EP2232645A2 - Stecker - Google Patents

Stecker

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Publication number
EP2232645A2
EP2232645A2 EP08860085A EP08860085A EP2232645A2 EP 2232645 A2 EP2232645 A2 EP 2232645A2 EP 08860085 A EP08860085 A EP 08860085A EP 08860085 A EP08860085 A EP 08860085A EP 2232645 A2 EP2232645 A2 EP 2232645A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fuel injector
connection component
adhesive
electrical connection
electrical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08860085A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Marco Stieber
Florian Dirscherl
Dieter Junger
Guenter Aumueller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2232645A2 publication Critical patent/EP2232645A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/005—Arrangement of electrical wires and connections, e.g. wire harness, sockets, plugs; Arrangement of electronic control circuits in or on fuel injection apparatus
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/46—Bases; Cases
    • H01R13/52—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases
    • H01R13/5216—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases characterised by the sealing material, e.g. gels or resins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/24—Connections using contact members penetrating or cutting insulation or cable strands
    • H01R4/2416—Connections using contact members penetrating or cutting insulation or cable strands the contact members having insulation-cutting edges, e.g. of tuning fork type
    • H01R4/242—Connections using contact members penetrating or cutting insulation or cable strands the contact members having insulation-cutting edges, e.g. of tuning fork type the contact members being plates having a single slot
    • H01R4/2425—Flat plates, e.g. multi-layered flat plates
    • H01R4/2429—Flat plates, e.g. multi-layered flat plates mounted in an insulating base
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/01—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for connecting unstripped conductors to contact members having insulation cutting edges
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R2201/00—Connectors or connections adapted for particular applications
    • H01R2201/26—Connectors or connections adapted for particular applications for vehicles

Definitions

  • DE 196 50 865 Al relates to a solenoid valve for controlling the fuel pressure in a control chamber of an injection valve, such as a common rail injection system, for supplying self-igniting internal combustion engines with fuel.
  • a stroke movement of a valve body is controlled with an injection port of the injection valve is opened or closed.
  • the solenoid valve comprises an electromagnet, a movable armature and a valve member moved with the armature and acted upon by a valve closing spring in the closing direction and cooperating with the valve seat of the valve member to control the fuel output from the control chamber.
  • WO 03/038844 A1 relates to a reduced-mass magnet coil carrier. It is proposed a magnet assembly comprising a magnetic coil which is surrounded by a magnet pot. The magnetic coil is electrically conductively connected to contact lugs. A gap between the outside of the magnetic coil and the inside of the magnet pot is formed such that a flowable material is castable in this.
  • the Magnetic coil is surrounded by a thin-walled bobbin on which tubular contact guide elements are formed.
  • the thin-walled coil carrier is made of a mixed with mineral fillers, temperature-resistant plastic material.
  • DE 197 14 812 A1 relates to a magnetic coil.
  • the magnetic coil is formed by a winding wire which is wound on a winding support.
  • a solenoid coil is used, inter alia, in solenoid valves that are used in fuel pumps of internal combustion engines for controlling the flow rate and the delivery process.
  • the solenoid valves are at least partially flowed around by high-pressure fuel.
  • it is necessary to encapsulate the solenoid.
  • solenoid valves with extremely short switching times are required. The short switching times cause the magnet coil to heat up during operation and therefore to ensure heat dissipation at the magnet coil, since its thermal load during operation is unfavorable.
  • the present invention is based on the object to unify the assembly process of fuel injectors, in particular the execution of an electrical contact of a fuel injector and to accelerate.
  • an electrical connection component in particular a plug
  • the electrical connection component designed in particular as a plug is prefabricated in all variants of the design requested by the customer, which takes place by means of injection molding and at the end of the assembly line the injection valve or the Kraftstoff ⁇ njektor preferably adhered by a thermally curing one-component epoxy resin adhesive.
  • the manufacture of the electrical connection component, in particular of a plug can be outsourced by overmolding and thus the critical encapsulation process from the assembly line, whereas the attachment of the electrical connection component, which is preferably designed as a plug, a carried out within the assembly line Work step remains.
  • the interface is uniform, ie designed independently of customer variations, set-up times, which otherwise occur with each type of plug with regard to a conversion of the injection molding tool, can be saved.
  • the term "interface” below refers to both the geometry of a mechanical interface, for example the plug and fuel injector geometry of the plug, and the electrical contacting. This means that the fuel injector can ideally always be carried out uniformly.
  • the connection geometry of the plug with respect to the fuel injector as well as the area or the geometry for inclusion in the joining device are also uniform. This can be achieved as a striking advantage that only one joining device is needed. Customer-specific differences in connector geometry must not affect these areas.
  • the assembly process can be standardized and in particular shortened.
  • the parameters with which the respective injection molding process is carried out are no longer limited due to the component to be electrically contacted, and therefore to be provided with the connector to be molded, be it an injection valve or a fuel injector.
  • the injection pressure can be significantly increased, whereby the overall dimensional or dimensional accuracy of the electrical connection component designed in particular as a plug can be significantly improved.
  • the electrical connection component which is preferably designed as a plug
  • the electrical connection component is prefabricated independently of the assembly line in which the injection valves or fuel injectors are mounted.
  • An interface to the injection valve or the fuel injector is uniformly designed to avoid set-up times regardless of other customer-specific variations.
  • the connection ie the attachment of the electrical connection component, which is preferably designed as a plug on the body of the injection valve member or the fuel injector is carried out by the cohesive joining method of bonding.
  • the adhesive used, at -A- it is preferably a thermally curing one-component Epoxidharzklebestoff is, in addition to the holding function additionally assumes a sealing function and a potting function for the isolation of the contact point.
  • the adhesive used may be viscous or in film form.
  • the electrical contact can be performed on the internal fuel injector.
  • access holes e.g. introduced a viscous adhesive.
  • the prefabricated electrical connection component is introduced.
  • the insulation displacement contact takes place in the still uncured adhesive.
  • the adhesive is pressed into the gap between the plug and the access bore region on the fuel injector or on the injection valve.
  • the adhesive has a holding, sealing and potting function for electrical insulation.
  • the adhesive may also be injected following the joining process, i. after the electrical connection components are plugged into the access holes in the injector or injector body.
  • the curing of the adhesive can be accelerated chemically, thermally or in other ways.
  • the curing of the cohesive adhesive bond is preferably carried out inductively accelerated, so that the process time can be accelerated.
  • FIG. 1 shows a section through a magnet assembly, in particular for actuating a fuel injector
  • FIG. 3 shows a cross section through the head of a fuel injector
  • FIG. 4 shows an adhesive injected in an insulation-displacement connection shown in cross-section
  • Figure 5 shows a section in plan view through the electrical contact at the head of the fuel injector
  • FIG. 1 shows a magnet assembly 10, which comprises a housing 12.
  • the housing 12 consists of a magnet sleeve 16 and a cover 18.
  • the magnet assembly 10 is - apart from the lid 18 - symmetrical to an axis 14 built up.
  • In the lateral surface of the magnet sleeve 16 extends an annular groove 20 into which a locking ring 22 of the lid 18 engages.
  • In the magnetic sleeve 16 a magnetic core 28 is accommodated, in which a magnetic coil 26 is embedded.
  • the magnetic coil 26 is energized viamaschine Sammlungspins 32.
  • Contacting pins 32 are guided through passage 34 of a housing part 38.
  • the O-rings 24 seal the Kunststoff Industriesspins 32 respectively in the passages 34 of the housing part 38.
  • FIG. 1 shows that in each case an O-ring 24 is fitted into one of the passages 34 in the housing part 38.
  • the O-rings 24, which are used according to the solution in Figure 1, tend to relax, so that the sealing effect decreases seen over the lifetime of the magnet assembly 10 and leakage paths can arise.
  • FIG. 2.1 shows, in a highly simplified view, a fuel injector 40 to which an electrical conductor 42 extending essentially in the horizontal direction is attached.
  • the electrical conductor 42 serves for contacting the magnetic coil 26 shown in FIG. 1 embedded in the magnetic core 28.
  • the electrical conductor 42 leaving the fuel injector 40 substantially in the horizontal direction is surrounded by an insulation 44.
  • the electrical conductor 42 has a free end 48, which projects into a receiving opening 46.
  • the free end 48 of the electrical conductor 42 is in thechiröffhung 46 by a not yet shown in Figure 2.1 electrical connection component 54, such as a plug, electrically contacted.
  • an adhesive 50 into the receiving opening 46.
  • a larger amount of adhesive 50 is metered.
  • the metered amount of adhesive 50 depends on how far a schematically shown in Figure 2.2 electrical connection component 54 is inserted into thedataöffhung 46 of the fuel injector 40 in the joining direction 52, which gap width between the circumference of the electrical connection component 54 and the boundary wall of the receiving opening 46th established.
  • a thermosetting, Einkomponentenepoxidharzklebstoff is used as the adhesive 50.
  • the adhesive 50 additionally assumes the function of sealing and the function of a potting for insulating the electrical contact point, as shown in more detail in FIG.
  • Figure 2.2 shows that the electrical connection component 54, which is preferably designed as a plug, is inserted in the joining direction 52 in the receiving opening 46.
  • the adhesive 50 is displaced.
  • the displaced adhesive 50 forms filled gaps 56.
  • the filled gaps 56 ensure a sealing function and the function of a potting for insulating the electrical contact point.
  • the electrical contact point which results according to FIG. 2.2 between the conductor of the electrical connection component 54 and the electrical conductor 42, is given by an insulation displacement contact 58.
  • the production of the insulation displacement contact 58 shown in FIG. 2.2 between the electrical conductor 42 or its free ends 48 and the electrical connection component 54 within the receiving opening 46 takes place in the not yet hardened adhesive 50 in the receiving opening 46.
  • Figure 2.3 shows how the produced insulation displacement contact 58 within thewaveöffhung 46 in the stockpiled preferably selected as a curing one-component epoxy resin adhesive 50 hardens. After the adhesive 50 has cured in the filled gaps 56, the electrical connection component 54, which is preferably designed as a plug, sealed and fixed to the fuel injector 40 is received.
  • Figure 3 shows a cross section through the head of a fuel injector.
  • FIG. 3 shows that the electrical connection component 54 has a slightly angled configuration and is inserted in the joining direction 52 into the receiving opening 46 in the head region of the fuel injector 40.
  • the later-injected adhesive 50 which is preferably selected as a thermosetting one-component epoxy resin adhesive (see FIG.
  • an insulation displacement contact 58 is made with the contacting pin 32 or the electrical conductor 42 for contacting the magnet coil 26 (see illustration according to FIG. While the connector lug 60 is injected into the electrical connection component 54 in a substantially horizontal direction, the contacting pin 32 or the electrical conductor 42 according to the embodiment of the fuel injector 40 according to FIG. 3 extends in the vertical direction.
  • the liquid adhesive 50 which is injected into the cavities 62 or into the receiving opening 46, is preferably a thermosetting, one-component epoxy resin adhesive.
  • the adhesive may be both in liquid form, allowing for injection of the adhesive into the receiving opening 46 and the cavity 62; the adhesive 50 may also be in film form.
  • gaps 50 filled with adhesive 50 are formed.
  • the filled with adhesive 50 column 56 form a cohesive connection 52 between the electrical connection component 54, which is preferably in the form of a plug, and the contacting pin 32 or the electrical conductor 42 of the fuel injector 40 extending in the horizontal direction.
  • the electrical connection component 54 bears against a contact surface 64 in the periphery of the fuel injector 40. As a result, bending moments acting on the electrical connection component 54 can be transmitted to the fuel injector to a limited extent.
  • the position of the contact surface 64 on the end face of the electrical connection component 54, preferably as Plug is further defined, the volume of the cavities 62 at the receiving opening 46th
  • the figure 5 shown on an enlarged scale can be seen that in the electrical connection component 54, which is preferably designed as a plug, lying in a plane two connector lugs 60 extend. These are embedded as part of an embedding 70 in the plastic material of the electrical connection component 54, which is preferably designed as a plug.
  • Each of the connector lugs 60 has at its front end an opening 66, so that 60 form two limbs on each of the connector lugs, which is the Jardin istspin 32 and in this embodiment extending in the vertical direction electrical conductor 42 of the fuel injector 40 electrically to contact.
  • the selected configuration of the ends of the connector lugs 60 ensures that a reliable electrical contacting of the contacting pin 32 or of the electrical conductor 42 takes place.
  • the Kunststoffelspin 32 and the electrical conductor 42 extends according to the embodiment in Figure 5 perpendicular to the plane of this figure.
  • Reference numeral 68 denotes a return flow of the fuel injector 40, via which flows out of a control chamber at pressure relief of the same derated fuel in a low pressure region of the fuel injector 40, which is not shown here.
  • FIG. 5 also shows the still unfilled cavities 62 of the receiving openings 46 in the fuel injector 40, in which the electrical connection component 54 is inserted in the joining direction 72 according to FIG.
  • the insulation 44 surrounding the contacting pins 32 and the electrical conductors 42 is partially covered by the connector lugs 60 in the plan view according to FIG. 5 and is therefore only partially visible.
  • FIG 6 shows that in the cavities 62 of the receiving opening 46 in the fuel injector 40 adhesive 50 is injected.
  • This injected adhesive 50 fills the cavities 62, so that filled gaps 56 form.
  • the filled gaps 56 which are filled by the material of the adhesive 50, form between the periphery of the electrical connection component 54 - as shown in Figure 6 - and the inner wall of the receiving openings 46 and the cavities 62 to the insulation displacement contact 58 between the Needles istspins 32 and the connector lugs 60, the seal.
  • a cohesive connection 52 is produced therein. testifies.
  • the filled-in gaps 56 into which the material of the adhesive 50 is displaced when joining the electrical connection component 54 in the joining direction 52 seal the insulation-displacement contact 58 produced during the joining, and insulate the electrical contacting point from external influences. especially against penetrating moisture.
  • the plug lugs 60 in the electrical connection component 54 which is preferably injection-molded as a plug made of a plastic material, are accommodated in an embedding 70.
  • Reference numeral 66 denotes the openings which divide the connector lugs 60 in two tongues, respectively, which electrically contact the contacting pin 32 extending in the vertical direction in the plane of the drawing or the electrical conductor 42 extending in the plane of the drawing as part of an insulation displacement contact 58 , This electrical contact is sealed by the adhesive 50 by its penetration into then filled column 56 to the outside.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Kontaktierung (58) an einem Kraftstoffinjektor (40), der mit einer elektrischen Verbindungskomponente (54) elektrisch kontaktiert wird und der mittels eines eine Magnetspule (26) umfassenden Magnetventils betätigt wird. Zunächst wird die elektrischeVerbindungskomponente (54) gesondert vom Montageprozess des Kraftstoffinjektors (40) hergestellt. Dann erfolgt die Herstellung einer elektrischen Kontaktierung (58) zwischen der vorgefertigten elektrischen Verbindungskomponente (54) und elektrischen Kontaktelementen (32), (42) des Kraftstoffinjektors (40), wobei bei der Herstellung der elektrischen Kontaktierung (58) gemäß des vorhergehenden Schritts eine stoffschlüssige Verbindung (72), insbesondere eine Verklebung zwischen der elektrischen Verbindungskomponente (54) und dem Kraftstoffinjektor (40) geschaffen wird.

Description

Beschreibung
Titel Stecker
Stand der Technik
DE 196 50 865 Al bezieht sich auf ein Magnetventil zur Steuerung des Kraftstoffdruckes in einem Steuerraum eines Einspritzventils, etwa eines Common-Rail-Einspritzsystems, zur Versorgung von selbstzündenden Verbrennungskraftmaschinen mit Kraftstoff. Über den Kraftstoffdruck im Steuerraum wird eine Hubbewegung eines Ventilkörpers gesteuert, mit dem eine Einspritzöffnung des Einspritzventils geöffnet oder geschlossen wird. Das Magnetventil umfasst einen Elektromagneten, einen beweglichen Anker und ein mit dem Anker bewegtes und von einer Ventilschließfeder in Schließrichtung beaufschlagtes Ventilglied, das mit dem Ventilsitz des Ventilgliedes zusammenwirkend den Kraftstoffausstoß aus dem Steuerraum steuert.
Es ist ein Common-Rail-Rraftstoffinjektor mit einem zweiteiligen Anker bekannt, der durch ein Magnetventil betätigt wird. Der Anker übt im stromlosen Fall die Schließkraft auf eine Ventilkugel aus. Wenn der Elektromagnet bestromt wird, bewegt sich der Anker um den Ankerhub nach oben, entgegen der auf die Ventilkugel wirkenden Schließkraft und ein Abströmventil öffnet. Eine Ankerführung, die fest im Injektorkörper des Kraftstoffinjektors verschraubt ist, nimmt den Ankerbolzen auf. Auf dem Ankerbolzen wird die Ankerplatte geführt, die ihrerseits vom Elektromagneten angezogen wird. Der Ankerbolzen kann aufgrund des Führungsspieles in der Ankerführung verkippen. Die Ankerplatte ihrerseits kann auf dem Ankerbolzen verkippen, so dass sich die Gesamtkippung der Baugruppe Ankerbolzen/Ankerplatte in Bezug auf die Injektorhauptachse als Summe der Führungsspiele bestimmen lässt.
WO 03/038844 Al bezieht sich auf einen massereduzierten Magnetspulenträger. Es wird eine Magnetanordnung vorgeschlagen, die eine Magnetspule umfasst, die von einem Magnettopf umgeben ist. Die Magnetspule ist mit Kontaktfahnen elektrisch leitend verbunden. Ein Zwischenraum zwischen der Außenseite der Magnetspule und der Innenseite des Magnettopfes ist derart ausgebildet, dass in diesem ein fließfähiges Material vergießbar ist. Die Magnetspule ist von einem dünnwandigen Spulenträger umgeben, an welchem röhrenförmige Kontaktführungselemente angeformt sind. Der dünnwandig ausgebildete Spulenträger ist aus einem mit mineralischen Füllstoffen versetzten, temperaturbeständigen Kunststoffmaterial gefertigt.
DE 197 14 812 Al bezieht sich auf eine Magnetspule. Die Magnetspule ist von einem Wicklungsdraht gebildet, der auf einen Wicklungsträger aufgewickelt ist. Eine derartige Magnetspule kommt unter anderem in Magnetventilen zum Einsatz, die in Kraftstoffpumpen von Brennkraftmaschinen zur Steuerung der Fördermenge und des Förderverlaufes einge- setzt werden. Im Betrieb werden die Magnetventile zumindest teilweise von mit Hochdruck beaufschlagtem Kraftstoff umströmt. Um einen Kontakt mit dem Kraftstoff zu vermeiden, ist es erforderlich, die Magnetspule zu kapseln. Insbesondere bei Hochdruckspeicherein- spritzsystemen (Common-Rail) oder Pumpe-Düse-Einheiten, werden Magnetventile mit extrem kurzen Schaltzeiten benötigt. Die kurzen Schaltzeiten führen dazu, dass sich die Magnetspule im Betrieb erwärmt und daher für eine Wärmeableitung an der Magnetspule Sorge zu tragen ist, da deren thermische Belastung im Betrieb ungünstig ist.
Derzeit werden elektrische Anschlussstecker am Ende der Montagelinie im Wege des Kunststoffspritzgießens in der Regel durch Umspritzungen hergestellt. Um die Ventilfunkti- on nicht nachteilig zu beeinflussen, ist der Prozessdruck sehr gering zu halten. Daraus wiederum ergeben sich Probleme hinsichtlich der Maßhaltigkeit der spritzzugießenden Kunststoffstecker. Des Weiteren ist derzeit für jede Steckervariante ein eigenes Spritzwerkzeug erforderlich. Dies bedeutet, dass für jeden Steckertyp zumindest ein Spritz Werkzeug je Linie und Steckertyp vorzuhalten ist, was nicht unerhebliche Kosten verursacht. Des Weiteren führt ein Wechsel der Spritzwerkzeuge zu Rüstkosten sowie Problemen aufgrund eines dann diskontinuierlichen Betriebes der Kunststoffspritzgussanlage.
Darstellung der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, den Montageablauf von Kraftstoffinjektoren, insbesondere die Ausführung einer elektrischen Kontaktierung eines Kraftstoffinjektors zu vereinheitlichen und zu beschleunigen.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Herstellung einer elektrischen Verbindungskom- ponente, insbesondere eines Steckers, von dessen Anbindung an ein Einspritzventil bzw. einen Kraftstoffinjektor zu trennen. Die insbesondere als Stecker ausgebildete elektrische Verbindungskomponente wird in allen von Kunden nachgefragten Ausführungsvarianten vorgefertigt, was im Wege des Spritzgießens erfolgt und am Ende der Montagelinie mit dem Einspritzventil bzw. dem Kraftstoffϊnjektor vorzugsweise durch einen thermisch härtenden einkomponentigen Epoxidharzklebstoff verklebt. Dadurch kann am Ende einer Montagelinie die Herstellung der elektrischen Verbindungskomponente, insbesondere eines Steckers, durch Umspritzung und damit der kritische Umspritzungsprozess aus der Montageli- nie ausgegliedert werden, wohingegen das Anbringen der elektrischen Verbindungskomponente, die vorzugsweise als Stecker ausgebildet ist, ein innerhalb der Montagelinie durchgeführter Arbeitsschritt verbleibt. Da die Schnittstelle einheitlich, d.h. unabhängig von Kundenvariationen gestaltet wird, können Rüstzeiten, die ansonsten bei jedem Steckertyp hinsichtlich einer Umrüstung des Spritzwerkzeuges anfallen, eingespart werden. Unter Schnitt- stelle wird nachfolgend sowohl die Geometrie einer mechanischen Schnittstelle, so z.B. die Klebergeometrie von Stecker und Kraftstoffinjektor als auch die elektrische Kontaktierung verstanden. Dies bedeutet, dass der Kraftstoffinjektor im Idealfall immer einheitlich ausgeführt werden kann. Die Anbindungsgeometrie des Steckers in Bezug auf den Kraftstoffinjektor wie auch der Bereich bzw. die Geometrie zur Aufnahme in der Fügevorrichtung sind ebenso einheitlich. Damit kann als schlagender Vorteil erreicht werden, dass lediglich eine Fügevorrichtung benötigt wird. Kundenspezifische Unterschiede in Bezug auf die Steckergeometrie dürfen diese Bereiche nicht beeinflussen.
Dadurch lässt sich der Montageablauf vereinheitlichen und insbesondere verkürzen. Des Weiteren werden die Parameter, mit denen der jeweilige Spritzgussprozess durchgeführt wird, nicht mehr aufgrund der elektrisch zu kontaktierenden und daher mit dem anzuspritzenden Stecker zu versehenden Komponente, sei es ein Einspritzventil, sei es ein Kraftstoffinjektor, beschränkt. Speziell der Spritzdruck, kann deutlich erhöht werden, wodurch sich insgesamt die Form- bzw. Maßgenauigkeit der insbesondere als Stecker ausgebildeten elekt- rischen Verbindungskomponente erheblich verbessern lässt. Durch die Vorfertigung der elektrischen Verbindungskomponente, insbesondere des Steckers, besteht die Möglichkeit, die Anzahl der benötigten Kunststoffspritzgießwerkzeuge zu reduzieren.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die elektrische Verbindungskomponente, die bevorzugt als Stecker ausgebildet ist, unabhängig von der Montagelinie vorgefertigt wird, in der die Einspritzventile bzw. Kraftstoffinjektoren montiert werden. Eine Schnittstelle zum Einspritzventil bzw. zum Kraftstoffinjektor ist zur Vermeidung von Rüstzeiten unabhängig von sonstigen kundenspezifischen Variationen einheitlich ausgelegt. Eine elektrische Kontaktierung zwischen der bevorzugt als Stecker ausgebildeten Verbindungskomponente und den injektor- bzw. ventilseitigen Kontakten erfolgt über das Schneid-Klemm- Verfahren. Die Anbindung, d.h. die Befestigung der elektrischen Verbindungskomponente, die bevorzugt als Stecker ausgebildet ist am Körper des Einspritzventilgliedes bzw. des Kraftstoffinjektors erfolgt durch das stoffschlüssige Fügeverfahren des Klebens. Der eingesetzte Klebstoff, bei -A- dem es sich bevorzugt um einen thermisch härtenden einkomponentigen Epoxidharzklebestoff handelt, übernimmt neben der Haltefunktion zusätzlich eine Abdichtungsfunktion und eine Vergussfunktion zur Isolation der Kontaktstelle. Der eingesetzte Klebstoff kann dabei viskos oder auch in Folienform vorliegen.
In einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung kann die elektrische Kontaktierung am Kraftstoffinjektor innenliegend ausgeführt werden. In Zugangsbohrungen wird z.B. ein viskoser Klebstoff eingebracht. Anschließend wird die vorgefertigte elektrische Verbindungskomponente eingeführt. Die Schneid-Klemm-Kontaktierung erfolgt im noch unausgehärteten Klebstoff. Durch den Fügeprozess, d.h. das Einpressen der elektrischen Verbindungskomponente in die injektorseitig bzw. ventilseitig vorgesehenen elektrischen Kontakte wird der Klebstoff in den Spalt zwischen dem Stecker und dem Zugangsbohrungsbereich am Kraftstoffinjektor bzw. am Einspritzventil gepresst. Der Klebstoff hat Halte-, Abdicht- und Vergussfunktion zur elektrischen Isolierung.
Alternativ zum vorstehend beschriebenen Vorgehen kann der Klebstoff auch im Anschluss an den Fügeprozess injiziert werden, d.h. nachdem die elektrischen Verbindungskomponenten in die Zugangsbohrungen im Einspritzventil bzw. im Injektorkörper eingesteckt sind. Die Aushärtung des Klebstoffes kann chemisch, thermisch oder auch auf andere Arten be- schleunigt werden. Das Aushärten der stoffschlüssigen Klebeverbindung erfolgt vorzugsweise induktiv beschleunigt, so dass die Prozesszeit beschleunigt werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.
Es zeigt:
Figur 1 einen Schnitt durch eine Magnetbaugruppe insbesondere zur Betäti- gung eines Kraftstoffinjektors,
Figuren 2.1, 2.2 und 2.3 Phasen des Montageablaufes, wie die Dosierung des Klebstoffes, das Fügen des Steckers und das Aushärten des Klebstoffs,
Figur 3 einen Querschnitt durch den Kopf eines Kraftstoffinjektors, Figur 4 in eine im Querschnitt dargestellte Schneid-Klemmverbindung eingespritzter Klebstoff,
Figur 5 einen Schnitt in Draufsicht durch die elektrische Kontaktierung am Kopf des Kraftstoffinjektors und
Figur 6 in die Schneid-Klemm-Kontaktierung gemäß Figur 5 eingespritzten, Hohlräume verfüllenden Klebstoff.
Ausführungsformen
Der Darstellung gemäß Figur 1 ist eine Magnetbaugruppe 10 zu entnehmen, die ein Gehäuse 12 umfasst. Das Gehäuse 12 besteht aus einer Magnethülse 16 und einem Deckel 18. Die Magnetbaugruppe 10 ist - abgesehen vom Deckel 18 - symmetrisch zu einer Achse 14 auf- gebaut. In der Mantelfläche der Magnethülse 16 verläuft eine Ringnut 20, in welche ein Rastring 22 des Deckels 18 eingreift. In der Magnethülse 16 ist ein Magnetkern 28 aufgenommen, in welchen eine Magnetspule 26 eingebettet ist. Die Magnetspule 26 wird über Kontaktierungspins 32 bestromt. Kontaktierungspins 32 sind durch Durchführung 34 eines Gehäuseteils 38 geführt. Die O-Ringe 24 dichten die Kontaktierungspins 32 jeweils in den Durchführungen 34 des Gehäuseteiles 38 ab. Aus der Darstellung gemäß Figur 1 geht hervor, dass jeweils ein O-Ring 24 in eine der Durchführungen 34 im Gehäuseteil 38 eingepasst ist. Die O-Ringe 24, die gemäß der Lösung in Figur 1 eingesetzt werden, neigen zur Relaxation, so dass die Dichtwirkung über die Lebenszeit der Magnetbaugruppe 10 gesehen abnimmt und Leckagepfade entstehen können.
Der Figurensequenz gemäß der Darstellung der Figuren 2.1, 2.2 und 2.3 ist der Montageablauf bei Verwendung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung zu entnehmen.
Figur 2.1 zeigt in stark vereinfachter Ansicht einen Kraftstoffinjektor 40, an den ein im We- sentlichen in horizontaler Richtung verlaufender elektrischer Leiter 42 angebracht ist. Der elektrische Leiter 42 dient zur Kontaktierung der in Figur 1 dargestellten, in den Magnetkern 28 eingebetteten Magnetspule 26. Der im Wesentlichen in horizontale Richtung den Kraftstoffinjektor 40 verlassende elektrische Leiter 42 ist von einer Isolierung 44 umgeben. Der elektrische Leiter 42 weist ein freies Ende 48 auf, welches in eine Aufnahmeöffnung 46 hineinragt. Das freie Ende 48 des elektrischen Leiters 42 wird in der Aufnahmeöffhung 46 durch eine in Figur 2.1 noch nicht dargestellte elektrische Verbindungskomponente 54, so zum Beispiel einen Stecker, elektrisch kontaktiert. Bevor die elektrische Verbindungskomponente 54 in die Aufnahmeöffhung 46 des Kraftstoffinjektors 40 ein in Fügerichtung 52 eingesteckt wird, erfolgt eine Eindosierung eines Klebstoffes 50 in die Aufnahmeöffnung 46. So wird zum Beispiel unterhalb des elektrischen Leiters 48 eine größere Menge von Klebstoff 50 dosiert. Die zudosierte Menge von Klebstoff 50 richtet sich danach, wie weit eine in Figur 2.2 schematisch dargestellte elektrische Verbindungskomponente 54 in die Aufnahmeöffhung 46 des Kraftstoffinjektors 40 in Fügerichtung 52 eingeschoben wird, welche Spaltweite sich zwischen dem Umfang der elektrischen Verbindungskomponente 54 und der Begrenzungswand der Aufnahmeöffnung 46 einstellt. Bevorzugt wird als Klebstoff 50 ein thermisch härtender, Einkomponentenepoxidharzklebstoff eingesetzt. Der Klebstoff 50 übernimmt neben der mechanischen Haltefunktion zur Anbindung der elektrischen Verbin- dungskomponente 54 am Kraftstoffinjektor 40 zusätzlich die Funktion der Abdichtung und die Funktion eines Vergusses zur Isolation der elektrischen Kontaktstelle, wie in Figur 2.2 näher dargestellt.
Figur 2.2 zeigt, dass die elektrische Verbindungskomponente 54, die bevorzugt als Stecker ausgeführt ist, in Fügerichtung 52 in die Aufnahmeöffnung 46 eingeschoben ist. Beim Einstecken der elektrischen Verbindungskomponente 54 in die Aufnahmeöffhung 46 erfolgt ein Verdrängen des Klebstoffes 50. Der verdrängte Klebstoff 50 bildet verfüllte Spalte 56. Die verfüllten Spalte 56 gewährleisten eine Abdichtfunktion sowie die Funktion eines Vergusses zur Isolation der elektrischen Kontaktstelle. Die elektrische Kontaktstelle, die sich gemäß Figur 2.2 zwischen dem Leiter der elektrischen Verbindungskomponente 54 und dem elektrischen Leiter 42 ergibt, ist durch eine Schneid-Klemm-Kontaktierung 58 gegeben. Die Herstellung der in Figur 2.2 dargestellten Schneid-Klemm-Kontaktierung 58 zwischen dem e- lektrischen Leiter 42 bzw. dessen freien Enden 48 und der elektrischen Verbindungskomponente 54 innerhalb der Aufnahmeöffnung 46 erfolgt im noch nicht ausgehärteten Klebstoff 50 in der Aufnahmeöffhung 46.
Figur 2.3 zeigt, wie die hergestellte Schneid-Klemm-Kontaktierung 58 innerhalb der Aufnahmeöffhung 46 im dort bevorrateten bevorzugt als härtenden einkomponentigen Epoxidharzklebstoff ausgewählten Klebstoff 50 aushärtet. Nachdem der Klebstoff 50 in den ver- füllten Spalten 56 ausgehärtet ist, ist die elektrische Verbindungskomponente 54, die bevorzugt als Stecker ausgebildet ist, abgedichtet und fixiert am Kraftstoffinjektor 40 aufgenommen.
Figur 3 zeigt einen Querschnitt durch den Kopf eines Kraftstoffinjektors.
Figur 3 zeigt, dass die elektrische Verbindungskomponente 54 leicht angewinkelt ausgeführt ist und in Fügerichtung 52 in die Aufnahmeöffnung 46 im Kopfbereich des Kraftstoffinjektors 40 eingesteckt ist. In der in Figur 3 dargestellten Darstellung verbleiben Aufnahmeöff- nung 46 bzw. in einem Hohlraum 62 im Inneren des Kraftstoffϊnjektors 40 Freiräume, die durch den später injizierten bevorzugt als thermisch härtenden einkomponentigen Epoxidharzklebstoff ausgewählten Klebstoff 50 verfüllt werden (vgl. Figur 4).
Beim Fügen einer in die elektrische Verbindungskomponente 54 eingebetteten Steckerfahne 60 erfolgt das Herstellen einer Schneid-Klemm-Kontaktierung 58 mit dem Kontaktierungspin 32 bzw. dem elektrischen Leiter 42 zur Kontaktierung der Magnetspule 26 (vgl. Darstellung gemäß Figur 1). Während die Steckerfahne 60 im Wesentlichen in horizontaler Richtung verlaufend in die elektrische Verbindungskomponente 54 eingespritzt ist, verläuft der Kontaktierungspin 32 bzw. der elektrische Leiter 42 gemäß der Ausführungsvariante des Kraftstoffinjektors 40 gemäß Figur 3 in vertikale Richtung.
Nach Herstellung der in Figur 3 dargestellten Schneid-Klemm-Kontaktierung 58 zwischen der mindestens einen Steckerfahne 60 der elektrischen Verbindungskomponente 54 und dem Kontaktierungspin 32 bzw. dem elektrischen Leiter 42 des Kraftstoffinjektors 40 erfolgt - wie in Figur 4 dargestellt - ein Injizieren eines flüssigen Klebstoffes 50. Bei dem flüssigen Klebstoff 50, der in die Hohlräume 62 bzw. in die Aufnahmeöffnung 46 injiziert wird, handelt es sich bevorzugt um einen thermische aushärtenden, einkomponentigen Epoxidharzklebstoff. Der Klebstoff kann sowohl in flüssiger Form vorliegen, was ein Injizieren des Klebstoffes in die Aufnahmeöffhung 46 und den Hohlraum 62 ermöglicht; der Klebstoff 50 kann auch in Folienform vorliegen.
Wie aus der Darstellung gemäß Figur 4 hervorgeht, bilden sich beim Einspritzen des Klebstoffes 50 in den Hohlraum 62 bzw. die Aufnahme 46 um die Schneid-Klemm- Kontaktierung 58 herum mit Klebstoff 50 verfüllte Spalte 56. Wie in Zusammenhang mit der Figurensequenz gemäß der Figuren 2.1, 2.2 und 2.3 bereits erläutert, übernehmen die verfüllten Spalte 56 aus Klebstoff 50 eine Isolierungsfunktion der Schneid-Klemm- Kontaktierung 58 auch eine Abdichtung zur elektrischen Kontaktierung im Kopfbereich des Kraftstoffinjektors 40. Die mit Klebstoff 50 verfüllten Spalte 56 bilden eine stoffschlüssige Verbindung 52 zwischen der bevorzugt als Stecker ausgebildeten elektrischen Verbindungskomponente 54 und dem Kontaktierungspin 32 bzw. dem sich in horizontaler Richtung erstreckenden elektrischen Leiter 42 des Kraftstoffinjektors 40.
Wie aus der Darstellung gemäß Figur 4 des Weiteren hervorgeht, liegt die elektrische Ver- bindungskomponente 54 an einer Anlagefläche 64 im Umfang des Kraftstoffinjektors 40 an. Dadurch können Biegmomente, die auf die elektrische Verbindungskomponente 54 wirken, in begrenztem Umfang an den Kraftstoffinjektor übertragen werden. Die Lage der Anlagefläche 64 an der Stirnseite der elektrischen Verbindungskomponente 54, die bevorzugt als Stecker ausgebildet ist, definiert ferner das Volumen der Hohlräume 62 an der Aufnahmeöffnung 46.
Aus der Darstellung gemäß Figur 5 geht ein Schnitt in Draufsicht durch die elektrische Kon- taktierung am Kopf des Kraftstoffinjektors näher hervor.
Der in vergrößertem Maßstab dargestellten Figur 5 lässt sich entnehmen, dass in der elektrischen Verbindungskomponente 54, die bevorzugt als Stecker ausgebildet ist, in einer Ebene liegend zwei Steckerfahnen 60 verlaufen. Diese sind im Rahmen einer Einbettung 70 in das Kunststoffmaterial der elektrischen Verbindungskomponente 54, die bevorzugt als Stecker ausgebildet ist, eingebettet. Eine jede der Steckerfahnen 60 weist an ihrem Vorder ende eine Öffnung 66 auf, so dass sich an einer jeden der Steckerfahnen 60 zwei Schenkel bilden, welche den Kontaktierungspin 32 bzw. den in dieser Ausführungsform sich in vertikaler Richtung erstreckenden elektrischen Leiter 42 des Kraftstoffinjektors 40 elektrisch kontaktieren. Durch die gewählte Konfiguration der Enden der Steckerfahnen 60 ist sichergestellt, dass eine sichere elektrische Kontaktierung des Kontaktierungspins 32 bzw. des elektrischen Leiters 42 erfolgt. Der Kontaktierungspin 32 bzw. der elektrische Leiter 42 erstreckt sich gemäß der Ausführungsform in Figur 5 senkrecht zur Zeichenebene dieser Figur. Bezugszeichen 68 bezeichnet einen Rücklauf des Kraftstoffinjektors 40, über wel- chem aus einem Steuerraum bei Druckentlastung desselben abgesteuerter Kraftstoff in einen Niederdruckbereich des Kraftstoffinjektors 40 abströmt, der hier nicht dargestellt ist.
Figur 5 sind darüber hinaus die noch unverfüllten Hohlräume 62 der Aufnahmeöffnungen 46 im Kraftstoffinjektor 40 zu entnehmen, in welchen die elektrische Verbindungskomponente 54 in Fügerichtung 72 gemäß Figur 3 eingesteckt wird.
Die die Kontaktierungspins 32 bzw. die elektrischen Leiter 42 umschließende Isolierung 44 ist in der Draufsicht gemäß Figur 5 teilweise von den Steckerfahnen 60 überdeckt und daher nur teilweise sichtbar.
Figur 6 zeigt, dass in die Hohlräume 62 der Aufnahmeöffnung 46 im Kraftstoffinjektor 40 Klebstoff 50 injiziert ist. Dieser injizierte Klebstoff 50 verfüllt die Hohlräume 62, so dass sich verfüllte Spalte 56 bilden. Die verfüllten Spalte 56, welche durch das Material des Klebstoffs 50 ausgefüllt sind, bilden zwischen dem Umfang der elektrischen Verbindungs- komponente 54 - wie in Figur 6 dargestellt - und der Innenwand der Aufnahmeöffnungen 46 sowie den Hohlräumen 62, um die Schneid-Klemm-Kontaktierung 58 zwischen den Kontaktierungspins 32 und den Steckerfahnen 60 die Abdichtung. Durch das Injizieren des Klebstoffs 50 in die Hohlräume 62 wird in diesen eine stoffschlüssige Verbindung 52 er- zeugt. Des Weiteren übernehmen die verfüllten Spalte 56, in welche das Material des Klebstoffs 50 beim Fügen der elektrischen Verbindungskomponente 54 in Fügerichtung 52 verdrängt ist, eine Abdichtung der beim Fügen erzeugten Schneid-Klemm-Kontaktierung 58 sowie eine Isolation der elektrischen Kontaktierungsstelle gegen Einflüsse von außen, insbe- sondere gegen eindringende Feuchtigkeit.
Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass die Steckerfahnen 60 in der elektrischen Verbindungskomponente 54, die bevorzugt als Stecker aus einem Kunststoffmaterial spritzgegossen wird, in einer Einbettung 70 aufgenommen sind. Bezugszeichen 66 bezeichnet die Öffnungen, welche die Steckerfahnen 60 in jeweils zwei Zungen teilen, die den sich in vertikaler Richtung in die Zeichenebene erstreckenden Kontaktierungspin 32 bzw. den sich in die Zeichenebene erstreckenden elektrischen Leiter 42 im Rahmen einer Schneid-Klemm- Kontaktierung 58 elektrisch kontaktieren. Diese elektrische Kontaktierung wird durch den Klebstoff 50 durch dessen Eindringen in dann verfüllte Spalte 56 nach außen abgedichtet.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Kontaktierung (58) an einem Kraftstoffinjektor (40), der mit einer elektrischen Verbindungskomponente (54) elektrisch kontak- tiert wird und der mittels eines eine Magnetspule (26) umfassenden Magnetventils betätigt wird mit nachfolgenden Verfahrensschritten:
a) Dem Herstellen der elektrischen Verbindungskomponente (54) gesondert vom Montageprozess des Kraftstoffinjektors (40),
b) Dem Herstellen einer elektrischen Kontaktierung (58) zwischen der vorgefertigten elektrischen Verbindungskomponente (54) und elektrischen Kontaktelementen (32), (42) des Kraftstoffinjektors (40),
c) wobei bei der Herstellung der elektrischen Kontaktierung (58) gemäß Verfahrens- schritt gemäß b) eine stoffschlüssige Verbindung (72), insbesondere eine Verklebung zwischen der elektrischen Verbindungskomponente (54) und dem Kraftstoffinjektor (40) erzeugt wird.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass gemäß Verfahrenschritt c) zur Herstellung der stoffschlüssigen Verbindung (72), insbesondere der Verklebung ein thermisch härtender einkomponentiger Epoxidharzklebstoff (50) eingesetzt wird.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass gemäß Verfahrensschritt b) die Herstellung einer Schneid-Klemm- Verbindung (58) zwischen der elektrischen
Verbindungskomponente (54) und den elektrischen Komponenten (32), (42) des Kraftstoffinjektors (40) erfolgt, während der Klebstoff (50) verfüllte Spalte (56) bildet.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung der Schneid-Klemm-Kontaktierung (58) im unaus gehärteten Klebstoff (50) erfolgt.
5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff (50) nach Herstellung der Schneid-Klemm-Kontaktierung (58) in Hohlräume (62), (46) injiziert wird.
6. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aushärtung des Klebstoffs (50) chemisch oder thermisch beschleunigt wird.
7. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der im Rahmen der Herstellung der stoffschlüssigen Verbindung (72) eingesetzte Klebstoff (50) viskos oder in Folienform vorliegt.
8. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der in eine Aufnahmeöffnung (46) eindosierte Klebstoff (50), insbesondere thermisch härtender Epoxidharzklebstoff beim Fügen der elektrischen Verbindungskomponente (54) in Fügerichtung (52) durch diese verdrängt wird und verfüllte Spalte (56) bildet, die eine Abdichtung und Isolierung der elektrischen Kontaktierung (58) darstellen.
9. Kraftstoffinjektor (40) mit einer Magnetbaugruppe (10), die eine über elektrische Kontaktelemente (32), (42) bestrombare Magnetspule (26) aufweist, die über eine elektrische Verbindungskomponente (54) kontaktiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die e- lektrische Verbindungskomponente (54) zur Bestromung der Magnetspule (26) im Kraftstoffinjektor (40), als Schneid-Klemm-Kontaktierung (58) ausgeführt ist, die über eine stoffschlüssige Verbindung (50), (56) nach außen abgedichtet ist.
10. Kraftstoffinjektor (40) gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Kontaktelemente (32), (42) in Aufnahmeöffnungen (46) oder Hohlräume (62) ragen, in denen mindestens eine Steckerfahne (60) der elektrischen Verbindungskomponente (54) im montierten Zustand liegt.
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