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Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder für einen Kraftstoffinjektor mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Kraftstoffinjektor mit einem solchen elektrischen Steckverbinder.
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Kraftstoffinjektoren der vorstehend genannten Art dienen der Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine. Hierzu umfasst der Kraftstoffinjektor eine in einer Hochdruckbohrung des Injektors hubbeweglich geführte Düsennadel, die über eine elektrisch ansteuerbare Aktoreinheit in der Weise ansteuerbar ist, dass über eine Hubbewegung der Düsennadel wenigstens eine Einspritzöffnung des Kraftstoffinjektors freigebbar oder verschließbar ist. Bei dem Betätigungsmittel zur Ansteuerung der Düsennadel handelt es sich in der Regel um wenigstens ein elektrisch ansteuerbares Ventil, das es mit einer elektrischen Spannung zu versorgen gilt. Die Anordnung des Ventils im Innern des Kraftstoffinjektors bedingt einen nicht unerheblichen Aufwand zur Herstellung des erforderlichen elektrischen Anschlusses. Zudem weisen Kraftstoffinjektoren in der Regel verschiedene Module auf, die wiederum in verschiedenen Gehäuseteilen angeordnet sind, so dass der elektrische Anschluss bzw. die hierzu erforderlichen elektrischen Leitungen gehäuseteilübergreifend auszubilden sind. Um beispielsweise zu Wartungszwecken eine Demontage des Kraftstoffinjektors zu ermöglichen, wurden im Stand der Technik bereits Steckverbinder zur lösbaren Verbindung der elektrischen Leitungen bzw. Anschlüsse vorgeschlagen. Die Demontage des Kraftstoffinjektors kann bei Verwendung von lösbaren Steckverbindern im Gegensatz zu Festkontaktierungen, wie Löt- und Schweißverbindungen, zerstörungsfrei erfolgen.
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Stand der Technik
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Ein Steckverbinder der vorstehend genannten Art geht beispielsweise aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2007 029 968 A1 hervor. Der hierin beschriebene elektrische Steckverbinder weist die Ausgestaltung eines Buchsenkontakts auf. Ferner umfasst der Steckverbinder einen Kontaktinnenteil zum elektrischen Kontaktieren eines Pins. Die Ausbildung als Steckkontakt erlaubt ein reproduzierbares Montieren und Demontieren des Kraftstoffinjektors. Der elektrische Kontakt über den Pin ermöglicht ferner die Ansteuerung des in den Kraftstoffinjektor aufgenommenen Steuerventils und damit die Betätigung der Düsennadel. Zur elektrischen Isolation des elektrischen Steckverbinders gegenüber einem Gehäuseteil des Kraftstoffinjektors wird ferner in der angeführten Druckschrift vorgeschlagen, den Steckverbinder mit einer Isolierhülse zu umgeben und die hieran anschließende elektrische Leitung mit einem Schrumpfschlauch zu überziehen.
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Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Steckverbinder derart weiterzubilden, dass die Gefahr eines Masseschlusses zwischen den stromführenden Teilen des Steckverbinders und dem umgebenden Gehäuseteil des Kraftstoffinjektors verringert wird. Insbesondere soll ein Masseschluss verhindert werden, der von Partikeln hervorgerufen wird, die von außen eindringen oder bereits als Fertigungsrückstände in dem Steckverbinder vorliegen und durch Anlagerung zwischen dem Pin und dem Gehäuseteil den Masseschluss hervorrufen können.
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Die Aufgabe wird gelöst durch einen elektrischen Steckverbinder mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen werden in den Unteransprüchen angegeben. Zur Lösung der Aufgabe wird ferner ein Kraftstoffinjektor mit den Merkmalen des Anspruchs 6 vorgeschlagen.
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Offenbarung der Erfindung
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Der vorgeschlagene elektrische Steckverbinder ist als Buchsenkontakt mit einem Kontaktinnenteil zum elektrischen Kontaktieren eines Pins ausgestaltet und umfasst ein hülsenförmiges Isolierelement zur elektrischen Isolation gegenüber einem Gehäuseteil des Kraftstoffinjektors. Erfindungsgemäß ist das hülsenförmige Isolierelement kappenartig ausgebildet und als Schutzkappe auf das steckerseitige Ende des Steckverbinders aufsteckbar, so dass eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung bewirkbar ist, die wieder lösbar ist. Ferner erfindungsgemäß ist in einem Bodenteil des hülsenförmigen Isolierelements eine zentrale Durchgangsbohrung zum Einführen des Pins ausgebildet. Die vorgeschlagene Ausgestaltung und Anordnung des hülsenförmigen Isolierelementes verhindert, dass Partikel aus dem Umkreis des Motors von außen in den Injektor eindringen können, da das hülsenförmige Isolierelement das steckerseitige Ende des Steckverbinders schutzkappenartig umgibt. Ferner ist die zentrale Durchgangsbohrung im Bodenteil des hülsenförmigen Isolierelementes bevorzugt mit minimalem Spiel zum Pin ausgeführt, um bereits vorhandene Partikel oder Fertigungsrückstände, wie beispielsweise Späne, am weiteren Eindringen zu hindern. Denn um einen Masseschluss zwischen dem Pin und dem umgebenden Gehäuseteil des Kraftstoffinjektors zu bewirken, müssen sich die Partikel bzw. Fertigungsrückstände zwischen. dem Pin und dem Gehäuseteil anlagern. Soweit sich die Partikel bzw. Fertigungsrückstände noch innerhalb des Steckverbinders befinden, wird eine entsprechende Anlagerung durch das hülsenförmige Isolierelement unterbunden. Das geringe Spiel im Bereich der Durchgangsbohrung verhindert darüber hinaus, dass die Partikel oder Rückstände den Steckverbinder verlassen. Die üblicherweise bei der Herstellung eines solchen elektrischen Steckverbinders vorgenommene Sichtprüfung auf Spänefreiheit kann demnach auf ein stichprobenartiges Prüfen beschränkt werden. Dadurch wird der Prüfaufwand erheblich reduziert. Darüber hinaus wirkt das vorgeschlagene hülsenförmige Isolierelement einem Masseschluss entgegen, da der radiale Abstand des stromführenden Pins zum umgebenden Gehäuseteil des Kraftstoffinjektors vergrößert wird.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die lösbare Verbindung zwischen dem hülsenförmigen Isolierelement und dem Steckverbinder über eine Rastverbindung bewirkbar, wobei zur Ausbildung der Rastverbindung vorzugsweise das hülsenförmige Isolierelement mit wenigstens einem Rastmittel ausgestattet ist, das in Eingriff mit einer am Steckverbinder ausgebildeten Rastnut bringbar ist. Der über die Rastverbindung bewirkte Formschluss stellt sicher, dass nach Aufstecken des Isolierelementes auf den Steckverbinder dieses verliersicher gehalten ist. Denn die erstmalige Verbindung von Isolierelement und Steckverbinder erfolgt außerhalb des Kraftstoffinjektors.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Rastmittel mehrere punktuell angeordnete Schnappwulstbuckel oder -segmente, die in Eingriff mit einer am Steckverbinder ausgebildeten ringförmigen Rastnut bringbar sind. Die punktuell angeordneten Schnappwulstbuckel sind vorzugsweise im gleichen Winkelabstand zueinander angeordnet, so dass eine über den Umfang gleichmäßige Haltekraft durch ein Verrasten der Rastmittel in der Ringnut erzielbar ist.
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Vorzugsweise ist das hülsenförmige Isolierelement aus einem Kunststoff hergestellt, der weiterhin vorzugsweise kraftstoff- und temperaturbeständig und/oder elektrisch isolierend ist. Als Werkstoff eignet sich beispielsweise ein Polyamid mit einem verstärkenden Glasfaseranteil. Der Einsatz von Kunststoff als Werkstoff ermöglicht ferner die Herstellung des hülsenförmigen Isolierelementes mittels eines Spritzverfahrens, so dass das hülsenförmige Isolierelement kostengünstig herstellbar ist.
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Vorteilhafterweise ist der Steckverbinder außenumfangseitig zumindest abschnittsweise von einer isolierenden Umspritzung umgeben. Bei aufgestecktem Isolierelement wird die Umspritzung bevorzugt zumindest teilweise von dem Isolierelement abgedeckt, so dass das Isolierelement die Umspritzung in axialer Richtung überlappt. Die axiale Überlappung bewirkt eine sichere Abdichtung zwischen dem Isolierelement und dem Steckverbinder und verhindert, dass Partikel von außen in den Steckverbinder eindringen. Des Weiteren ist aufgrund der axialen Überlappung eine doppelte Isolation gegeben, die wirksam einen Masseschluss verhindert.
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Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe wird ferner ein Kraftstoffinjektor mit einem erfindungsgemäßen Steckverbinder vorgeschlagen, der ein Gehäuseteil besitzt, innerhalb dessen eine Aufnahmebohrung zur Aufnahme des Steckverbinders einschließlich des hülsenförmigen Isolierelementes ausgebildet ist. Vorzugsweise ist der Innendurchmesser der Aufnahmebohrung geringfügig größer als der Außendurchmesser des hülsenförmigen Isolierelementes gewählt, so dass ein minimales Spiel zwischen dem Gehäuseteil und dem Isolierelement besteht. Aufgrund des geringen Spiels ist das Isolierelement verliersicher in der Aufnahmebohrung gehalten. Ferner verhindert das geringe Spiel, dass Partikel oder Fertigungsrückstände über die Aufnahmebohrung in das Innere des Kraftstoffinjektors gelangen.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:
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1a einen Teillängsschnitt durch ein Steuermodul eines aus dem Stand der Technik bekannten Kraftstoffinjektors,
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1b einen Ausschnitt der 1a im Bereich des elektrischen Steckverbinders und
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2 einen Teillängsschnitt durch einen erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinder.
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Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
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Die Darstellung der 1a dient der Veranschaulichung der Lage eines elektrischen Steckverbinders 1 innerhalb eines Kraftstoffinjektors. Da der elektrische Steckverbinder 1 vorzugsweise dem elektrischen Anschluss eines Magnetventils zur Ansteuerung der Düsennadel des Kraftstoffinjektors dient, erfolgt die Anordnung des elektrischen Steckverbinders 1 im Bereich des Steuermoduls des Kraftstoffinjektors. Das Steuermodul umfasst ein Gehäuseteil 5, in welchem eine Aufnahmebohrung 13 zur Aufnahme des elektrischen Steckverbinders 1 ausgebildet ist (siehe 1a).
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Wie des weiteren der 1b zu entnehmen ist, umfasst der elektrische Steckverbinder 1 ein Kontaktinnenteil 2 zur Kontaktierung eines Pins 3 (in 1b nicht dargestellt). Die elektrische Isolation gegenüber dem Gehäuseteil 5 erfolgt über eine Umspritzung 12, welche über die gesamte axiale Erstreckung des elektrischen Steckverbinders 1 geführt ist. Zur fluiddichten Abdichtung ist dem elektrischen Steckverbinder 1 ein Dichtring 14 vorgelagert, welcher den Pin 3 gegenüber der Aufnahmebohrung 13 abdichtet (siehe auch 2).
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2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinders 1, welcher ein hülsenförmiges Isolierelement 4 zur Ausbildung einer Schutzkappe umfasst. Das hülsenförmige Isolierelement 4 ist auf das steckerseitige Ende 6 des Steckverbinders 1 aufgesteckt, wobei an der Innenumfangsseite des Isolierelementes 4 angeordnete Rastmittel 9 in Form mehrerer Schnappwulstbuckel 11 in eine ringförmige Rastnut 10 des Steckverbinders eingreifen. Somit wird ein Formschluss zwischen dem Isolierelement 4 und dem Steckverbinder 1 bewirkt, welcher jedoch bei Bedarf wieder lösbar ist. Eine Demontage der Module des Kraftstoffinjektors ist somit zerstörungsfrei möglich.
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Das Isolierelement 4 isoliert den Steckverbinder 1 gegenüber dem Gehäuseteil 5, so dass die Umspritzung 12 des Steckverbinders 1 auf einen Abschnitt beschränkt werden kann, der nicht von dem Isolierelement 4 umgeben ist. Um eine ausreichende Isolation sicherzustellen, ist die axiale Erstreckung des Isolierelementes 4 bzw. der Umspritzung 12 derart gewählt, dass sie sich über einen axialen Bereich überlappen. Im Bereich der Überlappung ist ferner sichergestellt, dass keine schädlichen Partikel von außen eingetragen werden können. Um ferner einen Eintrag über den Ringspalt zwischen dem Isolierelement 4 und der Aufnahmebohrung 13 zu verhindern, ist der Ringspalt bzw. das Spiel zwischen der Aufnahmebohrung 13 und dem Isolierelement 4 minimal gewählt. Gleiches gilt für eine zentrale Durchgangsbohrung 8, die in einem Bodenteil 7 des Isolierelementes 4 ausgebildet ist und der Aufnahme des Pins 3 dient. Der Innendurchmesser der Durchgangsbohrung 8 ist ebenfalls derart gewählt, dass ein minimales Spiel zwischen dem Pin 3 und dem Bodenteil 7 des Isolierelementes 4 besteht. Somit wird verhindert, dass Fertigungsrückstände, wie beispielsweise Späne, aus dem elektrischen Steckverbinder 1 über die Durchgangsbohrung 8 ins Innere des Kraftstoffinjektors gelangen. Die fluiddichte Abdichtung des Pins 3 gegenüber der Aufnahmebohrung 13 des Gehäuseteils 5 erfolgt wiederum über einen Dichtring 14.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007029968 A1 [0003]
