WO2006056520A1 - Elektrische überbrückung in kraftstoffinjektoren - Google Patents

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Michael Fleig
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Robert Bosch Gmbh
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    • Y10T29/49412—Valve or choke making with assembly, disassembly or composite article making

Definitions

  • kom ⁇ men fuel injectors which contain one or more electrically controllable valves.
  • an electrically controllable solenoid or piezoelectric valve can be provided to control a needle valve and thus to control the course of the injection.
  • Other valves can be used for example for a pressure boosting.
  • the electrical contacting of these valves is often a challenge.
  • the invention therefore proposes a fuel injector for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, which avoids the described disadvantages of the prior art.
  • the fuel injector has an injector body, at least one electrically controllable valve let into the injector body and at least one electrical injector body contact accessible from an outside of the injector body.
  • At least one of the electrically controllable valves should have at least one electrical valve body contact.
  • a basic idea of the present invention is to use a solid conductor for the electrical connection between the at least one valve contact and the at least one injector body contact, which does not deform under the action of its own weight force in contrast to a simple cable or wire and instead of a solder joint ⁇ example, via plug contacts is contacted. Slight plastic deformations of the solid conductor under the action of its own weight and under additional force can be accepted if the shape of the solid conductor remains essentially unchanged.
  • the at least one solid conductor thus represents a kind of artificial extension of the electrical valve contacts.
  • the at least one solid conductor and the at least one electrical valve contact are connected via an electrically conductive connection and / or via at least one electrically conductive connection element.
  • the at least one connecting element is connected to the at least one solid conductor and the at least one electrical contact via a respective electrically conductive connection.
  • fuel injectors can be realized in a simple manner, which can be disassembled or reassembled non-destructively into a plurality of individual parts.
  • the injector body contact and the at least one electrically controllable valve can be arranged in different individual parts, wherein the at least one solid conductor is reversibly connected to at least one injector body contact.
  • This connection can be made for example via a plug connection.
  • the solid conductor is, for example, firmly or only slightly detachably connected at one end to a valve contact and at another end detachably connected to an injector body contact.
  • the solid conductor can extend on the way from the valve contact to the injector body contact by further individual parts of the injector body, in particular by one or more Head of channels.
  • the solid conductor can be electrically insulated against the injector body, for example by means of a shrink tube.
  • the fuel injector described allows a much simplified compared to the prior art manufacturing process. Initially, the described individual parts are produced and tested individually. Subsequently, the at least one valve contact with a solid conductor fixed or difficult to be releasably connected again. Subsequently, the items are connected to a single injector body, wherein the at least one solid conductor is reversibly connected to the at least one injector body contact.
  • Figure 1 is a sectional view of a fuel injector with a solenoid valve for nozzle needle control and a solid conductor for electrically connecting the solenoid valve with an external injector body contact;
  • Figure 2 shows the solenoid valve with its two electrical valve contacts and fixed to the valve contacts solid conductors
  • FIG. 3 shows an attachment of the solid conductors to the valve contacts by means of a welding process
  • Figure 4 is a positive connection element
  • Figure 5 shows an alternative positive connection element
  • FIG. 6 is a sectional view of the connection of a valve contact with a solid conductor via a positive connection according to FIG. 4 and a plug connection;
  • FIG. 7 shows a sectional illustration of a connection of a valve contact with a master conductor via two form-fitting connections according to FIG. 4;
  • FIG. 8 is a perspective view of two connections between a respective valve contact and a solid conductor via a respective positive connection according to FIG. 4 and a positive connection according to FIG. 5;
  • FIG. 9 shows a flowchart of a method according to the invention.
  • FIG. 1 shows an overall view of an injector body 110 for a common rail injection system.
  • the injector body 110 can be dismantled at parting lines 124, 126, 128 and 130 into substantially five functional modules 132, 134, 136, 138, 140: a control module 132, a sealing plate 134, a line connection module 136, a pressure booster module 138 and a Nozzle module 140.
  • the pressure booster module 138 serves essentially to provide a fuel pressure, which is provided by an external pressure source, for example via a high-pressure accumulation space (common rail), to the fuel injector (for example 1000 bar) into a second pressure ( 2200 bar, for example), so that two working pressures are available for the injection process.
  • a high-pressure accumulation space common rail
  • the injector body 110 has two solenoid valves 111, 112: a first solenoid valve 111 arranged in the control module 132 for controlling the pressure transmission in the pressure booster module 138, and a second solenoid valve 112 arranged in the nozzle module 140 for controlling the actual injection process via a (FIG. not shown) valve needle.
  • a first solenoid valve 111 arranged in the control module 132 for controlling the pressure transmission in the pressure booster module 138
  • a second solenoid valve 112 arranged in the nozzle module 140 for controlling the actual injection process via a (FIG. not shown) valve needle.
  • the solenoid valve 112 in the nozzle module 140 is electrically actuated via two electrical valve contacts 114.
  • the injector body 110 has at its upper end an electrical injector body contact 116 accessible from above.
  • the realization of a dismantling In the illustrated modular construction of the injector body 110, the injector body 110 or a simple modular assembly consists of electrically connecting the valve contacts 114 to the injector body contact 116 in such a way that further ease of assembly and disassembly of the injector body is ensured.
  • two conductor channels 120 are provided in this embodiment, which extend through the modules 138, 136 and 134.
  • the conductor channels 120 are formed by bores in the pressure booster module 138, in the line connection module 136 and in the sealing plate 134. When the injector body 110 is assembled, these bores are in each case flush at the parting lines 128 and 126, so that a single, continuous conductor channel 120 results.
  • the individual holes of the conductor channel 120 have in this embodiment in the individual modules 138, 136, 134 each have a straight course. A curved course of the holes can be realized with the inventive solution.
  • the bores in the individual modules 138, 136, 134 each have a different inclination to an injector axis 142.
  • the conductor channel 120 in the pressure booster module 138 has an inclination of 1 ° to the injector axis 142
  • the inclination in this embodiment in the line connection module 136 is 2.2 °.
  • valve contacts 114 and the injector body contact 116 must therefore fulfill several boundary conditions:
  • connection between the valve contacts 114 and the injector body contact 116 should be reliable and resistant to impact during operation, but should simply be releasable again for assembly purposes. • The connection must be able to easily follow an overall not straight course of a conductor channel 120, ie have a corresponding flexibility or plasticity.
  • connection of the solid conductors 118 with the plug contacts 122 is reversible, so that this connection can be made during assembly of the injector body 110 by simply pressing in the solid conductors 118 into the plug contacts 122.
  • the solid conductors 118 can be easily removed again from the plug contacts 122 and thus be disassembled again with the injector body 110 without the need for unsoldering of electrical connections.
  • the solid conductors 118 are stiff enough that on the one hand they do not substantially change their shape under their own weight and thus easily pass through the conductor channels 120 with their different inclinations to the injector axis 142 and insert into the plug contacts 122.
  • the solid conductors should have a certain plasticity, so that no mechanical stresses occur at the transition between sections of the conductor channels 120 with different angles of inclination.
  • the term "solid conductor” does not necessarily restrict the selection of materials to solid materials, but it is also possible, for example, to use waveguides (tubes) as solid conductors 118, provided they have sufficient mechanical rigidity.
  • the solid conductors 118 comprise CuSn6 having a Brinell hardness between 80 and 90 HB as the material which is otherwise used, for example, as a welding filler.
  • the material which is otherwise used for example, as a welding filler.
  • These materials meet the above requirements for hardness and plasticity and are also easily connected by welding with the valve contacts 114.
  • the hardness of the materials should be between 50 and 100 HB, preferably between 60 and 95 HB and particularly advantageously between 75 and 90 HB.
  • the solenoid valve 112 is shown and two solid conductors 118, each 127 mm in length, which are connected to the valve contacts 114.
  • the connection between the solid conductors 118 and the valve contacts 114 is in this case encapsulated with an electrically insulating thermoplastic 210 and therefore not visible in this perspective representation.
  • PPS or PA in particular glass fiber-filled PPS or PA (eg PPS GF 30 or PA 66 GF 30), may be used as the thermoplastic material in addition to other alternatives, in which case the glassiaser filling additionally increases the mechanical stability of the compound strengthened.
  • the electrically insulating thermoplastic plastic 210 increases the dimensional stability of the connections between the valve contacts 114 and the solid conductors 118.
  • the solid conductors 118 in this exemplary embodiment are largely wrapped with heat-shrinkable tubing 212.
  • the shrink tubes 212 electrically insulate the solid conductors 118 against the walls of the conductor channels 120 of the injector body 110.
  • the shrink tubes 212 are not completely shrunk onto the solid conductors 118 in order to save costs, but only in some sections.
  • the shrink tubing 212 extends upwardly from the electrically insulating thermoplastic 210.
  • the electrical insulation in particular the heat-shrinkable tube 212, terminates in each case below the upper ends 214 of the solid conductors 118, so that the upper ends 214 of the solid conductors 218 are not enveloped in an electrically insulating manner and can be plugged into the plug contacts 122 in an electrically connecting manner.
  • an electrically conductive connection between the valve contacts 114 and the injector body contact 116 can be produced without an expensive soldering or welding process.
  • the injector body 110 can again be easily dismantled for maintenance purposes, wherein the plug connection 122 is simply separated again from the solid conductors 118 by the action of force. Unsoldering or otherwise separating the compound is not required, since the compound is reversible.
  • FIG. 3 illustrates perspectively an exemplary embodiment of the connections between the valve contacts 114 of the solenoid valve 112 and the solid conductors 118, in which the valve contacts 114 and the solid conductors 118 are connected directly by welded connections 310.
  • the upper ends of the valve contacts 114 are bent at right angles, as are the lower ends of the solid conductors 118.
  • the bent ends are made overlapping and welded in each case (cohesive connection).
  • non-positive or positive connections can also be used.
  • This welded connection 310 allows a cost-effective connection between the solid conductors 118 and the valve contacts 114, since no additional connecting elements are required.
  • thermoplastic, electrically insulating plastic encapsulation 210 (see FIG. 2), which can also be applied in the exemplary embodiment according to FIG. 3 in order to electrically insulate the connection sites and mechanically stabilize the connection 310.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 3 is an example of a direct connection of the valve contacts 114 to the solid conductors 118.
  • the valve contacts 114 with the solid conductors 118 can also be connected via electrically conductive connecting elements 410. Examples of such electrically conductive connecting elements 410 are shown in FIGS. 4 to 8. In this case, in each case one end of an electrically conductive connection element 410 is fixedly or detachably connected to a valve contact 114 and another end of the electrically conductive connection element 410 is connected to one end of a solid conductor 118.
  • FIG. 4 illustrates a possible embodiment of a connection between an electrically conductive connecting element 410 and either one end of a valve contact 114 or one end of a solid conductor 118, wherein the electrically conductive connection takes place by means of a positive connection method.
  • the electrically conductive connecting element 410 has a bore 412 at one end.
  • the bore 412 has a diameter of 2.5 mm.
  • In the bore 412 extend, symmetrically along the circumference of the bore 412 distributed, plastically deformable electrically conductive tongues 414.
  • the tongues 414 extend so far into the bore 412, that in this Aus ⁇ management example, a light interior with a diameter of 0.9 mm remains.
  • the tongues 414 are plastically deformable so that one end of a solid conductor 118 or a valve contact 114 can be inserted into the bore 412. During the deformation, the tongues 414 form barbs, so that the solid conductor 118 or the valve contact 114 once inserted into the bore 412 has been, can be removed again only under greatly increased effort again from this. In addition, the tongues 414 provide an electrically conductive connection between the sivleiter 118 or the valve contact 114 and the electrically conductive Vietnamesesele ⁇ element 410 ago.
  • FIG. 5 shows an embodiment of a connection between a connecting element 410 and a solid conductor 118 or a valve contact 114 that is an alternative to FIG. 4.
  • it is a ram contact, in which one end of the solid conductor 118 and the valve contact 114 can be introduced into a groove 510 at one end of the electrically conductive connection 410 under pressure.
  • the groove has a region 512 with plastically deformable serrations and a widened insertion region 514 with bevelled edges. If one end of the solid conductor 118 or of the valve contact 114 is inserted or driven into the groove 510 under an increased force, the teeth deform plastically in region 512.
  • FIGS. 6 and 7 possible embodiments of the connection between a valve contact 114 and a solid conductor 118 are shown by way of example.
  • the exemplary embodiments show that the possible connections between solid conductor 118 or valve contact 114 and the electrically conductive connection element 410 can be combined as desired.
  • one end of a valve contact 114 is connected in an electrically conductive manner to the electrically conductive connecting element 410 by means of a non-positive connection 610 according to the exemplary embodiment illustrated in FIG.
  • one end of the solid conductor 118 is conductively connected to the connection element 410 via an electrically conductive plug connection 612.
  • This plug-in connection 612 can be released again by the application of force, but the stability of the connection 612 between the solid conductor 118 and the valve contact 114 is ensured to such an extent that the solid conductor 118 can not fall out of the plug connection 612 again due to its own weight.
  • valve contact 114 and the mass divider 118 are enveloped by an electrically insulating plastic 210.
  • This enclosure which has already been described above, can be done in particular by an injection molding process.
  • FIG. 7 shows a preferred embodiment which is alternative to FIG. 6, in which both the connection of the valve contact 114 to the electrically conductive connecting element 410 and the connection of one end of a solid conductor 118 to the connection element 410 form-fitting connections according to Figure 4 are used. Also in this embodiment, the entire connection is encapsulated by an electrically insulating thermoplastic 210. In contrast to the connection 612 in the exemplary embodiment according to FIG. 6, however, after encapsulation no destructive separation of the solid conductor 118 from the electrically conductive connection element 410 is possible. However, the remaining function of the embodiment according to FIG. 7 is identical to the function of the embodiment according to FIG. 6.
  • FIG. 8 is a perspective view of another possible embodiment of the connection between the valve contacts 114 and the solid conductors 118.
  • the connecting elements 410 each have at one end a positive connection 610 according to the exemplary embodiment illustrated in FIG.
  • the connecting elements 410 have a ram contact 810 according to the exemplary embodiment illustrated in FIG. 5, via which the connecting elements 410 can be connected to the ends of the solid conductors 118.
  • the entire connection is encapsulated by an electrically insulating thermoplastic 210, but in this exemplary embodiment all contacts are combined by a single encapsulation 210.
  • the remaining mode of operation of the exemplary embodiment according to FIG. 8 is identical to the exemplary embodiments according to FIGS. 6 and 7.
  • FIG. 9 shows a method according to the invention for producing a fuel injector.
  • solid conductors 118 and connections according to the embodiments shown above or similar compounds of the invention are used.
  • the illustrated method steps do not necessarily have to be performed in the order presented.
  • Various method steps can also be carried out simultaneously, and additional method steps not shown in FIG. 9 can be carried out.
  • a first module of a fuel injector for example a control module 132, is produced.
  • This first module has at least one externally accessible injector body contact 116.
  • the injector body contact 116 is electrically conductively connected to an electrical plug contact 122.
  • a second module for example a nozzle module 140, is produced, which has at least one electrically controllable valve 112. Furthermore, the electrically controllable valve 112 has electrical valve contacts 114.
  • the at least one electrical valve contact 114 is connected to at least one solid conductor 118.
  • the solid conductor 118 should have the properties described above. The connection between the solid conductor 118 and the valve contact 114 takes place in each case directly or via an electrically conductive connection element 410 as described above via one of the connections 310, 610, 612, 810 according to the invention.
  • a fourth method step 916 the two modules 132, 140 are then connected directly or indirectly to a single injector body.
  • additional modules 134, 136, 138 can be introduced (see above), with the solid conductors 118 being guided, in particular, through conductor channels 120.
  • the at least one solid conductor 118 is reversibly connected directly or indirectly (eg via plug contacts 122 and an additional electrical connection 144) to the at least one injector body contact 116.
  • the method described for producing the fuel injectors represents a considerable improvement over conventional methods in which electrical cables are used for connection between the valve contacts 114 and the injector body contacts 116. Elaborate soldering processes and tedious passage of the cables through the individual segments of the injector body 110 omitted.

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Abstract

Bei der Herstellung von Kraftstoffinjektoren stellt sich häufig das Problem, dass im Inneren eines Injektorkörpers (110) liegende Ventile (111, 112) von außen elektrisch kontaktiert und angesteuert werden müssen. Herkömmliche Verfahren zur Herstellung derartiger Kraftstoffinjektoren setzen einfache Kabelverbindungen ein, welche an einem Ende mit einem Ventilkontakt (114) der Ventile und am anderen Ende mit entsprechenden von außen zugänglichen Kontakten (116) verlötet werden. Dabei müssen die Kabelverbindungen oft mühsam durch verschiedene Module der Injektorkörper hindurchgeführt werden. Es wird daher ein Kraftstoffinjektor vorgeschlagen, bei welchem mindestens ein elektrisch ansteuerbares Ventil im Inneren eines Injektorkörpers angeordnet ist und mittels eines Massivleiter (118) mit einem von außen zugänglichen Injektorkörperkontakt (116) verbunden ist. Der Massivleiter und der elektrische Ventilkontakt sind dabei entweder direkt über eine elektrisch leitende stoffschlüssige Verbindung (310) oder indirekt über ein elektrisch leitendes Verbindungselement (410) miteinander verbunden. Der Massivleiter ist dabei derart ausgestaltet, dass er unter Einfluss seiner eigenen Gewichtskraft im Wesentlichen formstabil bleibt.

Description

Elektrische Überbrückung in Kraftstoffinjektoren
Technisches Gebiet
Bei Kraftstoffeinspritzsystemen für direkteinspritzende Verbrennungskraftmaschinen kom¬ men Kraftstoffinjektoren zum Einsatz, welche ein oder mehrere elektrisch ansteuerbare Ventile enthalten. So kann beispielsweise ein elektrisch ansteuerbares Magnet- oder Piezo- ventil zur Steuerung eines Nadelventils und somit zur Steuerung des Einspritzverlaufs vor¬ gesehen sein. Weitere Ventile können beispielsweise für eine Druckübersetzung eingesetzt werden. Die elektrische Kontaktierung dieser Ventile stellt jedoch häufig eine Herausforde¬ rung dar.
Stand der Technik
Da das bzw. die elektrisch ansteuerbaren Ventile typischerweise im Inneren eines Injektor¬ körpers untergebracht sind, bereitet die elektrische Kontaktierung dieser elektrisch ansteu- erbaren Ventile erheblich technische Schwierigkeiten. In vielen Fällen befindet sich an der Oberseite des Injektorkörpers ein elektrischer Kontakt, welcher mit einem entsprechenden, außerhalb des Injektorkörpers befindlichen Steuersystem und Energieversorgungssystem verbunden werden kann. Im Inneren des Injektorkörpers muss dieser elektrische Kontakt mit entsprechenden Kontakten des bzw. der elektrisch ansteuerbaren Ventile des Einspritz- Systems verbunden werden. Diese Verbindung erfolgt üblicherweise mittels flexibler elektri¬ scher Kabel und eines einfachen Lötprozesses.
Dieses Verfahren zur elektrischen Kontaktierung der elektrisch ansteuerbaren Ventile ist jedoch mit verschiedenen Nachteilen verbunden. So ist das Verfahren technisch sehr auf- wändig, da üblicherweise die Kabel von Hand an die entsprechenden elektrischen Kontakte angelötet werden müssen. Dieser Prozessschritt verursacht in der Praxis einen hohem Auf¬ wand und Zeitbedarf. Weiterhin ist die Verbindung zwischen den elektrisch ansteuerbaren Ventilen und dem elektrischen Kontakt auf dem Injektorkörper nur schwer wieder lösbar. Für eine Demontage bzw. ein Zerlegen des Injektorkörpers müssen typischerweise die gelö- teten Verbindungen wieder abgelötet werden. Ein derartig aufwändiger Prozess bewirkt, dass eine Wartung der Injektoren bzw. einen Austausch von Einzelteilen des Injektorkör¬ pers in vielen Fällen unrentabel ist.
Darstellung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird daher ein Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in eine Brennkammer eines Verbrennungsmotors vorgeschlagen, welcher die beschriebenen Nachteile des Standes der Technik vermeidet. Der Kraftstoffinjektor weist einen Injektor- körper, mindestens ein in den Injektorkörper eingelassenes elektrisch ansteuerbares Ventil sowie mindestens ein von einer Außenseite des Injektorkörpers zugänglichen elektrischen Injektorkörperkontakt auf. Mindestens eines der elektrisch ansteuerbaren Ventile soll min¬ destens einen elektrischen Ventilkörperkontakt aufweisen. Ein Grundgedanke der vorlie¬ genden Erfindung besteht darin, für die elektrische Verbindung zwischen dem mindestens einen Ventilkontakt und dem mindestens einen Injektorkörperkontakt einen Massivleiter einzusetzen, welcher sich unter Einwirkung seiner eigenen Gewichtskraft im Gegensatz zu einem einfachen Kabel oder Draht nicht verformt und anstelle einer Lötverbindung bei¬ spielsweise auch über Steckkontakte kontaktierbar ist. Leichte plastische Verformungen des Massivleiters unter Einwirkung seiner eigenen Gewichtskraft sowie unter zusätzlicher Krafteinwirkung können dabei in Kauf genommen werden, wenn die Gestalt des Massivlei¬ ters im Wesentlichen unverändert bleibt. Der mindestens eine Massivleiter stellt somit eine Art künstlicher Verlängerung der elektrischen Ventilkontakte dar.
Der mindestens eine Massivleiter und der mindestens eine elektrische Ventilkontakt werden über eine elektrisch leitende Verbindung und/oder über mindestens ein elektrisch leitendes Verbindungselement verbunden. Im letzteren Fall ist das mindestens eine Verbindungsele¬ ment mit dem mindestens einen Massivleiter und dem mindestens einen elektrischen Ventil¬ kontakt über jeweils eine elektrisch leitende Verbindung verbunden.
Mit der erfindungsgemäßen Idee lassen sich insbesondere auf einfache Weise Kraftstoffin¬ jektoren realisieren, welche zerstörungsfrei in mehrere Einzelteile zerlegbar bzw. wieder zusammensetzbar sind. Dabei können der Injektorkörperkontakt und das mindestens eine elektrisch ansteuerbare Ventil in verschiedenen Einzelteilen angeordnet sein, wobei der min¬ destens eine Massivleiter mit mindestens einem Injektorkörperkontakt reversibel verbunden ist. Diese Verbindung kann beispielsweise über eine Steckverbindung erfolgen. Der Massiv¬ leiter ist beispielsweise an einem Ende fest oder nur schwer lösbar mit einem Ventilkontakt verbunden und an einem anderen Ende lösbar mit einem Injektorkörperkontakt. Dabei kann der Massivleiter sich auf dem Weg vom Ventilkontakt zum Injektorkörperkontakt durch weitere Einzelteile des Injektorkörpers erstrecken, insbesondere durch einen oder mehrere Leiterkanäle. Der Massivleiter kann dabei beispielsweise mittels eines Schrumpfschlauchs gegen den Injektorkörper elektrisch isoliert werden.
Der beschriebene Kraftstoffinjektor ermöglicht ein im Vergleich zum Stand der Technik stark vereinfachtes Herstellungsverfahren. Dabei werden zunächst die beschriebenen Einzel¬ teile einzeln hergestellt und getestet. Anschließend wird der mindestens eine Ventilkontakt mit einem Massivleiter fest oder nur schwer wieder lösbar verbunden. Anschließend werden die Einzelteile zu einem einzelnen Injektorkörper verbunden, wobei der mindestens eine Massivleiter reversibel mit dem mindestens einen Injektorkörperkontakt verbunden wird.
Zeichnung
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbei- spielen näher beschrieben. Gleiche Bezugsziffern bezeichnen dabei gleiche bzw. einander in ihrer Funktion entsprechende Bauteile.
Im Einzelnen zeigt:
Figur 1 eine Schnittdarstellung eines Kraftstoffinjektors mit einem Magnetventil zur Düsennadelsteuerung und einem Massivleiter zur elektrischen Verbindung des Magnetventils mit einem außenliegenden Injektorkörperkontakt;
Figur 2 das Magnetventil mit seinen beiden elektrischen Ventilkontakten und an den Ventilkontakten befestigten Massivleitern;
Figur 3 eine Befestigung der Massivleiter an den Ventilkontakten mittels eines Schweißverfahrens;
Figur 4 ein formschlüssiges Verbindungselement;
Figur 5 ein alternatives formschlüssiges Verbindungselement;
Figur 6 eine Schnittdarstellung der Verbindung eines Ventilkontakts mit einem Massiv- leiter über eine formschlüssige Verbindung gemäß Figur 4 und eine Steckver¬ bindung;
Figur 7 eine Schnittdarstellung einer Verbindung eines Ventilkontakts mit einem Mas¬ sivleiter über zwei formschlüssige Verbindungen gemäß Figur 4; Figur 8 eine perspektivische Darstellung zweier Verbindungen zwischen je einem Ven¬ tilkontakt und einem Massivleiter über jeweils eine formschlüssige Verbindung gemäß Figur 4 und eine formschlüssige Verbindung gemäß Figur 5; und
Figur 9 einen Ablaufplan eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
Ausführungsvarianten
In Figur 1 ist eine Gesamtansicht eines Injektorkörpers 110 für ein Common-Rail- Einspritzsystem dargestellt. Der Injektorkörper 110 ist an Trennlinien 124, 126, 128 und 130 in im Wesentlichen fünf Funktionsmodule 132, 134, 136, 138, 140 zerlegbar: ein Steu¬ ermodul 132, eine Dichtplatte 134, ein Leitungsanschlussmodul 136, ein Druckübersetzer- modul 138 und ein Düsenmodul 140. Das Druckübersetzermodul 138 dient im Wesentli¬ chen dazu, einen Kraftstoffdruck, welcher von einer externen Druckquelle beispielsweise über einen Hochdrucksammelraum (Common Rail), an dem Kraftstoffinjektor zur Verfü¬ gung gestellt wird (beispielsweise 1000 bar), in einen zweiten Druck (beispielsweise 2200 bar) zu übersetzen, damit zwei Arbeitsdrücke für den Einspritzvorgang zur Verfügung ste- hen.
Weiterhin weist der Injektorkörper 110 zwei Magnetventile 111, 112 auf: ein im Steuermo¬ dul 132 angeordnetes erstes Magnetventil 111 zur Steuerung der Druckübersetzung im Druckübersetzermodul 138, sowie ein zweites, im Düsenmodul 140 angeordnetes Magnet- ventil 112 zur Steuerung des eigentlichen Einspritzvorgangs über eine (nicht dargestellte) Ventilnadel.
Von erheblicher praktischer Bedeutung ist die Trennung zwischen dem Steuermodul 132 von restlichen Injektorkörper 110 entlang der ersten Trennlinie 124. Diese Trennbarkeit bewirkt, dass das („trockene") Steuermodul 132 und der unterhalb der ersten Trennlinie 124 liegende („nasse") Teil des Injektorkörpers 110 getrennt konstruiert, gefertigt und getestet werden können, um anschließend zusammengesetzt zu werden. Zudem lassen sich aufgrund dieser Trennbarkeit zu Wartungszwecken beispielsweise leicht einzelne Komponenten des Injektorkörpers 110 austauschen, was dem „System-Instandsetzungsgedanken" (SIS) ent- gegenkommt.
Das Magnetventil 112 im Düsenmodul 140 ist über zwei elektrische Ventilkontakte 114 elektrisch ansteuerbar. Der Injektorkörper 110 weist an seinem oberen Ende einen von oben zugänglichen elektrischen Injektorkörperkontakt 116 auf. Die Realisierung einer Zerlegbar- keit des Injektorkörpers 110 bzw. einer einfachen modularen Montage besteht bei der dar¬ gestellten modularen Bauweise des Injektorkörpers 110 darin, die Ventilkontakte 114 derart elektrisch mit dem Injektorkörperkontakt 116 zu verbinden, dass weiterhin eine einfache Montage und Zerlegbarkeit des Injektorkörpers gewährleistet ist.
Zur Verbindung der beiden elektrischen Ventilkontakte 114 mit dem Injektorkörperkontakt 116 sind in diesem Ausführungsbeispiel zwei Leiterkanäle 120 vorgesehen, welche sich durch die Module 138, 136 und 134 erstrecken. Die Leiterkanäle 120 werden dabei durch Bohrungen im Druckübersetzermodul 138, im Leitungsanschlussmodul 136 und in der Dichtplatte 134 gebildet. Bei zusammengesetztem Injektorkörper 110 sind diese Bohrungen jeweils an den Trennlinien 128 und 126 bündig, so dass sich ein einzelner durchgehender Leiterkanal 120 ergibt.
Die einzelnen Bohrungen des Leiterkanals 120 weisen in diesem Ausführungsbeispiel in den einzelnen Modulen 138, 136, 134 jeweils einen geraden Verlauf auf. Auch ein gekrümmter Verlauf der Bohrungen ist mit der erfindungsgemäßen Lösung realisierbar. Die Bohrungen in den einzelnen Modulen 138, 136, 134 weisen jedoch jeweils eine unterschiedliche Nei¬ gung zu einer Injektorachse 142 auf. Während der Leiterkanal 120 im Druckübersetzermo¬ dul 138 eine Neigung von 1° zur Injektorachse 142 aufweist, beträgt die Neigung in diesem Ausführungsbeispiel im Leitungsanschlussmodul 136 2,2°. Diese unterschiedlichen Nei¬ gungswinkel relativ zur Injektorachse 142 sind dadurch bedingt, dass sich der Injektorkör¬ per 110 nach unten hin, also vom Steuermodul 132 hin zum Düsenmodul 140, in seinem Querschnitt verjüngt.
Die Kontaktierung zwischen den Ventilkontakten 114 und dem Injektorkörperkontakt 116 muss also mehrere Randbedingungen erfüllen:
• Die Verbindung zwischen den Ventilkontakten 114 und dem Injektorkörperkontakt 116 sollte zuverlässig und stoßunempfindlich im Betrieb, jedoch zu Montagezwe¬ cken einfach wieder lösbar sein. • Die Verbindung muss problemlos einem insgesamt nicht geraden Verlauf eines Lei¬ terkanals 120 folgen können, also eine entsprechende Flexibilität bzw. Plastizität aufweisen.
Dieses Problem ist erfindungsgemäß im dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch gelöst, dass die Verbindung zwischen den beiden elektrischen Ventilkontakten 114 des Magnetven¬ tils 112 und dem Injektorkörperkontakt 116 teilweise über zwei Massivleiter 118 erfolgt. Die Massivleiter 118 erstrecken sich durch die beiden Leiterkanäle 120 und verbinden die Ventilkontakte 114 mit elektrischen Steckkontakten 122, welche wiederum über eine elekt¬ rische Verbindung 144 (beispielsweise zwei jeweils an einem Ende mit einem elektrischen Steckkontakt 122 und an einem anderen Ende mit dem Injektorköφerkontakt 116 verlöte¬ ten Kabeln) mit dem Injektorkörperkontakt 116 verbunden sind. Dabei sind die Massivleiter 118 fest oder lösbar mit den Ventilkontakten 114 elektrisch verbunden (siehe unten).
Die Verbindung der Massivleiter 118 mit den Steckkontakten 122 erfolgt reversibel, so dass diese Verbindung bei der Montage des Injektorkörpers 110 durch einfaches Hineinpressen der Massivleiter 118 in die Steckkontakte 122 erfolgen kann. Bei einer Wartung lassen sich die Massivleiter 118 hingegen leicht wieder aus den Steckkontakten 122 entfernen und so¬ mit der Injektorkörper 110 ohne Ablöten von elektrischen Verbindungen wieder zerlegen.
Die Massivleiter 118 sind dabei steif genug gewählt, dass sie einerseits ihre Form unter ih¬ rem Eigengewicht nicht wesentlich verändern und sich somit problemlos durch die Leiter¬ kanäle 120 mit ihren verschiedenen Neigungen zur Injektorachse 142 hindurchiadeln und in die Steckkontakte 122 einstecken lassen. Dabei sollten die Massivleiter eine gewisse Plasti- zität aufweisen, damit auch am Übergang zwischen Abschnitten der Leiterkanäle 120 mit verschiedenen Neigungswinkeln keine mechanischen Spannungen auftreten. Die Bezeich¬ nung „Massivleiter" engt die Auswahl der Materialien nicht notwendigerweise auf Vollma¬ terialien ein, sondern es lassen sich beispielsweise auch Hohlleiter (Röhren) als Massivleiter 118 einsetzen, sofern sie eine ausreichende mechanische Steifigkeit aufweisen.
In dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Massivleiter 118 CuSn6 mit einer Brinell-Härte zwischen 80 und 90 HB als Werkstoff auf, welches sonst beispielsweise als Schweißzusatz eingesetzt wird. Alternativ lassen sich jedoch beispielsweise auch CuA18, CuA18Ni2, CuA18Ni6, CuA19Fe, CuMnI 3A17, CuSi3, CuSn, Kupfer oder Neusilber einset- zen. Diese Werkstoffe erfüllen die oben genannten Anforderungen an die Härte und die Plastizität und sind weiterhin auch leicht durch Schweißen mit den Ventilkontakten 114 verbindbar. Die Härte der Werkstoffe sollte dabei zwischen 50 und 100 HB liegen, vor¬ zugsweise zwischen 60 und 95 HB und besonders vorteilhaft zwischen 75 und 90 HB.
In Figur 2 ist das Magnetventil 112 dargestellt sowie zwei Massivleiter 118 von jeweils 127 mm Länge, welche mit den Ventilkontakten 114 verbunden sind. Die Verbindung zwischen den Massivleitern 118 und den Ventilkontakten 114 ist in diesem Fall mit einem elektrisch isolierenden thermoplastischen Kunststoff 210 umspritzt und daher in dieser perspektivi¬ schen Darstellung nicht sichtbar. Als thermoplastischer Kunststoff kann neben weiteren Al- ternativen beispielsweise PPS oder PA verwendet werden, insbesondere Glasfaser-gefülltes PPS bzw. PA (z. B. PPS GF 30 oder PA 66 GF 30), wobei hierbei Glasiaserfüllung die me¬ chanische Stabilität der Verbindung zusätzlich verstärkt. Der elektrisch isolierende thermo¬ plastische Kunststoff 210 erhöht die Formstabilität der Verbindungen zwischen den Ventil¬ kontakten 114 und den Massivleitern 118. Dadurch ist zusätzlich sichergestellt, dass die Massivleiter 118 im Wesentlichen ihre Ausrichtung beibehalten, was bei der Montage des Injektorkörpers 110 ein Hindurchstecken der Massivleiter 118 durch die Leiterkanäle 120 der einzelnen Module 138, 136, 134 und ein anschließendes Einstecken in die Steckkontak¬ te 122 erleichtert. Weiterhin isoliert der thermoplastische Kunststoff 210 der Verbindungs- stellen elektrisch gegeneinander, so dass keine Kurzschlüsse zwischen den Ventilkontakten 114 auftreten können. Im Vergleich zu herkömmlichen Drahtverbindungen oder Kabelver¬ bindungen ist also die Montage der des Injektorkörpers 110 stark vereinfacht.
Weiterhin sind die Massivleiter 118 in diesem Ausfuhrungsbeispiel weitgehend mit Schrumpfschläuchen 212 umhüllt. Die Schrumpfschläuche 212 isolieren die Massivleiter 118 elektrisch gegen die Wände der Leiterkanäle 120 des Injektorkörpers 110. Die Schrumpfschläuche 212 sind dabei, um Kosten zu sparen, nicht vollständig auf die Massiv¬ leiter 118 aufgeschrumpft, sondern lediglich in einigen Abschnitten. Die Schrumpfschläuche 212 erstrecken sich von dem elektrisch isolierenden thermoplastischen Kunststoff 210 an aufwärts. Alternativ zu einem Schrumpfschlauch 212 lassen sich auch beispielsweise starre oder elastische elektrisch isolierende Kunststoffhülsen als elektrische Isolierungen der Mas¬ sivleiter 118 verwenden. Die elektrische Isolierung, insbesondere der Schrumpfschlauch 212, endet jedoch jeweils unterhalb der oberen Enden 214 der Massivleiter 118, so dass die oberen Enden 214 der Massivleiter 218 nicht elektrisch isolierend umhüllt sind und elekt- risch verbindend in die Steckkontakte 122 eingesteckt werden können. Auf diese Weise kann ohne einen aufwändigen Löt- oder Schweißprozess durch einfaches Zusammenstecken der Segmente des Injektorkörpers 110 eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den Ventilkontakten 114 und dem Injektorköφerkontakt 116 hergestellt werden. Andererseits lässt sich der Injektorkörper 110 zu Wartungszwecken wiederum leicht demontieren, wobei die Steckverbindung 122 einfach durch Krafteinwirkung wieder von den Massivleitern 118 getrennt wird. Ein Ablöten bzw. anderweitiges Trennen der Verbindung ist nicht erforder¬ lich, da die Verbindung reversibel ist.
In Figur 3 ist ein Ausführungsbeispiel der Verbindungen zwischen den Ventilkontakten 114 des Magnetventils 112 und den Massivleitern 118 perspektivisch dargstellt, in welchem die Ventilkontakte 114 und die Massivleiter 118 direkt durch Schweißverbindungen 310 ver¬ bunden sind. Zu diesem Zweck sind die oberen Enden der Ventilkontakte 114 rechtwinklig umgebogen, ebenso die unteren Enden der Massivleiter 118. Die umgebogenen Enden wer¬ den zum Überlappen gebracht und jeweils verschweißt (stoffschlüssige Verbindung). Alter- nativ lassen sich jedoch auch kraftschlüssige oder formschlüssige Verbindungen einsetzen. Diese Schweißverbindung 310 ermöglicht eine kostengünstige Verbindung zwischen den Massivleitern 118 und den Ventilkontakten 114, da keine zusätzlichen Verbindungselemente erforderlich sind. Allerdings ist in diesem Ausführungsbeispiel bei der Herstellung der Ver- bindungen zunächst ein Umbiegen der Enden und anschließend ein Verschweißen erforder¬ lich.
Nicht dargestellt in Figur 3 ist die thermoplastische, elektrisch isolierende Kunststoffum- spritzung 210 (siehe Figur 2), welche auch im Ausfuhrungsbeispiel gemäß Figur 3 ange¬ bracht werden kann, um die Verbindungsstellen elektrisch zu isolieren und die Verbindung 310 mechanisch zu stabilisieren.
Das Ausfuhrungsbeispiel gemäß Figur 3 ist ein Beispiel für eine unmittelbare Verbindung der Ventilkontakte 114 mit den Massivleitern 118. Alternativ können die Ventilkontakte 114 mit den Massivleitern 118 auch über elektrisch leitende Verbindungselemente 410 ver¬ bunden werden. Beispiele derartiger elektrisch leitender Verbindungselemente 410 sind in den Figuren 4 bis 8 dargestellt. Dabei wird jeweils ein Ende eines elektrisch leitenden Ver¬ bindungselements 410 fest oder lösbar mit einem Ventilkontakt 114 verbunden und ein an- deres Ende des elektrisch leitenden Verbindungselements 410 mit einem Ende eines Massiv¬ leiters 118. Diese Verbindung kann wiederum formschlüssig, kraftschlüssig oder stoff¬ schlüssig erfolgen, wobei jedoch darauf zu achten ist, dass der Massivleiter 118 seine Aus¬ richtung relativ zum Ventilkontakt 114 im Wesentlichen nicht mehr verändern können soll. Dies wurde oben anhand der Figur 2 bereits beschrieben, und trägt dazu bei, dass die ein- zelnen Module 132, 134, 136, 138, 140 des Injektorkörpers 110 einfacher zusammensteck¬ bar sind.
In Figur 4 ist eine mögliche Ausführung einer Verbindung zwischen einem elektrisch leiten¬ den Verbindungselement 410 und entweder einem Ende eines Ventilkontakts 114 oder ei- nem Ende eines Massivleiters 118 dargestellt, wobei die elektrische leitende Verbindung mittels eines formschlüssigen Verbindungsverfahrens erfolgt. Zu diesem Zweck weist das elektrisch leitende Verbindungselement 410 an einem Ende eine Bohrung 412 auf. Die Boh¬ rung 412 hat einen Durchmesser von 2,5 mm. In die Bohrung 412 ragen, symmetrisch ent¬ lang des Umfangs der Bohrung 412 verteilt, plastisch verformbare elektrisch leitfähige Zun- gen 414. Die Zungen 414 erstrecken sich so weit in die Bohrung 412, dass in diesem Aus¬ führungsbeispiel ein lichter Innenraum mit einem Durchmesser von 0,9 mm verbleibt. Die Zungen 414 sind plastisch verformbar, so dass ein Ende eines Massivleiters 118 oder eines Ventilkontakts 114 in die Bohrung 412 eingeschoben werden kann. Dabei verformen sich die Zungen 414 entsprechend der Einschubrichtung des Massivleiters 118 bzw. des Ventil- kontakts 114. Bei der Verformung bilden die Zungen 414 Widerhaken, so dass der Massiv¬ leiter 118 bzw. der Ventilkontakt 114, nachdem er einmal in die Bohrung 412 eingeschoben worden ist, nur unter stark erhöhtem Kraftaufwand wieder aus dieser entfernt werden kann. Zusätzlich stellen die Zungen 414 eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Mas- sivleiter 118 bzw. dem Ventilkontakt 114 und dem elektrisch leitenden Verbindungsele¬ ment 410 her.
In Figur 5 ist eine zu Figur 4 alternative Ausgestaltung einer Verbindung zwischen einem Verbindungselement 410 und einem Massivleiter 118 bzw. einem Ventilkontakt 114 darge¬ stellt. Bei diesem Ausfuhrungsbeispiel handelt es sich um einen Rammkontakt, bei welchem ein Ende des Massivleiters 118 bzw. des Ventilkontakts 114 in eine Nut 510 an einem Ende der elektrisch leitfähigen Verbindung 410 unter Kraftaufwand eingebracht werden kann. Die Nut weist einen Bereich 512 mit plastisch verformbaren Zacken auf sowie einen verbreiter- ten Einschubbereich 514 mit abgeschrägten Kanten. Wird ein Ende des Massivleiters 118 bzw. des Ventilkontakts 114 in die Nut 510 unter erhöhter Krafteinwirkung eingeschoben bzw. eingerammt, so verformen sich die Zacken in Bereich 512 plastisch. Dabei wird eine formschlüssige Verbindung zu dem Ende des Massivleiters 118 bzw. des Ventilkontakts 114 hergestellt, welche elektrisch leitfähig ist und mechanisch derart stabil ist, dass der Mas- sivleiter 118 bzw. der Ventilkontakt 114 nur noch unter erhöhtem Kraftaufwand wieder aus der Nut 510 entfernbar ist.
In den Figuren 6 und 7 sind mögliche Ausgestaltungen der Verbindung zwischen einem Ventilkontakt 114 und einem Massivleiter 118 beispielhaft dargestellt. Die Ausführungsbei- spiele zeigen, dass sich die möglichen Verbindungen zwischen Massivleiter 118 bzw. Ven¬ tilkontakt 114 und dem elektrisch leitenden Verbindungselement 410 beliebig kombinieren lassen. So ist in Figur 6 ein Ende eines Ventilkontakts 114 mittels einer kraftschlüssigen Verbindung 610 gemäß dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel elektrisch leitfähig mit dem elektrisch leitenden Verbindungselement 410 verbunden. Weiterhin ist am anderen Ende ein Ende des Massivleiters 118 über eine elektrisch leitfähige Steckverbindung 612 leitfähig mit dem Verbindungselement 410 verbunden. Diese Steckverbindung 612 ist durch Krafteinwirkung wieder lösbar, wobei jedoch die Stabilität der Verbindung 612 zwischen dem Massivleiter 118 und dem Ventilkontakt 114 soweit gewahrt ist, dass der Massivleiter 118 nicht durch sein eigenes Gewicht wieder aus der Steckverbindung 612 herausfallen kann.
Weiterhin ist die gesamte Verbindung zwischen dem Ventilkontakt 114 und dem Massivlei¬ ter 118 in diesem Ausführungsbeispiel durch einen elektrisch isolierenden Kunststoff 210 umhüllt. Diese Umhüllung, welche oben bereits beschrieben wurde, kann insbesondere durch einen Spritzgussprozess erfolgen.
In Figur 7 ist eine zu Figur 6 alternative, bevorzugte Ausgestaltung dargestellt, in welcher sowohl zur Verbindung des Ventilkontakts 114 mit dem elektrisch leitfähigen Verbindungs¬ element 410 als auch zur Verbindung eines Endes eines Massivleiters 118 mit dem Verbin- dungselement 410 formschlüssige Verbindungen gemäß Figur 4 eingesetzt werden. Auch in diesem Ausführungsbeispiel ist die gesamte Verbindung durch einen elektrisch isolierenden thermoplastischen Kunststoff 210 umspritzt. Im Gegensatz zu der Verbindung 612 im Aus¬ führungsbeispiel gemäß Figur 6 ist nach Umspritzen jedoch keine zerstörungsfreie Trennung des Massivleiters 118 vom elektrisch leitfähigen Verbindungselement 410 mehr möglich. Die übrige Funktion des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 7 ist jedoch identisch zur Funk¬ tionsweise des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 6.
In Figur 8 ist in perspektivischer Darstellung eine weitere möglich Ausgestaltung der Ver- bindung zwischen den Ventilkontakten 114 und den Massivleitern 118 dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel weisen die Verbindungselemente 410 jeweils an einem Ende eine form¬ schlüssige Verbindung 610 gemäß dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel auf. Am jeweils anderen Ende weisen die Verbindungselemente 410 eine Rammkontaktierung 810 gemäß dem in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiel auf, über welche die Verbin- dungselemente 410 mit den Enden der Massivleiter 118 verbunden werden können. Wie¬ derum ist in diesem Ausführungsbeispiel die gesamte Verbindung durch einen elektrisch isolierenden thermoplastischen Kunststoff 210 umspritzt, wobei jedoch in diesem Ausfüh¬ rungsbeispiel alle Kontakte durch eine einzige Umspritzung 210 zusammengefasst sind. Die übrige Funktionsweise des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 8 ist identisch zu den Ausiüh- rungsbeispielen gemäß den Figuren 6 und 7.
In Figur 9 ist ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Kraftstoffinjektors dargestellt. Bei diesem Verfahren werden Massivleiter 118 und Verbindungen gemäß den oben gezeigten Ausführungsbeispielen oder ähnliche erfindungsgemäße Verbindungen ein- gesetzt. Die dargestellten Verfahrensschritte müssen nicht notwendigerweise in der darge¬ stellten Reihenfolge durchgeführt werden. Verschiedene Verfahrensschritte können auch gleichzeitig durchgeführt werden, und es können zusätzliche, in Figur 9 nicht dargestellte Verfahrensschritte durchgeführt werden.
In einem ersten Verfahrensschritt 910 wird ein erstes Modul eines Kraftstoffinjektors , bei¬ spielsweise ein Steuermodul 132, hergestellt. Dieses erste Modul weist mindestens einen von außen zugänglichen Injektorkörperkontakt 116 auf. Der Injektorkörperkontakt 116 ist elektrisch leitfähig verbunden mit einem elektrischen Steckkontakt 122.
In einem zweiten Verfahrensschritt 912 wird ein zweites Modul, beispielsweise ein Düsen¬ modul 140, hergestellt, welches mindestens ein elektrisch ansteuerbares Ventil 112 aufweist. Weiterhin weist das elektrisch ansteuerbare Ventil 112 elektrische Ventilkontakte 114 auf. In einem dritten Verfahrensschritt 914 wird der mindestens eine elektrische Ventilkontakt 114 mit mindestens einem Massivleiter 118 verbunden. Der Massivleiter 118 soll die oben beschriebenen Eigenschaften aufweisen. Die Verbindung zwischen dem Massivleiter 118 und dem Ventilkontakt 114 erfolgt jeweils direkt oder über ein elektrisch leitendes Verbin- dungselement 410 wie oben beschrieben über eine der erfindungsgemäßen Verbindungen 310, 610, 612, 810.
In einem vierten Verfahrensschritt 916 werden dann die beiden Module 132, 140 direkt o- der indirekt zu einem einzelnen Injektorkörper verbunden. Dabei können auch zusätzliche Module 134, 136, 138 eingebracht werden (siehe oben), wobei die Massivleiter 118 insbe¬ sondere durch Leiterkanäle 120 geführt werden. Der mindestens eine Massivleiter 118 wird reversibel direkt oder indirekt (z. B. über Steckkontakte 122 und eine zusätzliche elektri¬ sche Verbindung 144) mit dem mindestens einen Injektorkörperkontakt 116 verbunden.
Das beschriebene Verfahren zur Herstellung der Kraftstoffinjektoren stellt eine erhebliche Verbesserung gegenüber herkömmlichen Verfahren, bei welchen elektrische Kabel zur Ver¬ bindung zwischen den Ventilkontakten 114 und den Injektorkörperkontakten 116 eingesetzt werden, dar. Aufwändige Lötprozesse und mühsames Hindurchführen der Kabel durch die einzelnen Segmente des Injektorkörpers 110 entfallen.
Bezugszeichenliste
110 Inj ektorkörper
111 Magnetventil im Steuermodul 112 Magnetventil im Düsenmodul
114 Ventilkontakt
116 Injektorkörperkontakt
118 Massivleiter
120 Leiterkanal 122 Steckkontakte
124 erste Trennlinie
126 zweite Trennlinie
128 dritte Trennlinie
130 vierte Trennlinie 132 Steuermodul
134 Dichtplatte
136 Leitungsanschlussmodul
138 Druckübersetzermodul
140 Düsenmodul 142 Injektorachse
144 elektrische Verbindung
210 elektrisch isolierender thermoplastischer Kunststoff
212 Schrumpfschlauch
214 oberes Ende der Massivleiter 310 Schweißverbindung
410 elektrisch leitendes Verbindungselement
412 Bohrung
414 plastisch verformbare elektrisch leitfähige Zunge
510 Nut 512 Bereich mit plastisch verformbaren Zacken
514 Einschubbereich mit abgeschrägten Kanten
610 formschlüssige Verbindung gemäß Figur 4
612 elektrisch leitfähige Steckverbindung
810 formschlüssige Rammkontaktierung gemäß Figur 5 910 Herstellung des ersten Einzelteils mit Injektorkörperkontakt
912 Herstellung eines zweiten Einzelteils mit Ventil
914 Verbindung der Ventilkontakte mit dem Massivleiter
916 Zusammenfügen der Einzelteile

Claims

Patentansprüche
1. Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in eine Brennkammer eines
Verbrennungsmotors, wobei der Kraftstoffinjektor folgendes aufweist: a) einen Injektorkörper (110); b) mindestens ein in den Injektorkörper (110) eingelassenes elektrisch ansteuerbares Ventil (111, 112), wobei mindestens ein elektrisch ansteuerbares Ventil (112) mindestens einen elektrischen Ventilkontakt (114) aufweist; und c) mindestens ein von einer Außenseite des Injektorkörpers (110) zugänglicher elekt- rischer Injektorkörperkontakt (116), dadurch gekennzeichnet,
- dass der mindestens eine elektrische Ventilkontakt (114) und der mindestens eine elektrische Injektorkörperkontakt (116) zumindest teilweise über mindestens einen unter seiner eigenen Gewichtskraft im Wesentlichen formstabilen elektrischen Massivleiter (118) verbunden sind, wobei sich der mindestens eine Massivleiter
(118) durch mindestens einen Leiterkanal (120) erstreckt; und
- dass der mindestens eine Massivleiter (118) und der mindestens eine elektrische Ventilkontakt (114) über eine elektrisch leitende Verbindung (310) und/oder über mindestens ein elektrisch leitendes Verbindungselement (410) verbunden sind, wobei das mindestens eine elektrisch leitende Verbindungselement (410) mit dem mindestens einen Massivleiter (118) und dem mindestens einen elektrischen Ven¬ tilkontakt (114) über jeweils eine elektrisch leitende Verbindung (610, 612; 810) verbunden ist.
2. Kraftstoffinjektor gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffinjektor zerstörungsfrei zerlegbar bzw. zusammensetzbar ist aus mindestens zwei Modulen (132, 134, 136, 138, 140),
- wobei mindestens ein Injektorkörperkontakt (116) auf bzw. in einem ersten Mo¬ dul (132) angeordnet ist, - wobei mindestens ein elektrisch ansteuerbares Ventil (112) in einem von dem ers¬ ten Modul (132) verschiedenen zweiten Modul (140) angeordnet ist, und
- wobei der mindestens eine Massivleiter (118) mit dem mindestens einem Injektor¬ körperkontakt (116) direkt oder indirekt reversibel und elektrisch leitend verbun¬ den ist.
3. Kraftstoffinjektor gemäß dem vorhergehenden Anspruch, gekennzeichnet durch min¬ destens ein drittes Modul (134, 136, 138),
- wobei das dritte Modul (134, 136, 138) zwischen dem ersten und dem zweiten Modul (132, 140) angeordnet ist, - wobei das dritte Modul (134, 136, 138) mindestens einen Leiterkanal (120) auf¬ weist, und
- wobei der mindestens eine Massivleiter (118) sich durch den mindestens einen Leiterkanal (120) erstreckt.
4. Kraftstoffinjektor gemäß einem der drei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass das mindestens eine elektrisch ansteuerbare Ventil (111, 112) ein Mag¬ netventil aufweist.
5. Kraftstoffinjektor gemäß einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass das zweite Modul ein Düsenmodul (140) mit einem elektrisch an¬ steuerbaren Düsenventil (112) ist.
6. Kraftstoffinjektor gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass der mindestens eine Massivleiter (118) durch mindestens eine elektrisch isolierende Umhüllung (212), vorzugsweise einen ganz oder teilweise auf den mindes¬ tens einen Massivleiter (118) aufgeschrumpften Schrumpfschlauch (212), gegen den mindestens einen Leiterkanal (120) elektrisch isoliert ist.
7. Kraftstoffinjektor gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet,
- dass der mindestens eine Massivleiter (118) und der mindestens eine elektrische Ventilkontakt (114) über mindestens ein Verbindungselement (410) verbunden sind; - dass das mindestens eine Verbindungselement (410) mindestens einen Verfor- mungs-Kontaktbereich (414, 512) aufweist; und
- dass ein Ende des mindestens einen Massivleiters (118) und/oder ein Ende des mindestens einen Ventilkontaktes (114) in den Verformungs-Kontaktbereich (414, 512) eingeschoben werden können, wobei sich der Verformungs-Kontaktbereich (414, 512) ganz oder teilweise plastisch verformt, wobei ein Entfernen des Endes des mindestens einen Massivleiters (118) bzw. des mindestens einen Ventilkontak¬ tes (114) erschwert wird und eine elektrisch leitende Verbindung (610, 612) zwi¬ schen dem mindestens einen Massivleiter (118) bzw. dem mindestens einen Ven¬ tilkontakt (114) und dem mindestens einen Verbindungselement (410) hergestellt wird.
8. Kraftstoffinjektor gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass mindestens eine Verbindung (610, 612; 810) zwischen dem mindestens einen Massivleiter (118) und dem mindestens einen Verbindungselement (410) und/oder mindestens eine Verbindung (610, 612; 810) zwischen dem mindestens ei¬ nen Ventilkontakt (114) und dem mindestens einen Verbindungselement (410) und/oder mindestens eine Verbindung (310) zwischen dem Massivleiter (118) und dem mindestens einen Ventilkontakt (114) und/oder das mindestens eine Verbin- dungselement (410) ganz oder teilweise mit einem elektrisch isolierenden Kunststoff
(210) ummantelt ist.
9. Kraftstoffinjektor gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch isolierende Kunststoff (210) einen spritzgussfähigen Kunststoff aufweist.
10. Kraftstoffinjektor gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass der mindestens eine Massivleiter (118) mindestens einen der Werkstoffe CuA18, CuA18Ni2, CuA18Ni6, CuA19Fe, CuMnI 3A17, CuSi3, CuSn, Kupfer oder Neusilber aufweist.
11. Kraftstoffinjektor gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass der mindestens eine Massivleiter (118) mindestens einen Werkstoff mit einer Brinell-Härte zwischen 50 und 100 HB aufweist.
12. Verfahren zur Herstellung eines Kraftstoffinjektors mit folgenden Schritten: a) ein erstes Modul (132) des Kraftstoffinjektors wird hergestellt, wobei das erste Modul (132) mindestens einen Injektorkörperkontakt (116) aufweist; b) ein zweites Modul (140) wird hergestellt, wobei das zweite Modul (140) mindes- tens ein elektrisch ansteuerbares Ventil (112) mit mindestens einem elektrischen
Ventilkontakt (114) aufweist; c) der mindestens eine elektrische Ventilkontakt (114) wird mit mindestens einen un¬ ter seiner eigenen Gewichtskraft im Wesentlichen formstabilen elektrischen Mas¬ sivleiter (118) über eine elektrisch leitende Verbindung (310) und/oder über min- destens ein elektrisch leitendes Verbindungselement (410) verbunden, wobei das mindestens eine Verbindungselement (410) mit dem mindestens einen Massivleiter (118) und dem mindestens einen elektrischen Ventilkontakt (114) über jeweils ei¬ ne elektrisch leitende Verbindung (610, 612; 810) verbunden wird; und d) die beiden Module (132, 140) werden direkt oder indirekt zu einem Injektorkör- per (110) verbunden, wobei der mindestens eine Massivleiter (118) reversibel di¬ rekt oder indirekt mit dem mindestens einen Injektorkörperkontakt (116) verbun¬ den wird.
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