer has two or more components.

Die Primerschicht enthält beispielsweise Polyethylenimin- Homopolymer. Ein solcher Primer ist z. B. Lupasol P von der Firma BASF, der z. B. als Haftvermittler zwischen Polyo lelphinfolien geeignet ist. Lupasol P ist auch zur Verstär kung der Haftung von Farben und Inkjet-Tinten auf einer Viel zahl von Oberflächen geeignet. Lupasol P besteht im Wesentli chen aus Polyethylenimin-Homopolymer mit hohen Molekularge wicht. Zur Erzeugung einer Primerschicht wird zunächst eine Primerlösung gebildet. Die Primerlösung ist flüssig und ent hält z. B. Wasser und/oder Alkohol. Nach dem Auftragen der Primerlösung wird diese z. B. mittels eines warmen Luftstroms getrocknet, so dass die Primerschicht entsteht.The primer layer contains, for example, polyethyleneimine Homopolymer. Such a primer is e.g. B. Lupasol P from the BASF, the z. B. as an adhesion promoter between polyo lelphin foils is suitable. Lupasol P is also for reinforcement The adhesion of colors and inkjet inks to a lot number of surfaces suitable. Lupasol P essentially consists Chen from high molecular weight polyethyleneimine homopolymer weight. To create a primer layer, one is first Primer solution formed. The primer solution is liquid and ent holds z. B. water and / or alcohol. After applying the Primer solution this z. B. by means of a warm air stream dried so that the primer layer is formed.

Die Haftwirkung zwischen der Primerschicht und dem ersten E lement und dem zweiten Element beruht beispielsweise auf ei ner Art magnetischen Effekt, wenn die Primerschicht katio nisch ist und das erste Element und das zweite Element anio nisch sind.The adhesive effect between the primer layer and the first E element and the second element is based, for example, on egg ner kind of magnetic effect when the primer layer katio nisch and the first element and the second element anio are niche.

Das erste Element kann beispielsweise im Wesentlichen aus ei nem Metall- oder aus einem Kunststoff, das sich vom Material des zweiten Elements unterscheidet, bestehen. Beispielsweise besteht das erste Element aus Thermoplast und das zweite Ele ment aus Duroplast oder umgekehrt.The first element can, for example, essentially consist of egg metal or plastic that differs from the material of the second element. For example the first element is made of thermoplastic and the second element thermoset or vice versa.

Die Anordnung kann beispielsweise Teil eines Kraftstoffein spritzventils sein. Beispielsweise bildet das erste Element ein Aktorgehäuse eines Aktors des Kraftstoffeinspritzventils. The arrangement can be part of a fuel, for example be spray valve. For example, the first element an actuator housing of an actuator of the fuel injector.

Das Aktorgehäuse besteht beispielsweise aus einer Eisen- Nickel-Legierung. Das zweite Element kann beispielsweise ein Schutzgehäuse mit integriertem Stecker für den elektrischen Kontakt des Aktors bilden. Das Schutzgehäuse besteht bei spielsweise aus Polyamid und dient dem Schutz elektrischer Kontakte des Aktors. Die elektrischen Kontakte sind bei spielsweise als Kontaktstifte ausgebildet.The actuator housing consists, for example, of an iron Nickel alloy. The second element can be, for example Protective housing with integrated plug for the electrical Form contact of the actuator. The protective housing consists of for example made of polyamide and serves to protect electrical Contacts of the actuator. The electrical contacts are at formed for example as contact pins.

Der Aktor kann Kontaktstifte aufweisen, die aus dem ersten Element herausragen. Die Kontaktstifte können elektrisch mit Kontaktzungen verbunden sein. In diesem Fall ist vorzugsweise das zweite Element nicht nur an das erste Element, sondern an die Kontaktzungen angespritzt. Zusätzlich zur Primerschicht zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element ist vor zugsweise eine weitere Primerschicht zwischen dem zweiten Element und den Kontaktzungen angeordnet.The actuator can have contact pins that come from the first Stick out element. The contact pins can be used electrically Tongues connected. In this case it is preferred the second element not only to the first element, but to molded the contact tongues. In addition to the primer layer is between the first element and the second element preferably another primer layer between the second Element and the contact tongues arranged.

Die Anordnung kann auch Teil einer Schaltungsanordnung sein, die dicht gegenüber Eindringen von z. B. Getriebeöl sein soll. Beispielsweise bildet das erste Element ein vorgefer tigtes Kunststoffgehäuse eines Sensors der Schaltungsanord nung. Das zweite Element wird nach Einbau der elektronischen Komponenten um die Schaltungsanordnung gespritzt. Die Primer schicht ist zwischen dem Gehäuse des Sensors und der Umsprit zung angeordnet.The arrangement can also be part of a circuit arrangement, which are tight against intrusion of z. B. Be gear oil should. For example, the first element forms a prefabricated element Tigt plastic housing of a sensor the circuit arrangement voltage. The second element is after installing the electronic Components injected around the circuit arrangement. The primer layer is between the housing of the sensor and the Umsprit tongue arranged.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an hand der Figur näher erläutert.An exemplary embodiment of the invention is described below hand of the figure explained in more detail.

Die Figur zeigt einen Querschnitt durch einen Teil eines Kraftstoffeinspritzventils mit einem Aktorgehäuse, einer Primerschicht, einem Schutzgehäuse, einer Kontaktzunge und einer weiteren Primerschicht.The figure shows a cross section through part of a Fuel injection valve with an actuator housing, a primer layer, a protective housing, one Contact tongue and another primer layer.

Im Ausführungsbeispiel ist ein Kraftstoffeinspritzventil vor gesehen, bei dem eine Einspritznadel durch einen Aktor betä tigt wird. Der Aktor ist in einem als Aktorgehäuse ausgebildeten ersten Element 1 angeordnet, das im Wesentlichen aus einer Eisen-Nickel-Legierung besteht. Aus dem Aktorgehäuse ragen Kontaktstifte S des Aktors heraus, die elektrisch mit Kontaktzungen K verbunden sind.In the exemplary embodiment, a fuel injection valve is seen before, in which an injection needle is actuated by an actuator. The actuator is arranged in a first element 1 designed as an actuator housing, which essentially consists of an iron-nickel alloy. Contact pins S of the actuator protrude from the actuator housing and are electrically connected to contact tongues K.

Auf einem Randgebiet einer Fläche des Aktorgehäuses, auf die ein als Schutzgehäuse ausgebildetes zweites Element 2 aufge spritzt werden soll, wird eine Primerlösung mit dem Pinsel aufgetragen. Die Primerlösung enthält Polyethylenimin- Homopolymer mit hohem Molekulargewicht. Der Feststoffgehalt der Primerlösung beträgt ca. 5%. 15 Gewichtsprozent der Primerlösung besteht aus Alkohol. Ansonsten enthält die Prim erlösung Wasser.A primer solution is applied with a brush to an edge area of a surface of the actuator housing onto which a second element 2 designed as a protective housing is to be sprayed. The primer solution contains high molecular weight polyethyleneimine homopolymer. The solids content of the primer solution is approx. 5%. 15 percent by weight of the primer solution consists of alcohol. Otherwise, the primary solution contains water.

Mittels eines warmen Luftstroms mit einer Temperatur von un gefähr 60 Grad wird die Primerlösung getrocknet, wodurch sich eine ca. 0,008 mm dicke Primerschicht P bildet.Using a warm air flow at a temperature of un The primer solution is dried at around 60 degrees, which causes forms an approximately 0.008 mm thick primer layer P.

Auf dieselbe Weise wird auf einem Randgebiet einer Fläche der Kontaktzungen K, auf die das Schutzgehäuse aufgebracht werden soll, eine weitere Primerschicht P' erzeugt.In the same way, the edge of an area of the Contact tongues K on which the protective housing is applied should, a further primer layer P 'is generated.

Durch ein Kunststoffspritzgussverfahren bei ca. 280 Grad wer den das Aktorgehäuse und die Kontaktzungen K derart um spritzt, dass das Schutzgehäuse erzeugt wird, das die Primer schicht P und die weitere Primerschicht P' bedeckt.Through a plastic injection molding process at approx. 280 degrees around the actuator housing and the contact tongues K in such a way injects that the protective housing is created that the primer layer P and the further primer layer P 'covered.

Claims

1. Arrangement with a first element and a second element connected to it, which is particularly suitable for use in a fuel injection valve,
wherein the second element ( 2 ) consists essentially of a plastic injection molded onto the first element ( 1 ),
wherein to seal the transition from the first element ( 1 ) to the second element ( 2 ) a primer layer (P) is arranged between the first element ( 1 ) and the second element ( 2 ).

2. Arrangement according to claim 1, wherein the primer layer (P) substantially a Randge area of the interface between the first element ( 1 ) and the second element ( 2 ) covered.

3. Arrangement according to claim 2, in which the primer layer (P) polyethyleneimine homopolymer contains.

4. Arrangement according to one of claims 1 to 3, wherein the first element ( 1 ) consists essentially of a Me tall or of a plastic which differs from the material of the second element ( 2 ).

5. Arrangement according to claim 4,
in which the first element ( 1 ) forms an actuator housing of an actuator of a fuel injection valve,
in which the second element ( 2 ) forms a protective housing for the electrical contact of the actuator.

6. Arrangement according to claim 5,
in which the actuator has contact pins (S) which protrude from the first element ( 1 ),
in which the contact pins (S) are electrically connected to contact tongues (K),
in which the second element ( 2 ) is molded onto the first element ( 1 ) and onto the contact tongues (K),
in which a further primer layer (P ') is arranged between the two-th element ( 2 ) and the contact tongues (K).

7. A method for producing an arrangement with a first element and an associated second element according to one of claims 1 to 6,
in which a primer layer (P) is applied to seal the transition from the first element ( 1 ) to the second element ( 2 ) onto the first element ( 1 ),
in which the second element ( 2 ) is injection molded by a plastic injection molding process onto the first element ( 1 ) provided with the primer layer (P).

8. The method according to claim 7, in which a primer layer (P) is applied by adding next a liquid primer solution is applied and on is finally dried out.