(19)
(11) EP 1 672 212 A1

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
21.06.2006  Patentblatt  2006/25

(21) Anmeldenummer: 05111545.9

(22) Anmeldetag:  01.12.2005
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC): 
F02M 51/00(2006.01)
(84) Benannte Vertragsstaaten:
AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR
Benannte Erstreckungsstaaten:
AL BA HR MK YU

(30) Priorität: 01.12.2004 DE 102004058019

(71) Anmelder: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT
80333 München (DE)

(72) Erfinder:
  • Feigl, Roland
    93053 Regensburg (DE)
  • Haller, Marco
    93053 Regensburg (DE)
  • Sanftleben, Emanuel
    93102 Pfatter (DE)

   


(54) Kraftstoffinjektor für eine Brennkraftmaschine


(57) Um bei einem Kraftstoffinjektor für eine Brennkraftmaschine die elektrische Verbindung zwischen einem Aktor und einer Anschlusseinrichtung zu vereinfachen, umfasst der erfindungsgemäße Kraftstoffinjektor (1) einen in einem hülsenartigen Gehäuse (10) angeordneten Aktor und eine Verbindungsvorrichtung (16) zur elektrischen Verbindung von Aktorkontaktstiften (18), die aus einer axialen Öffnung (24) des Gehäuses (10) herausragen, mit Anschlussstiften (20) einer von der Verbindungsvorrichtung (16) ausgebildeten Anschlusseinrichtung, wobei die Verbindungsvorrichtung (16) einen Einführabschnitt (26) zum axialen Eingriff in die Öffnung (24) aufweist, der mit Durchtrittsöffnungen (30) zum Durchtritt der Kontaktstifte (18) versehen ist, und wobei der Umfangsbereich des Einführabschnitts (26) sowie eine die axiale Öffnung (24) begrenzende Innenumfangsfläche des Gehäuses (10) zusammenwirkende Rastmittel zur axialen Fixierung des Einführabschnitts (26) in der Öffnung (24) aufweisen.




Beschreibung


[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor für eine Brennkraftmaschine sowie ein Verfahren zur Herstellung (Montage) eines Kraftstoffinjektors.

[0002] Derartige Kraftstoffinjektoren werden zur Kraftstoffversorgung von Brennkraftmaschinen eingesetzt und umfassen üblicherweise einen in einem hülsenartigen Gehäuse angeordneten elektrischen Aktor sowie ein mittels dieses Aktors betätigbares und zu diesem Zweck über eine Wirkverbindung mit dem Aktor in Verbindung stehendes Kraftstoffeinspritzventil. Die Steuerung des Öffnens und Schließens des Einspritzventils kann, je nach Bauart des Aktors, elektromagnetisch oder elektrisch erfolgen. Zur Ansteuerung des Einspritzventils mit besonders großer Dynamik ist z. B. die Verwendung eines piezoelektrischen Aktors oftmals bevorzugt. Bei einem derartigen piezoelektrischen Aktor wird durch Anlegen einer elektrischen Spannung an eine Piezokeramik eine Längenänderung hervorgerufen, die auf ein Stellglied des Einspritzventils übertragbar ist. Insbesondere bei Aktoren, die lediglich einen vergleichsweise kleinen Verstellweg ("Aktorhub") erlauben, wie dies z. B. für die erwähnten piezoelektrischen Aktoren der Fall ist, hat sich die Verwendung eines Servoeinspritzventils als günstig herausgestellt. Mit letzterer Art von Injektoren kann ein vom Aktorhub unabhängiger Hub eines Ventilkörpers (z. B. Ventilnadel) des Einspritzventils erreicht werden.

[0003] Um einen Kraftstoffinjektor an eine Ansteuereinrichtung, z. B. ein Motorsteuergerät anschließen zu können, müssen Kontaktstifte des Aktors mittels einer Verbindungsvorrichtung mit einer von der Außenseite des Injektorgehäuses zugänglichen Anschlusseinrichtung (z. B. Steckverbinder) elektrisch verbunden werden.

[0004] Aus der DE 197 15 487 A1 ist eine Verbindungsvorrichtung in Form einer auf zwei Kontaktstifte eines piezoelektrischen Aktors aufgesteckten Kontaktplatte bekannt. Die bekannte Kontaktplatte ist aus isolierendem Kunststoff hergestellt und mit Durchtrittsöffnungen zum Durchtritt der nahezu parallel zur Längsrichtung des Aktors abstehenden Kontaktstifte versehen. Im Inneren der Kontaktplatte sind jeweils ausgehend von einer Kontaktierung an einer Durchtrittsöffnung elektrische Leitungen zu Anschlussstiften geführt, die seitwärts aus der Kontaktplatte herausragen. Durch eine Umspritzung eines oberen Teils eines Aktorgehäuses sowie der Kontaktstifte mit der aufgesetzten und kontaktierten Kontaktplatte wird ein Steckergehäuse ausgebildet, bei welchem die seitwärts abstehenden Anschlussstifte in eine Anschlusskammer ragen, so dass an dieser Stelle ein Steckverbinder ausgebildet wird, mittels welchem der piezoelektrische Aktor mit einer externen Leitungsanordnung verbindbar ist.

[0005] Aus der DE 198 44 743 C1 ist ebenfalls eine Verbindungsvorrichtung in Form eines Kontaktzungenträgers bekannt. Der bekannte Kontaktzungenträger dient zur Abdichtung und Positionierung von Kontaktstiften eines Piezoaktors für das Einspritzventil einer Brennkraftmaschine und besitzt einen Vorrichtungskorpus aus Kunststoff mit Durchtrittsöffnungen zum Durchtritt der Kontaktstifte. Nach dem Aufsetzen des Kontaktzungenträgers auf die Kontaktstifte des Piezoaktors kommen die aus den Durchtrittsöffnungen herausragenden Kontaktstiftenden in Kontakt mit im Kunststoffkorpus eingeformten Schweißlaschen und können mit denselben verschweißt werden. Die Schweißlaschen sind elektrisch mit seitlich abstehenden Kontaktzungen verbunden, welche als Anschlussstifte eines durch eine Kunststoffumspritzung ausgebildeten Steckverbinders dienen.

[0006] Die Herstellung einer elektrischen Verbindung mittels der bekannten Verbindungsvorrichtungen ist insofern problematisch, als diese Vorrichtungen sich nach deren Montage oftmals nicht in einer exakt definierten Lage befinden und somit oftmals zusätzlich von Hand zu justieren sind. Ohne eine solche Einstellung der Position und Orientierung der Verbindungsvorrichtung ist die elektrische Kontaktierung der Kontaktstifte erschwert.

[0007] Außerdem besteht für eine nachfolgende Umspritzung der Verbindungsvorrichtung bei unzureichender Lagegenauigkeit die Gefahr, dass Umspritzungsmaterial in unerwünschter Weise durch Spalte hindurchtritt, die bei exakt definierter Lage der Verbindungsvorrichtung wesentlich kleiner und somit abdichtend wären.

[0008] Schließlich ist es bei den bekannten Verbindungsvorrichtungen problematisch, dass diese während des Umspritzens mit einem werkzeugseitigen Niederhalter in der gewünschten Lage zu fixieren sind. Diese Fixierung verkompliziert den Umspritzungsvorgang und erhöht somit den Aufwand bei der Fertigung des Kraftstoffinjektors.

[0009] Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einem Kraftstoffinjektor die elektrische Verbindung zwischen einem elektrischen Aktor und einer elektrischen Anschlusseinrichtung des Kraftstoffinjektors zu vereinfachen.

[0010] Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung (Montage) eines Kraftstoffinjektors nach Anspruch 7. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

[0011] Der erfindungsgemäße Kraftstoffinjektor für eine Brennkraftmaschine umfasst einen in einem hülsenartigen Gehäuse angeordneten elektrischen Aktor und eine Verbindungsvorrichtung zur elektrischen Verbindung von Kontaktstiften des Aktors, die aus einer axialen Öffnung des Gehäuses herausragen, mit Anschlussstiften einer von der Verbindungsvorrichtung aus-gebildeten Anschlusseinrichtung, wobei die Verbindungsvorrichtung einen Einführabschnitt aufweist, der zum axialen Eingriff in die Öffnung geeignet ausgebildet ist und mit Durchtrittsöffnungen zum Durchtritt der Kontaktstifte versehen ist, und wobei der Umfangsbereich des Einführabschnitts sowie eine die axiale Öffnung begrenzende Innenumfangsfläche des Gehäuses zusammenwirkende Rastmittel zur axialen Fixierung des Einführabschnitts in der Öffnung aufweisen.

[0012] Der Grundgedanke der Erfindung ist die Implementierung einer Verrastung, z. B. eines Kontaktzungenträgers, zur definierten Positionierung bezüglich des Injektorgehäuses.

[0013] Der axiale Eingriff eines Einführabschnitts der Verbindungsvorrichtung in die axiale Öffnung des Gehäuses bewirkt vorteilhaft bereits eine gewisse "Grobjustierung" der Lage der Verbindungsvorrichtung bei deren Montage und gestattet in einfacher Weise das Vorsehen von vergleichsweise engen Spalten zwischen der Verbindungsvorrichtung und dem Gehäuse.

[0014] Für die genauere Definition der Lage der Verbindungsvorrichtung bezüglich des Gehäuses ist gemäß der Erfindung wesentlich, dass der Umfangsbereich des Einführabschnitts durch (lösbare oder unlösbare) Rastmittel mit der die axiale Öffnung begrenzenden Innenumfangsfläche zur axialen Fixierung des Einführabschnitts in der Öffnung verrastet wird.

[0015] Damit sind zusätzliche Maßnahmen zur axialen Fixierung der Verbindungsvorrichtung entbehrlich. Wenn die Verbindungsvorrichtung nach deren Montage an dem Injektorgehäuse umspritzt wird, so ist bei der erfindungsgemäßen Gestaltung insbesondere kein werkzeugseitiger Niederhalter (z. B. in einem Spritzgusswerkzeug) erforderlich.

[0016] Wenngleich die Rastmittel prinzipiell neben einer axialen Fixierung auch zur Bereitstellung einer radialen Zentrierung und/oder einer Drehwinkelstellungsfixierung geeignet ausgebildet sein können, so ist dies keineswegs zwingend, um mittels der erfindungsgemäßen Gestaltung auch letztere Positionierungen genauer vorzusehen. Wenn nämlich die radiale Positionierung und/oder die Drehwinkelstellung unabhängig von den Rastmitteln z. B. durch Zusammenwirkung korrespondierender Abschnitte einerseits an der Verbindungsvorrichtung und andererseits an dem Gehäuse bewerkstelligt wird, so kann in vielen Fällen die bereits genauere axiale Positionierung und deren Fixierung diese Zusammenwirkung in ihrem Ergebnis verbessern. Die Erfindung gestattet in diesen Fällen daher auch eine Verbesserung der radialen Positionierung bzw. Drehwinkelstellung der Verbindungsvorrichtung, wobei abhängig von der konkreten Konstruktion auch eine Nachjustierung der Verbindungsvorrichtung von Hand entfallen kann. Die Montage der Verbindungsvorrichtung kann dann insbesondere automatisiert erfolgen.

[0017] Die Rastmittel umfassen bevorzugt wenigstens einen radialen Vorsprung sowie eine korrespondierende radiale Aussparung. In einer bevorzugten Ausführungsform ist beispielsweise vorgesehen, dass eine Innenumfangsfläche der axialen Öffnung wenigstens eine radiale Rastaussparung aufweist, die mit einem korrespondierenden Rastvorsprung am Umfangsbereich des Einführabschnitts verrastet ist.

[0018] Für jeden Rastvorsprung kann eine separate Rastaussparung vorgesehen sein. Damit lässt sich z. B. in einfacher Weise auch eine Verrastung hinsichtlich der Drehwinkelstellung der Verbindungsvorrichtung realisieren. Es kann jedoch auch eine Rastaussparung für mehrere, insbesondere sämtliche Rastvorsprünge vorgesehen sein. Insbesondere in diesem Fall ist eine von der Verrastung unabhängige Definition der radialen Position und/oder Drehwinkelstellung der Verbindungsvorrichtung zweckmäßig. Eine Möglichkeit hierzu wird unten noch beschrieben (Zusammenwirkung von korrespondierenden Anlageabschnitten einerseits an der Verbindungsvorrichtung und andererseits am Gehäuse).

[0019] Eine besonders einfache Gestaltung des gehäuseseitigen Rastmittels ergibt sich beispielsweise, wenn dieses als ringförmig an der Innenoberfläche der axialen Öffnung umlaufend vorgesehene Rastaussparung (Ringnut) ausgebildet ist. In eine solche Nut können dann ein oder mehrere einführabschnittseitig angeordnete Rastvorsprünge zur Verrastung eingreifen.

[0020] In einer bevorzugten Ausführungsform weist eine Innenumfangsfläche der axialen Öffnung wenigstens eine radiale Rastaussparung auf, die mit einem korrespondierenden Rastvorsprung am Umfangsbereich des Einführabschnitts verrastet ist. Hierbei kann vorgesehen sein, dass der Umfangsbereich des Einführabschnitts mehrere in Umfangsrichtung verteilt, insbesondere gleichmäßig verteilt, angeordnete und radial elastisch federnde Rastvorsprünge aufweist. Derartige federnde Rastvorsprünge besitzen den zusätzlichen Vorteil, dass damit eine radiale Zentrierungswirkung für den Einführabschnitt erzielt werden kann.

[0021] Ganz allgemein gibt es für die Gestaltung von elastisch federnden Rastvorsprüngen vielfältige Möglichkeiten. So können diese Vorsprünge z. B. als separate, aus vergleichsweise elastischem Material gebildete Komponenten vorgesehen sein (z. B. in einem Zwei-Komponenten-Spritzgussverfahren zusammen mit dem übrigen Material des Einführabschnitts). Bevorzugt sind die Rastvorsprünge jedoch einstückig am übrigen Material des Einführabschnitts angeformt. Wenn dieses Material vergleichsweise unelastisch ist, so kann die gewünschte radiale Federwirkung durch entsprechende Formgestaltung des Rastvorsprungs bewerkstelligt werden. Beispielsweise kann der Rastvorsprung am freien Ende einer sich im Wesentlichen axial erstreckenden Materialzunge vorgesehen sein.

[0022] In einer besonderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Umfangsbereich des Einführabschnitts durch eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung verteilt, insbesondere gleichmäßig verteilt, angeordneten und radial elastisch federnden Rastzapfen gebildet ist. Derartige Rastzapfen können beispielsweise als im Wesentlichen axial von einem Kunststoffkorpus der Verbindungsvorrichtung abstehend ausgebildet sein.

[0023] Bei den oben erläuterten Ausführungsvarianten des Einführabschnitts kann auch vorgesehen sein, dass dieser Einführabschnitt wenigstens über einen Teil seiner Axialerstreckung eine ringförmig geschlossene Mantelfläche aufweist, insbesondere an seinem proximalen Ende, d. h. an demjenigen Ende, welches dem freien (distalen) Ende des Einführabschnitts entgegengesetzt ist. Wenn zwischen einer solchen Mantelfläche und der Innenumfangsfläche der axialen Öffnung in diesem Bereich lediglich ein mehr oder weniger kleiner Ringspalt verbleibt, so ergibt sich der Vorteil, dass bei einer nachfolgenden Umspritzung der montierten Verbindungsvorrichtung eine Abdichtwirkung betreffend das verwendete Umspritzungsmaterial erzielt wird. In einen vergleichsweise kleinen Ringspalt eindringendes Material kann sich dort verfestigen und ein Nachrücken weiteren flüssigen Materials verhindern. An eine ringförmig geschlossene Mantelfläche des Einführabschnitts können sich im Wesentlichen axial zum distalen Ende des Einführabschnitts hin erstreckende Rastzapfen bzw. Materialzungen anschließen.

[0024] In einer bevorzugten Ausführungsform ist das distale Ende des Einführabschnitts mit einer oder mehreren Einführschrägen zur Erleichterung des Einführvorganges und/oder der Verrastung versehen. Beispielsweise können die erwähnten Rastvorsprünge oder Rastzapfen solche Einführschrägen (mit einer Oberfläche schräg zur Axialrichtung) besitzen.

[0025] In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Verbindungsvorrichtung einen bezüglich des Einführabschnitts seitlich versetzt angeordneten und im Wesentlichen tangential sich erstreckenden Anlageabschnitt aufweist, der bei Einführung des Einführabschnitts in die Öffnung mit einem korrespondierenden Anlageabschnitt des Gehäuses verdrehsichernd zusammenwirkt. Damit lässt sich sicherstellen, dass die Verbindungsvorrichtung in einer definierten Radialposition und Drehstellung bezüglich des Gehäuses fixiert wird. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Einführabschnitt an sich in beliebiger Drehstellung in die axiale Öffnung einführbar ist und auch die Rastmittel keine Verdrehsicherung vorsehen.

[0026] Hierbei kann die durch die Zusammenwirkung der Anlageabschnitte erreichte Lagegenauigkeit verbessert werden, wenn der Einführabschnitt und der Anlageabschnitt einstückig zusammenhängend ausgebildet sind, etwa als ein Vorrichtungskorpus, der als ein Kunststoffformteil gefertigt ist.

[0027] Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Kraftstoffinjektors ist durch folgende Schritte gekennzeichnet:
  • Einführen eines zum axialen Eingriff in die axiale Öffnung geeignet ausgebildeten und mit Durchtrittsöffnungen zum Durchtritt der Kontaktstifte versehenen Einführabschnitts der Verbindungsvorrichtung in die axiale Öffnung, und
  • miteinander Verrasten von Rastmitteln, die einerseits am Umfangsbereich des Einführabschnitts und andererseits an einer die axiale Öffnung begrenzenden Innenumfangsfläche des Gehäuses vorgesehen sind, zur axialen Fixierung (Verrastung) des Einführabschnitts in der Öffnung.


[0028] Bei diesem Verfahren können Gestaltungen für den zu fertigenden Kraftstoffinjektor vorgesehen sein, wie sie oben bereits erläutert wurden.

[0029] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es stellen dar:
Fig. 1
ist ein Axiallängsschnitt im oberen Bereich eines piezobetätigten Kraftstoffinjektors,
Fig. 2
ist eine perspektivische Ansicht des Kraftstoffinjektors,
Fig. 3
ist eine Draufsicht des Kraftstoffinjektors, und
Fig. 4
ist eine perspektivische Ansicht eines Kontaktzungenträgers, der bei dem Kraftstoffinjektor zur Kontaktierung des Piezoaktors verwendet ist.


[0030] Die Fig. 1 bis 3 zeigen einen insgesamt mit 1 bezeichneten Kraftstoffinjektor für eine Brennkraftmaschine, umfassend ein hülsenartiges Injektorgehäuse 10, in dessen oberen Bereich ein Kraftstoffzufuhranschluss 12 sowie ein Kraftstoffablaufanschluss 14 vorgesehen sind. Diese Anschlüsse 12, 14 dienen in an sich bekannter Weise zur Hochdruckzufuhr bzw. Leckage von Kraftstoff bei dem als piezobetätigtes Servoeinspritzventil ausgebildeten Kraftstoffinjektor 1. In dem in einer Axialrichtung A langgestreckten Injektorgehäuse 10 ist ein Kraftstoffeinspritzventil sowie ein über eine Wirkverbindung damit verbundener Piezoantrieb zur Betätigung des Kraftstoffeinspritzventils untergebracht. Hinsichtlich des prinzipiellen Aufbaus des Kraftstoffinjektors 1 sei lediglich beispielhaft auf die DE 199 56 256 B4 und die DE 100 07 175 A1 verwiesen.

[0031] Ferner erkennt man in den Fig. 1 bis 3 einen so genannten Kontaktzungenträger 16, der eine Verbindungsvorrichtung zur elektrischen Verbindung von Kontaktstiften 18 des Aktors mit Kontaktzungen 20 darstellt. Der Kontaktzungenträger 16 ist als Kunststoffformteil mit einem Vorrichtungskorpus ausgebildet, in welchem eine elektrische Leitungsanordnung eingeformt wurde, deren Enden einerseits die Kontaktzungen 20 und andererseits Schweißlaschen 22 bilden. Die somit von dem Kontaktzungenträger 16 ausgebildeten Kontaktzungen 20 (Anschlussstifte) werden durch eine in den Figuren nicht dargestellte, finale Kunststoffumspritzung des oberen Endbereichs des Injektorgehäuses 10 zu einem Steckverbinder komplettiert, mittels welchem der Injektor 1 bei der Installation an einer Brennkraftmaschine mit einer externen Leitungsanordnung verbunden wird, die zu einer Ansteuereinheit zur Ansteuerung des Injektors 1 führt. Ein die Kontaktzungen 20 umgebender Abschnitt dieser finalen Kunststoffumspritzung bildet das Gehäuse des Steckverbinders.

[0032] Die Schweißlaschen 22 sind plättchenförmig und kommen nach Montage (Aufsetzen) des Kontaktzungenträgers 16 auf das Gehäuse 10 zur Anlage mit den Kontaktstiften 18 des Aktors, die aus einer axialen Öffnung 24 des Gehäuses 10 herausragen. In dieser Situation, die in den Fig. 1 bis 3 dargestellt ist, werden die an den Schweißlaschen 22 anliegenden oberen Enden der Kontaktstifte 18 mit den Schweißlaschen 22 verschweißt oder alternativ vercrimpt, um den Aktor zu kontaktieren (elektrisch mit den Kontaktzungen 20 zu verbinden). Sodann erfolgt die finale Kunststoffumspritzung im oberen Bereich des Gehäuses 10, welche die hergestellte Kontaktierung einkapselt und das Steckergehäuse für die Kontaktzungen 20 bereitstellt.

[0033] Der Kontaktzungenträger 16 weist einen Einführabschnitt 26 auf, der beim Aufsetzen auf das Gehäuse 10 in axialen Eingriff in die axiale Öffnung 24 gelangt und mit Durchtrittsöffnungen zum Durchtritt der Kontaktstifte 18 versehen ist. Auf Grund einer entsprechenden Gestaltung des Umfangsbereichs des Einführabschnitts 26 sowie einer die axiale Öffnung 24 begrenzenden Innenumfangsfläche des Gehäuses 10 ergibt sich nach dem Einführen des Einführabschnitts 26 in die Öffnung 24 eine Verrastung, welche den Einführabschnitt 26 und somit den ganzen Kontaktzungenträger 16 bezüglich des Gehäuses 10 fixiert. Durch diese Verrastung gelangt der Kontaktzungenträger 16 in eine gut definierte Lage bezüglich des Gehäuses 10, so dass eine aufwändige Nachjustierung der Lage des Kontaktzungenträgers bei geeigneter Gestaltung des Kontaktzungenträgers und/oder der Rastmittel nicht erforderlich ist, was die Fertigung des Injektors erheblich vereinfacht.

[0034] Fig. 4 zeigt nochmals detailliert den in einem Kunststoff-Spritzgussverfahren hergestellten Kontaktzungenträger 16. Der Kontaktzungenträger 16 besteht aus einem einstückigen Trägerkorpus 28, von welchem ein Abschnitt den Einführabschnitt 26 ausbildet, sowie der darin eingeformten Leitungsanordnung, von der in der Perspektive nach Fig. 4 lediglich die Kontaktzungen 20 sichtbar sind. Das andere (nicht sichtbare) Ende dieser Leitungsanordnung wird von den Schweißlaschen 22 gebildet, die angrenzend an Durchtrittsöffnungen 30 zum Durchtritt der Kontaktstifte 18 des Piezoaktors angeordnet sind. Diese Durchtrittsöffnungen 30 erstrecken sich durch zwei zur Isolation der Kontaktstifte 18 vorgesehene Hülsenfortsätze 32 des Einführabschnitts 26 hindurch.

[0035] Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Umfangsbereich des Einführabschnitts 26 durch zwei diametral einander entgegengesetzt angeordnete und radial elastisch federnde Rastzapfen 34 gebildet, die wie die Hülsenfortsätze 32 aus dem Material des Trägerkorpus 28 und einstückig mit demselben ausgebildet sind. Die distalen (freien) Enden der Rastzapfen 34 sind als radial auswärts abstehende Vorsprünge 36 ausgebildet, die mit einer in Fig. 1 erkennbaren, korrespondierenden Ringnut verrastbar sind, die an einer Innenumfangsfläche der axialen Öffnung 24 verläuft. Die Rastvorsprünge 36 sind auf Grund der vergleichsweise dünnwandigen Gestaltung der Rastzapfen 34 somit elastisch radial einwärts federbar, was das Einführen des Einführabschnitts 26 in die axiale Öffnung 24 des Gehäuses 10 gestattet. Außerdem sind die Rastvorsprünge 36 im distalen Bereich mit einer Schrägfläche versehen, die als Anlaufschräge das Einführen des Einführabschnitts 26 erleichtert.

[0036] Der Trägerkorpus 28 bildet außerdem einen mit 38 bezeichneten Anlageabschnitt (Anlagefläche) aus, der bezüglich des Einführabschnitts 26 seitlich versetzt angeordnet ist und sich im Wesentlichen tangential im Abstand von dem Einführabschnitt 26 erstreckt. Der Anlageabschnitt 38 bzw. die davon ausgebildete Anlagefläche wirkt bei der Montage des Kontaktzungenträgers 16, bei welcher der Einführabschnitt 26 axial in die Öffnung 24 des Injektorgehäuses 10 eingeführt wird, mit einer korrespondierenden Anlagefläche dieses Injektorgehäuses 10 verdrehsichernd zusammen. Diese Gestaltung des Kontaktzungenträgers 16 mit dem Anlageabschnitt 38, der mit einem korrespondierenden Anlageabschnitt des Gehäuses 10 zusammenwirkt, zwingt den Kontaktzungenträger 16 bei dessen Montage gewissermaßen in die gewünschte Drehwinkelstellung, was beispielsweise zur Sicherstellung einer zuverlässigen Anlage der Kontaktstifte 18 an den Schweißlaschen 22 vorteilhaft ist. Die im dargestellten Beispiel als Rastvorsprünge 36 und Ringnut am Gehäuse ausgebildeten Rastmittel führen zu einer axialen Fixierung des Einführabschnitts 26 und somit des Kontaktzungenträgers 16 am Gehäuse 10, was wiederum die zuverlässige Zusammenwirkung der verdrehsichernden Anlageabschnitte fördert. Außerdem erfolgt durch die radial elastisch federnde Gestaltung der Rastvorsprünge vorteilhaft eine "Feinjustierung" hinsichtlich der radialen Position des Einführabschnitts 26 in der Öffnung 24 (Zentrierung). Schließlich macht die axiale Fixierung des Kontaktzungenträgers 16 in der mit den Fig. 1 bis 3 dargestellten Situation den Einsatz eines Niederhalters im Spritzgusswerkzeug für die Bildung der finalen Kunststoffumspritzung entbehrlich.

[0037] Der Grundgedanke der beschriebenen Ausführungsform besteht darin, einen Kontaktzungenträger, welcher zur elektrischen Kontaktierung des Injektors zum übrigen Einspritzsystem benutzt wird, hinsichtlich der Erzielung einer gut definierten Lage und deren Fixierung auszubilden. Die erfindungsgemäße Implementierung einer Verrastung in eine Verbindungsvorrichtung (z. B. Kontaktzungenträger) zur axialen Fixierung an einem Injektorgehäuse ermöglicht dies in einfacher und fertigungstechnisch günstiger Weise. Daraus ergeben sich z. B. folgende Vorteile:
  • Axialer Formschluss zur genauen Positionierung des Kontaktzungenträgers auf dem Injektorgehäuse.
  • Entfall des Niederhalters im Spritzgusswerkzeug bei anschließendem Steckeranspritzen.
  • Minimierung des radialen Spiels des Kontaktzungenträgers auf dem Injektorgehäuse.
  • Vermeidung einer aufwändigen, zusätzlichen Positionierung des Kontaktzungenträgers von Hand vor dem Umspritzen des steckerseitigen Gehäuseendes.
  • Optimierung des Toleranzausgleiches der Anlageabschnitte bei einer Verdrehung des Kontaktzungenträgers auf dem Injektorgehäuse.
  • Falls eine (z. B. finale) Kunststoffumspritzung des steckerseitigen Endes vorgesehen ist, spielt eine etwaige Relaxierung von Abschnitten des Kontaktzungenträgers über die Lebensdauer des Injektors keine Rolle, da die Lage der mit Kunststoff umgebenen Komponenten, also insbesondere auch des Kontaktzungenträgers, beim Anspritzen des Kunststoffmaterials ohnehin in ihrer Lage "eingefroren" werden.



Ansprüche

1. Kraftstoffinjektor (1) für eine Brennkraftmaschine, umfassend einen in einem hülsenartigen Gehäuse (10) angeordneten elektrischen Aktor und eine Verbindungsvorrichtung (16) zur elektrischen Verbindung von Kontaktstiften (18) des Aktors, die aus einer axialen Öffnung (24) des Gehäuses (10) herausragen, mit Anschlussstiften (20) einer von der Verbindungsvorrichtung (16) ausgebildeten Anschlusseinrichtung,
wobei die Verbindungsvorrichtung (16) einen Einführabschnitt (26) aufweist, der zum axialen Eingriff in die Öffnung (24) geeignet ausgebildet ist und mit Durchtrittsöffnungen (30) zum Durchtritt der Kontaktstifte (18) versehen ist, und
wobei der Umfangsbereich des Einführabschnitts (26) sowie eine die axiale Öffnung (24) begrenzende Innenumfangsfläche des Gehäuses (10) zusammenwirkende Rastmittel zur axialen Fixierung des Einführabschnitts (26) in der Öffnung (24) aufweisen.
 
2. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1, wobei eine Innenumfangsfläche der axialen Öffnung (24) wenigstens eine radiale Rastaussparung aufweist, die mit einem korrespondierenden Rastvorsprung am Umfangsbereich des Einführabschnitts verrastet ist.
 
3. Kraftstoffinjektor (1) nach Anspruch 2, wobei der Umfangsbereich des Einführabschnitts (26) mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete und radial elastisch federnde Rastvorsprünge (36) aufweist.
 
4. Kraftstoffinjektor (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Umfangsbereich des Einführabschnitts (26) durch eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung verteilt angeordnete und radial elastisch federnde Rastzapfen (34) gebildet ist.
 
5. Kraftstoffinjektor (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Verbindungsvorrichtung (16) einen bezüglich des Einführabschnitts (26) seitlich versetzt angeordneten und im Wesentlichen tangential sich erstreckenden Anlageabschnitt (38) aufweist, der bei Einführung des Einführabschnitts (26) in die Öffnung (24) mit einem korrespondierenden Anlageabschnitt des Gehäuses (10) verdrehsichernd zusammenwirkt.
 
6. Kraftstoffinjektor (1) nach Anspruch 5, wobei der Einführabschnitt (26) und der Anlageabschnitt (38) einstückig zusammenhängend ausgebildet sind.
 
7. Kraftstoffinjektor (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei Schweiß- oder Crimplaschen (22) vorzugsweise plättchenförmig sind und nach Montage bzw. Aufsetzen des Kontaktzungenträgers (16) auf das Gehäuse (10) zur Anlage mit den Kontaktstiften (18) des Aktors kommen, die aus einer axialen Öffnung (24) des Gehäuses (10) herausragen, wobei die an den Schweiß- oder Crimplaschen (22) anliegenden oberen Enden der Kontaktstifte (18) mit den Schweiß- bzw. Crimplaschen (22) verschweißt oder vercrimpt sind , um den Aktor zu kontaktieren, d.h. elektrisch mit den Kontaktzungen (20) zu verbinden.
 
7. Verfahren zur Herstellung eines Kraftstoffinjektors (1) für eine Brennkraftmaschine, umfassend einen in einem hülsenartigen Gehäuse (10) angeordneten elektrischen Aktor und eine Verbindungsvorrichtung (16) zur elektrischen Verbindung von Kontaktstiften (18) des Aktors, die aus einer axialen Öffnung (24) des Gehäuses (10) herausragen, mit Anschlussstiften (20) einer von der Verbindungsvorrichtung (16) ausgebildeten Anschlusseinrichtung, wobei des Verfahren umfasst:

- Einführen eines zum axialen Eingriff in die Öffnung (24) geeignet ausgebildeten und mit Durchtrittsöffnungen (30) zum Durchtritt der Kontaktstifte (18) versehenen Einführabschnitts (26) der Verbindungsvorrichtung (16) in die axiale Öffnung (24), und

- miteinander Verrasten von Rastmitteln, die einerseits am Umfangsbereich des Einführabschnitts (26) und andererseits an einer die axiale Öffnung (24) begrenzenden Innenumfangsfläche des Gehäuses (10) vorgesehen sind, zur axialen Fixierung des Einführabschnitts (26) in der Öffnung (24).


 




Zeichnung










Recherchenbericht