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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft eine elektrische Steckvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Mengensteuerventil und ein Verfahren nach den nebengeordneten Patentansprüchen.
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Vom Markt her allgemein bekannt ist eine an einer elektrischen Baugruppe angeordnete elektrische Steckvorrichtung, wodurch die Baugruppe beispielsweise mit einer Versorgungsspannung und/oder einer Steuerspannung oder dergleichen auftrennbar verbunden werden kann. Eine solche Baugruppe kann beispielsweise ein Mengensteuerventil einer Kraftstoff-Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffsystem eines Kraftfahrzeugs sein. Dabei ist es im Allgemeinen erforderlich, die gesamte elektrische Steckvorrichtung in Abhängigkeit von einer Ausführungsform eines elektrischen Kontaktpartners entsprechend typenspezifisch auszuführen. Dies kann sowohl eine Ausführung eines Gehäuses der elektrischen Steckvorrichtung als auch eine Ausführung eines oder mehrerer Kontaktelemente betreffen.
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Offenbarung der Erfindung
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Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird durch eine elektrische Steckvorrichtung nach Anspruch 1, sowie durch ein Mengensteuerventil und ein Verfahren nach den nebengeordneten Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in Unteransprüchen angegeben. Für die Erfindung wichtige Merkmale finden sich ferner in der nachfolgenden Beschreibung und in den Zeichnungen, wobei die Merkmale sowohl in Alleinstellung als auch in unterschiedlichen Kombinationen für die Erfindung wichtig sein können, ohne dass hierauf nochmals explizit hingewiesen wird.
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Die Erfindung betrifft eine elektrische Steckvorrichtung zum Anschluss einer Magnetspule und/oder eines Sensorelements an einen Kontaktpartner eines mit der elektrischen Steckvorrichtung zusammenwirkenden Gegenstücks. Erfindungsgemäß weist die elektrische Steckvorrichtung mindestens einen ersten Abschnitt auf, welcher die Magnetspule und/oder das Sensorelement und mindestens ein elektrisches Kontaktelement umfasst, wobei die Magnetspule und/oder das Sensorelement und das mindestens eine elektrische Kontaktelement des ersten Abschnitts unlösbar miteinander verbunden sind. Weiterhin weist die elektrische Steckvorrichtung einen vom ersten Abschnitt separat hergestellten und zum Gegenstück typenspezifischen zweiten Abschnitt auf, welcher mit dem ersten Abschnitt zusammengefügt ist und welcher das elektrische Kontaktelement mindestens teilweise umgibt. Dabei ist der erste Abschnitt im Wesentlichen passend zu einer jeweiligen Ausführungsform der Magnetspule bzw. des Sensorelements ausgeführt, jedoch – mit Ausnahme des mindestens einen Kontaktelements – typenunspezifisch in Bezug auf das Gegenstück. Der zweite Abschnitt ist zumindest bereichsweise in Abhängigkeit von geometrischen Abmessungen des Gegenstücks, also zu diesem typenspezifisch ausgeführt.
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Durch die separate Herstellung des zweiten Abschnitts kann dieser sehr preiswert und beispielsweise bevorratet hergestellt und mit dem ersten Abschnitt entsprechend einem jeweiligen Bedarf zur erfindungsgemäßen elektrischen Steckvorrichtung vervollständigt werden. Dabei weist der zweite Abschnitt im Allgemeinen kein eigenes Kontaktelement auf, sondern umgibt lediglich das Kontaktelement des ersten Abschnitts mit einem vorgegebenen räumlichen Abstand und übernimmt somit beispielsweise die Aufgabe eines "Steckerkragens". Der zweite Abschnitt kann als so genanntes "frei fallendes" Spritzgussteil ausgeführt sein. Auf diese Weise kann die elektrische Steckvorrichtung besonders einfach und zugleich kostengünstig hergestellt werden.
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Beispielsweise betrifft dies den Automobilbau, wo gleiche elektrische Baugruppen, insbesondere solche mit einer Magnetspule oder einem Sensorelement, für Automobile verschiedener Herstellen und somit verschiedenen Gegenstücken gefertigt werden. Dadurch wird sozusagen ein "Baukastenprinzip" ermöglicht, bei dem die erfindungsgemäß ermöglichten standardisierten Herstellprozesse und Montageprozesse der elektrischen Steckvorrichtung eine kostengünstige Anpassung an eine vorliegende Typenvielfalt von Gegenstücken ermöglichen. Weiterhin können für die elektrische Steckvorrichtung erforderliche Kunststoffspritzgießprozesse deutlich vereinfacht und somit Zykluszeiten der Herstellung verkürzt werden. Kosten für Maschinen, Anlagen oder sonstige Fertigungseinrichtungen (MAE) sowie Erstwerkzeugkosten (EWAK) können vermindert werden. Mittels erfindungsgemäß ermöglichter "Gleichprozesse" kann eine Fertigungsausbeute erhöht werden. Zudem kann ein Entwicklungsaufwand und Freigabeaufwand bei der Konstruktion der erfindungsgemäßen elektrischen Steckvorrichtung reduziert werden.
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Beispielsweise kann eine einmalige Entwicklungsphase und Freigabephase ausreichen. Dadurch kann auch eine Markteinführung von Varianten der elektrischen Steckvorrichtung beschleunigt werden. Insbesondere können innerhalb einer Fertigungslinie im Wesentlichen gleiche so genannte "Planherstellkosten" (PHEK) für eine Vielzahl von Ausführungsformen der elektrischen Steckvorrichtungen unabhängig von einer jeweiligen Verteilung der Stückzahlen ermöglicht werden. Weiterhin kann eine typenspezifische Lieferflexibilität erhöht und eine Wettbewerbsfähigkeit gesteigert werden.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der zweite Abschnitt mit dem ersten Abschnitt nicht zerstörungsfrei lösbar, insbesondere mittels Laserdurchstrahlschweißen, Ultraschallschweißen, Vibrationsschweißen, Heißgasschweißen, Kleben oder Pressen und/oder zerstörungsfrei lösbar, insbesondere durch Verrasten, zusammengefügt. Dadurch werden der erste und der zweite Abschnitt besonders dauerhaft zusammengefügt, wodurch auch Verwechslungen vermieden und somit Kosten gespart werden können. Alternativ können mittels des Verrastens der erste und der zweite Abschnitt auch zerstörungsfrei lösbar miteinander verbunden werden. Vorzugsweise weisen der erste und der zweite Abschnitt an der Zusammenfügung Konturen und Oberflächeneigenschaften auf, welche für eine jeweilige Verbindungstechnik besonders geeignet sind.
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In einer weiteren Ausgestaltung der elektrischen Steckvorrichtung ist das elektrische Kontaktelement zum Gegenstück typenspezifisch ausgeführt. Damit kann eine Untergruppe von ersten Abschnitten geschaffen werden, die mit einem bestimmten Kontaktpartner zusammenarbeiten, der ansonsten aber in einem typenspezifischen zweiten Abschnitten untergerbacht ist.
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Vorzugsweise weist das elektrische Kontaktelement einen ersten von dem ersten Abschnitt umschlossenen Bereich auf, mittels welchem das elektrische Kontaktelement an dem ersten Abschnitt gehalten ist und der dabei typenunspezifisch in Bezug auf den zu verbindenden Kontaktpartner ausgeführt sein kann. Entsprechend weist das elektrische Kontaktelement einen zweiten von dem ersten Abschnitt nicht umschlossenen Bereich auf, welcher typenspezifisch in Bezug auf den mit dem elektrischen Kontaktelement zu verbindenden Kontaktpartner ausgeführt ist und somit den eigentlichen Kontaktübergang ermöglicht. Auf diese Weise kann der erste Abschnitt der elektrischen Steckvorrichtung im Wesentlichen unabhängig von einer jeweiligen Ausführungsform ("Typ") des Gegenstücks hergestellt werden, wodurch die elektrische Steckvorrichtung vereinfacht und verbilligt wird.
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In einer weiteren Ausgestaltung der elektrischen Steckvorrichtung weist der zweite Abschnitt einen dem ersten Abschnitt zugewandten ersten Bereich auf, welcher typenunspezifisch in Bezug auf das mit der elektrischen Steckvorrichtung zusammenwirkende Gegenstück ausgeführt ist, und außerdem weist der zweite Abschnitt einen dem Gegenstück zugewandten zweiten Bereich auf, welcher typenspezifisch in Bezug auf das mit der elektrischen Steckvorrichtung zusammenwirkende Gegenstück ausgeführt ist. Dadurch ergibt sich zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt der elektrischen Steckvorrichtung eine mechanisch und elektrisch im Wesentlichen einheitliche Schnittstelle, welche somit unabhängig vom Typ des jeweiligen Gegenstücks ausgeführt ist. Dadurch wird die erfindungsgemäße elektrische Steckvorrichtung vereinfacht, wodurch Kosten gespart werden können.
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Weiterhin kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der erste Abschnitt einen Halteabschnitt für die Magnetspule und/oder das Sensorelement und das elektrische Kontaktelement umfasst, wobei der Halteabschnitt mit der Magnetspule und/oder mit dem Sensorelement und dem mindestens einen elektrischen Kontaktelement verbunden ist. Beispielsweise ist der Halteabschnitt als so genanntes "frei fallendes" Spritzgussteil ausgeführt und umfasst einen Spulenkörper bzw. Wicklungsträger für die Magnetspule sowie einen Aufnahmeabschnitt für einen Bereich des elektrischen Kontaktelements. Vorzugsweise ist der Halteabschnitt typenunspezifisch und somit "universell" ausgeführt. Dadurch kann eine Montage der elektrischen Steckvorrichtung vereinfacht und verbilligt werden. In dieser Ausgestaltung der Erfindung ist der Halteabschnitt im Allgemeinen vollständig von einer Kunststoffumspritzung umgeben, welche weiter unten noch näher erläutert werden wird.
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Alternativ dazu ist der Halteabschnitt derart ausgeführt, dass er mit einem dem Halteabschnitt zugewandten ersten Bereich des zweiten Abschnitts, welcher typenunspezifisch in Bezug auf das mit der elektrischen Steckvorrichtung zusammenwirkende Gegenstück ausgeführt ist, zusammengefügt ist bzw. zusammengefügt werden kann. Dadurch kann der zweite Abschnitt unmittelbar mit dem Halteabschnitt zusammengefügt werden, wodurch weitere vorteilhafte Ausführungsformen der elektrischen Steckvorrichtung ermöglicht werden. In dieser Ausgestaltung ist der Halteabschnitt insbesondere an der Zusammenfügung im Allgemeinen nicht vollständig von der besagten Kunststoffumspritzung umgeben.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das elektrische Kontaktelement ein elektrischer Kontaktstift, insbesondere ein Flachstift ist. Durch die Ausführung als Kontaktstift kann ein entsprechendes Kontaktelement des Gegenstücks als Buchse ausgeführt sein, wodurch eine Kurzschlussgefahr vermindert werden kann. Durch die Ausführungsform als Flachstift sind besonders hohe Ströme möglich.
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In einer weiteren Ausführungsform der elektrischen Steckvorrichtung weist der erste Abschnitt eine Kunststoffumspritzung auf, mittels welcher dem ersten Abschnitt zugehörige Elemente unlösbar miteinander verbunden sind. Diese Elemente sind insbesondere die Magnetspule und der erste Bereich des elektrischen Kontaktelements sowie optional der Halteabschnitt, welcher zumindest teilweise von der Kunststoffumspritzung umfasst ist. Durch die Kunststoffumspritzung werden die Elemente des ersten Abschnitts auf besonders einfache Weise zueinander mechanisch fixiert und können zugleich gegen Umwelteinflüsse abgedichtet sein, wodurch die Robustheit der elektrischen Steckvorrichtung verbessert wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der separat hergestellte zweite Abschnitt ein Mitglied eines Satzes von unterschiedlich ausgeführten zweiten Abschnitten. Somit können die zweiten Abschnitte separat von dem ersten Abschnitt hergestellt werden und entsprechend einem jeweiligen Bedarf an typenspezifischen elektrischen Steckvorrichtungen mit dem ersten Abschnitt zusammengefügt werden. Dadurch wird die Herstellung der elektrischen Steckvorrichtung vereinfacht und verbilligt.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein Mengensteuerventil für eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe eines Kraftstoffsystems für eine Brennkraftmaschine, wobei das Mengensteuerventil mindestens eine elektrische Steckvorrichtung entsprechend den oben beschriebenen Ausgestaltungen umfasst.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein erstes Verfahren zum Herstellen der elektrischen Steckvorrichtung wobei diese unter Verwendung von folgenden Schritten hergestellt wird:
- – Montage einer Magnetspule und/oder eines Sensorelements und mindestens eines elektrischen Kontaktelements an dem Halteabschnitt;
- – Kontaktieren der Magnetspule und/oder des Sensorelements an dem mindestens einen elektrischen Kontaktelement;
- – Umspritzen der Magnetspule und/oder des Sensorelements und des Halteabschnitts und einen Bereich des mindestens einen elektrischen Kontaktelements mittels einer Kunststoffumspritzung;
- – Separates Herstellen des zweiten Abschnitts der elektrischen Steckvorrichtung;
- – Zusammenfügen des zweiten Abschnitts der elektrischen Steckvorrichtung mit dem ersten Abschnitt mittels Laserdurchstrahlschweißen, Ultraschallschweißen, Vibrationsschweißen, Heißgasschweißen, Kleben, Pressen und/oder Verrasten, so dass der zweite Abschnitt das elektrische Kontaktelement mindestens teilweise umgibt.
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Bei diesem ersten Verfahren wird das elektrische Kontaktelement an dem Halteabschnitt fixiert, bevor die Magnetspule bzw. das Sensorelement und der erste Bereich des elektrischen Kontaktelements von dem Kunststoff umspritzt werden.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein zweites Verfahren zum Herstellen der elektrischen Steckvorrichtung wobei diese unter Verwendung von folgenden Schritten hergestellt wird:
- – Montage einer Magnetspule und/oder eines Sensorelements an dem Halteabschnitt;
- – Kontaktieren der Magnetspule und/oder des Sensorelements an mindestens einem elektrischen Kontaktelement;
- – Einlegen der Magnetspule und/oder des Sensorelements und des mindestens einen elektrischen Kontaktelements in ein Spritzgießwerkzeug;
- – Umspritzen der Magnetspule und/oder des Sensorelements und des Halteabschnitts und eines Bereichs des mindestens einen elektrischen Kontaktelements mittels einer Kunststoffumspritzung;
- – Separates Herstellen des zweiten Abschnitts der elektrischen Steckvorrichtung;
- – Zusammenfügen des zweiten Abschnitts der elektrischen Steckvorrichtung mit dem ersten Abschnitt mittels Laserdurchstrahlschweißen, Ultraschallschweißen, Vibrationsschweißen, Heißgasschweißen, Kleben, Pressen und/oder Verrasten, so dass der zweite Abschnitt das elektrische Kontaktelement mindestens teilweise umgibt.
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Bei diesem zweiten Verfahren wird das elektrische Kontaktelement an dem Spritzgießwerkzeug fixiert, bevor die Magnetspule bzw. das Sensorelement und der erste Bereich des elektrischen Kontaktelements gemeinsam von dem Kunststoff umspritzt werden. Nach dem Aushärten des Kunststoffs ist das elektrische Kontaktelement also im Wesentlichen von der Kunststoffumspritzung gehalten. Dadurch kann insbesondere der Halteabschnitt besonders einfach ausgeführt sein oder sogar entfallen, wodurch Kosten gespart werden können.
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In einer Ausgestaltung des ersten und/oder des zweiten Verfahrens umfasst der erste Abschnitt mindestens zwei elektrische Kontaktelemente, welche unter Verwendung mindestens eines Stegs einstückig hergestellt werden, wobei der Steg nicht von dem ersten Abschnitt umschlossen ist, und wobei der Steg nach dem Umspritzen der Magnetspule und/oder des Sensorelements und des Halteabschnitts und des ersten Bereichs des mindestens einen elektrischen Kontaktelements mittels der Kunststoffumspritzung, mittels Stanzen oder Fräsen oder Ausklinken entfernt wird. Das hat den Vorteil, dass die zwei elektrischen Kontaktelemente unabhängig von einer Montage in dem Halteabschnitt bzw. in dem Spritzgießwerkzeug relativ zueinander besonders genau fixiert sind. Erst nach einem Aushärten der Kunststoffumspritzung wird der Steg entfernt, wobei im Allgemeinen zugleich eine elektrische Verbindung zwischen den beiden elektrischen Kontaktelementen entfällt.
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Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 einen Längsschnitt durch eine Kraftstoffpumpe eines Kraftstoffsystems für eine Brennkraftmaschine;
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2 eine Perspektivdarstellung eines ersten Abschnitts für eine erste Ausführungsform einer elektrischen Steckvorrichtung zum Anschluss einer Magnetspule eines Mengensteuerventils der Kraftstoffpumpe von 1 an einen Kontaktpartner;
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3 eine teilweise axiale Schnittansicht des ersten Abschnitts und eines zweiten Abschnitts der elektrischen Steckvorrichtung von 2;
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4 eine Perspektivdarstellung der ersten Ausführungsform der elektrischen Steckvorrichtung von 3;
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5 eine andere Perspektivdarstellung der ersten Ausführungsform der elektrischen Steckvorrichtung;
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6 eine Perspektivdarstellung einer zweiten Ausführungsform der elektrischen Steckvorrichtung;
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7 eine Perspektivdarstellung einer dritten Ausführungsform der elektrischen Steckvorrichtung;
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8 eine Perspektivdarstellung einer vierten Ausführungsform der elektrischen Steckvorrichtung;
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9 ein Flussdiagramm für ein erstes Verfahren zum Herstellen der elektrischen Steckvorrichtung; und
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10 ein Flussdiagramm für ein zweites Verfahren zum Herstellen der elektrischen Steckvorrichtung;
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Es werden für funktionsäquivalente Elemente und Größen in allen Figuren auch bei unterschiedlichen Ausführungsformen die gleichen Bezugszeichen verwendet.
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1 zeigt eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe 10 eines nicht dargestellten Kraftstoffsystems für eine ebenfalls nicht dargestellte Brennkraftmaschine. Die Kraftstoff-Hochdruckpumpe 10 weist ein im Wesentlichen rotationsymmetrisches Gehäuse 12 auf, welches mittels eines – nicht dargestellten – Flansches an einen Motorblock der Brennkraftmaschine anschraubbar ist. In einem in der Zeichnung oberen Bereich umfasst die Kraftstoff-Hochdruckpumpe 10 einen Deckel 14, welcher an dem Gehäuse 12 integriert angeordnet ist. An dem Deckel 14 ist ein Einlassstutzen 16 zum Anschluss der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 10 an eine Niederdruckleitung 18 angeordnet.
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Weiterhin umfasst die Kraftstoff-Hochdruckpumpe 10 in einem mittleren Bereich der 1 einen Gehäusekern 20, welcher radial innerhalb des Gehäuses 12 angeordnet und mit diesem abschnittsweise verbunden ist. An dem Gehäusekern 20 ist in einem rechten Bereich von 1 ein Mengensteuerventil 22 angeordnet, und in einem linken Bereich ist ein Auslassventil 24 mit einem Auslassstutzen 26 zum Anschluss an eine Hochdruckleitung 28 angeordnet. Das Mengensteuerventil 22 ist vorliegend mittels zweier elektrischer Anschlüsse 22a und 22b elektrisch kontaktierbar. Die Darstellung der elektrischen Anschlüsse 22a und 22b gemäß 1 ist lediglich als Platzhalter für eine elektrische Steckvorrichtung 52 zu verstehen, welche weiter unten mittels der 2 bis 8 im Detail beschrieben werden wird.
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Ein Kolben 30 der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 10 ist in der 1 in einer oberen Endstellung dargestellt. In einem in der 1 unteren Bereich der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 10 sind unter anderem folgende weitere Elemente angeordnet: Ein als Tiefziehteil ausgeführter Dichtungsträger 32, welcher fluiddicht mit einem unteren Abschnitt des Gehäuses 12 verbunden ist; eine als O-Ring ausgeführte Dichtung 34, welche an dem Dichtungsträger 32 angeordnet ist; eine als Tiefziehteil ausgeführte Federaufnahme 36, welche an einer in der Zeichnung unteren Stirnseite des Dichtungsträgers 32 angeordnet ist; eine Kolbendichtung 38, welche radial innerhalb der Federaufnahme 36 angeordnet ist; eine Kolbenfeder 40, welche an einem radial äußeren Abschnitt der Federaufnahme 36 angeordnet ist; und ein an einem in der 1 unteren Endabschnitt der Kolbenfeder 40 angeordneter Federteller 42, an welchem die Kolbenfeder 40 abgestützt ist.
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Ein innerhalb des Gehäuses 12 angeordneter Fluidraum 44 entspricht einem mit Kraftstoff gefüllten Niederdruckbereich der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 10. Der Fluidraum 44 umgibt den inneren Gehäusekern 20. In einem in der 1 unteren Bereich des Fluidraums 44 ist eine vorliegend ringförmig ausgeführte Dämpfungseinrichtung 46 konzentrisch zu dem Kolben 30 und dem Gehäuse 12 angeordnet. Ein radial äußerer Abschnitt der Dämpfungseinrichtung 46 ist an einem in der 1 unteren radial inneren Abschnitt des Gehäuses 12 angeordnet. Ein Abschnitt einer in der 1 unteren Stirnseite der Dämpfungseinrichtung 46 liegt ebenso an dem Dichtungsträger 32 an.
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2 zeigt einen ersten Abschnitt 50 der elektrischen Steckvorrichtung 52 zum Anschluss einer Magnetspule 54 des Mengensteuerventils 22 an einen nicht dargestellten mit der elektrischen Steckvorrichtung 52 zusammenwirkenden Kontaktpartner. Der erste Abschnitt 50 umfasst unter anderem die Magnetspule 54, zwei elektrische Kontaktelemente 56a und 56b, sowie einen in der 1 nicht sichtbaren – da umspritzten – Halteabschnitt 62 (siehe 3).
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Der Halteabschnitt 62 ermöglicht insbesondere eine Fixierung einer Kupferwicklung der Magnetspule 54 und eine Fixierung der elektrischen Kontaktelemente 56a und 56b. Eine elektrische Verbindung der Kupferwicklung zu den elektrischen Kontaktelementen 56a und 56b erfolgt beispielsweise mittels Klemmen, Schrauben, Löten oder Punktschweißen. Die elektrischen Kontaktelemente 56a und 56b sind vorliegend als Flachstifte ausgeführt und entsprechend sind die (nicht dargestellten) Kontaktpartner als Flachbuchsen ausgeführt.
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Der erste Abschnitt 50 weist eine thermoplastische Kunststoffumspritzung 57 auf, mittels welcher dem ersten Abschnitt 50 zugehörige Elemente, also die Magnetspule 54, die zwei elektrischen Kontaktelemente 56a und 56b sowie der Halteabschnitt 62 unlösbar miteinander verbunden sind. Insbesondere weisen die elektrischen Kontaktelemente 56a und 56b einen ersten Bereich (in der 1 nicht mit Bezugszeichen versehen) auf, welcher von der Kunststoffumspritzung 57 umschlossen ist, welche somit die elektrischen Kontaktelemente 56a und 56b zumindest ergänzend mechanisch fixiert. Weiterhin weisen die elektrischen Kontaktelemente 56a und 56b einen zweiten Bereich (ebenfalls ohne Bezugszeichen) auf, welcher von der Kunststoffumspritzung 57 nicht umschlossen ist. Mindestens der zweite Bereich der elektrischen Kontaktelemente 56a und 56b ist typenspezifisch zum mit der elektrischen Steckvorrichtung 52 zusammenwirkenden Kontaktpartner ausgeführt.
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Ein in der 2 linker hinterer Bereich der Kunststoffumspritzung 57 umschließt die Magnetspule 54 sowie einen ersten Teil des Halteabschnitts 62, welcher vorliegend einen Wickelkörper für die Kupferwicklung der Magnetspule 54 umfasst. Ein in der 2 rechter vorderer Bereich der Kunststoffumspritzung 57 umschließt einen zweiten Teil des Halteabschnitts 62, welcher vorliegend den ersten Bereich der elektrischen Kontaktelemente 56a und 56b (zusätzlich zur Kunststoffumspritzung 57) mechanisch fixiert.
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In einer Ausführungsform der elektrischen Steckvorrichtung 52 umfasst der Halteabschnitt 62 lediglich den oben erwähnten ersten Teil. Beim Herstellen dieser Ausführungsform werden die elektrischen Kontaktelemente 56a und 56b zunächst in einem Spritzgießwerkzeug fixiert, und danach werden die Magnetspule 54, der Halteabschnitt 62 und der erste Bereich der elektrischen Kontaktelemente 56a und 56b von dem Kunststoff umspritzt. Vergleiche dazu das Flussdiagramm der 10 weiter unten.
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Ein Pfeil 55 kennzeichnet einen Bereich mit vorliegend näherungsweise elliptischem Querschnitt, an welchem der erste Abschnitt 50 mit einem zweiten Abschnitt 60a (siehe 3) der elektrischen Steckvorrichtung 52 zusammengefügt werden kann. Vorliegend umfasst dieser Bereich eine radial umlaufende Rippe 59, mittels welcher der zweite Abschnitt 60a an dem ersten Abschnitt 50 zur Montage der elektrischen Steckvorrichtung 52 verrastet werden kann. Diese Verrastung erfolgt beispielsweise derart, dass der zweite Abschnitt 60a zerstörungsfrei von dem ersten Abschnitt 50 gelöst werden kann. Dies kann eine eventuell erforderliche Reparatur der elektrischen Steckvorrichtung 52 erleichtern. Alternativ weist der erste Abschnitt 50 an Stelle der Rippe 59 eine Nut auf.
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Vorliegend sind die zwei elektrischen Kontaktelemente 56a und 56b unter Verwendung eines Stegs 58 einstückig hergestellt, wobei der Steg 58 nicht von der Kunststoffumspritzung 57 umschlossen ist. Bei der Herstellung der elektrischen Steckvorrichtung 52 wird der Steg 58 nach dem Umspritzen der Magnetspule 54, des Halteabschnitts 62 und des besagten ersten Bereichs der elektrischen Kontaktelemente 56a und 56b beispielsweise mittels Stanzen oder Fräsen oder Ausklinken entfernt.
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In einer nicht dargestellten Ausführungsform der elektrischen Steckvorrichtung 52 wird diese zum Anschluss eines Sensorelements verwendet. Das Sensorelement ersetzt in den 2 bis 8 somit die Magnetspule 54. Ein solches Sensorelement kann beispielsweise ein Phasengeber, ein Drehzahlsensor, ein Drucksensor, ein Abgassensor, ein Sensor zum Ermitteln von Strömungsgeschwindigkeiten und dergleichen sein.
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3 zeigt den ersten Abschnitt 50 der elektrischen Steckvorrichtung 52 und den vom ersten Abschnitt 50 separat hergestellten und zum Gegenstück typenspezifisch ausgeführten zweiten Abschnitt 60, welcher mit dem ersten Abschnitt 50 zusammengefügt ist und welcher die elektrischen Kontaktelemente 56a und 56b vorliegend vollständig mit einem vorgegebenen räumlichen Abstand umgibt. Dabei ist ein die Magnetspule 54 umfassender (in der 3 linker) Bereich des ersten Abschnitts 50 in einer Seitenansicht dargestellt. Ein den zweiten Teil des Halteabschnitts 62 und den ersten Bereich der elektrischen Kontaktelemente 56a und 56b umschließender (in der 3 mittlerer) Bereich sowie der zweite Abschnitt 60a sind in der 3 in einer axialen Schnittansicht dargestellt.
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In der Schnittansicht in dem mittleren Bereich von 3 ist der zweite Teil des Halteabschnitts 62 mittels gestrichelter Linien angedeutet. Man kann erkennen, dass die elektrischen Kontaktelemente 56a und 56b teilweise von dem Halteabschnitt 62 umschlossen und dadurch (zusätzlich) mechanisch fixiert sind.
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Vorzugsweise ist der zweite Abschnitt 60a derart ausgeführt, dass er einen dem ersten Abschnitt 50 zugewandten ersten Bereich 64 aufweist, welcher typenunspezifisch in Bezug auf das mit der elektrischen Steckvorrichtung 52 zusammenwirkende Gegenstück ausgeführt ist, und dass der zweite Abschnitt 60a einen dem Gegenstück zugewandten und in 3 rechten zweiten Bereich 66 aufweist, welcher typenspezifisch in Bezug auf das mit der elektrischen Steckvorrichtung 52 zusammenwirkende Gegenstück ausgeführt ist.
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Der erste Abschnitt 50 kann mit dem zweiten Abschnitt 60a außer mittels des oben beschriebenen Verrastens alternativ oder ergänzend durch weitere Verfahren zusammengefügt sein: Beispielsweise mittels Laserdurchstrahlschweißen, Ultraschallschweißen, Vibrationsschweißen, Heißgasschweißen, und/oder Kleben oder Pressen. Vorzugsweise erfolgt das Zusammenfügen derart, dass der erste Abschnitt 50 und der zweite Abschnitt 60a nach erfolgter Montage nicht zerstörungsfrei voneinander lösbar sind.
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In einer nicht dargestellten Ausführungsform der elektrischen Steckvorrichtung 52 ist der Halteabschnitt 62 derart ausgeführt, dass er mit einem dem Halteabschnitt 62 zugewandten ersten Bereich 64 des zweiten Abschnitts 60, welcher typenunspezifisch in Bezug auf das mit der elektrischen Steckvorrichtung 52 zusammenwirkende Gegenstück ausgeführt ist, zusammengefügt ist bzw. zusammengefügt werden kann. Der Unterschied zu der in den 2 und 3 gezeigten Ausführungsform besteht in diesem Fall darin, dass der oben beschriebene zweite Teil des Halteabschnitts 62 sozusagen "massiver" ausgeführt ist und somit lediglich der erste Teil des Halteabschnitts 62 zusammen mit der Magnetspule 54 von der Kunststoffumspritzung 57 umschlossen ist.
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Die 4 und 5 zeigen die elektrische Steckvorrichtung 52 der 3 in einer Perspektivdarstellung. Die 6 bis 8 zeigen weitere Ausführungsformen der elektrischen Steckvorrichtung 52 in einer jeweiligen Perspektivdarstellung. Ergänzend zu der Ausführungsform gemäß der 2 bis 5 werden also weitere elektrischen Steckvorrichtungen 52 gezeigt, bei welchen die jeweiligen elektrischen Kontaktelemente 56a und 56b sowie die jeweiligen zweiten Abschnitte 60a, 60b, 60c und 60d ebenfalls typenspezifisch in Bezug auf das mit der elektrischen Steckvorrichtung 52 jeweils zusammenwirkende Gegenstück ausgeführt sind. Insbesondere sind die separat hergestellten zweiten Abschnitte 60a, 60b, 60c und 60d Mitglieder eines Satzes von unterschiedlich ausgeführten zweiten Abschnitten 60a, 60b, 60c und 60d.
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Dabei zeigt sich ein Vorteil der erfindungsgemäßen elektrischen Steckvorrichtung 52 darin, dass der erste Abschnitt 50 im Wesentlichen typenunspezifisch ausgeführt ist. Insbesondere ist für den ersten Abschnitt 50 nur ein einziges Spritzgießwerkzeug erforderlich, wobei die elektrischen Kontaktelemente 56a und 56b passend zu den typenspezifischen zweiten Abschnitten 60a, 60b, 60c und 60d ausgeführt sind und einem jeweiligen Bedarf entsprechend mit in das Spritzgießwerkzeug eingelegt werden.
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Beispielsweise kann ein Anschluss des in der 1 gezeigten Mengensteuerventils 22 mittels der elektrischen Steckvorrichtung 52 an die bei einem jeweiligen Hersteller eines Kraftfahrzeugs verwendeten Gegenstücke der elektrischen Steckvorrichtung 52 typenspezifisch erfolgen, wobei die Herstellung der elektrischen Steckvorrichtung 52 bzw. des Mengensteuerventils 22 erfindungsgemäß vereinfacht und somit verbilligt ist.
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9 zeigt ein Flussdiagramm zur Durchführung eines ersten Verfahrens zum Herstellen der elektrischen Steckvorrichtung 52.
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In einem ersten Verfahrensschritt 70 wird die Magnetspule 54 hergestellt und montiert, indem beispielsweise die Kupferwicklung auf den Halteabschnitt 62 gewickelt wird. Anschließend werden die elektrischen Kontaktelemente 56a und 56b ebenfalls an den Halteabschnitt 62 montiert.
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In einem zweiten Verfahrensschritt 72 wird die Magnetspule 54 mit den elektrischen Kontaktelementen 56a und 56b kontaktiert.
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In einem dritten Verfahrensschritt 74 werden die an dem Halteabschnitt 62 angeordnete Magnetspule 54 und der erste Bereich der elektrischen Kontaktelemente 56a und 56b in einem ersten Spritzgießwerkzeug mittels der Kunststoffumspritzung 57 umspritzt.
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In einem vierten Verfahrensschritt 76 wird der zweite Abschnitt 60a, b, c oder d der elektrischen Steckvorrichtung 52 separat mittels eines typenspezifischen zweiten Spritzgießwerkzeugs hergestellt.
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In einem fünften Verfahrensschritt 78 werden der zweite Abschnitt 60a, b, c oder d und der erste Abschnitt 50 mittels Laserdurchstrahlschweißen, Ultraschallschweißen, Vibrationsschweißen, Heißgasschweißen, Kleben, Pressen und/oder Verrasten zusammengefügt.
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10 zeigt ein Flussdiagramm zur Durchführung eines alternativen zweiten Verfahrens zum Herstellen der elektrischen Steckvorrichtung 52.
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In einem ersten Verfahrensschritt 80 wird die Magnetspule 54 hergestellt und montiert, indem beispielsweise die Kupferwicklung auf den Halteabschnitt 62 gewickelt wird.
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In einem zweiten Verfahrensschritt 82 wird die Magnetspule 54 mit den elektrischen Kontaktelementen 56a und 56b kontaktiert. Dabei sind die elektrischen Kontaktelemente 56a und 56b nur lose oder auch gar nicht an der Magnetspule 54 bzw. an dem Halteabschnitt 62 fixiert.
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In einem dritten Verfahrensschritt 84 werden die an dem Halteabschnitt 62 angeordnete Magnetspule 54 und die elektrischen Kontaktelemente 56a und 56b in ein Spritzgießwerkzeug eingelegt.
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In einem vierten Verfahrensschritt 86 werden die Magnetspule 54, der Halteabschnitt 62 und der erste Bereich der elektrischen Kontaktelemente 56a und 56b mittels der Kunststoffumspritzung 57 umspritzt.
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In einem fünften Verfahrensschritt 88 wird der zweite Abschnitt 60a, b, c, oder d der elektrischen Steckvorrichtung 52 separat mittels eines spezifischen Spritzgießwerkzeugs hergestellt.
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In einem sechsten Verfahrensschritt 90 werden der zweite Abschnitt 60a, b, c oder d und der erste Abschnitt 50 mittels Laserdurchstrahlschweißen, Ultraschallschweißen, Vibrationsschweißen, Heißgasschweißen, Kleben, Pressen und/oder Verrasten zusammengefügt.
