DE10029279A1 - Zweiteilige Magnetspule und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Abstract

Eine Magnetspule (2) umfaßt einen aus Isoliermaterial bestehenden, im wesentlichen hohlzylindrischen Spulenträger (3), der auf einen Gehäusekörper (18) aufschiebbar und mit zumindest zwei in einem Stirnbereich (4) des Spulenträgers (3) verankerten und aus diesem axial vorstehenden Anschlußträgern (1) versehen ist, und ein Kontaktelement (9). Die Magnetspule (2) und das Kontaktelement (9) sind zwei getrennte Bauteile, welche durch ein an dem Gehäusekörper (18) anbringbares Verbindungsteil (16) des Kontaktelements (9) und eine elektrische Kontaktierung (20) miteinander verbindbar sind.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer zweiteiligen Magnetspule nach der Gattung des Anspruchs 1 und einem Verfahren zu deren Herstellung nach der Gattung des Anspruchs 14.

Aus der DE 29 51 4315 U1 ist bereits eine Magnetspule nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Die Magnetspule umfaßt einen aus Isoliermaterial bestehenden, im wesentlichen hohlzylindrischen Spulenkörper, der mit zwei in einem Stirnbereich des Spulenkörpers verankerten und aus diesem heraus axial vorstehenden Anschlußelementen versehen ist, wobei der Spulenkörper maschinell bewickelbar ist. Der den Boden des Wickelraumes bildende Spulenkörperboden weist in Axialrichtung aneinandergrenzende, unterschiedliche Wickelniveaus auf, die in Radialrichtung gegeneinander versetzt sind, wobei die Übergänge zwischen den Wickelniveaus jeweils als Schräge mit einer Neigung von etwa 30° ausgebildet sind. Der Spulenkörperboden ist, außer an den Übergängen, mit Rillen für den Wickeldraht versehen.

Nachteilig an der aus der DE 29 51 4315 U1 bekannten Magnetspule ist insbesondere die durch die Länge des Anschlußträgers bedingte Baulänge der Magnetspule. Die Magnetspule ist dadurch anfällig gegen Beschädigungen, beispielsweise bei der maschinellen Bewicklung mit Spulendraht. Die Anschlußträger neigen zum Verbiegen.

Nachteilig ist auch, daß für unterschiedliche Flachstecker für die elektrischen Leitungen unterschiedliche Fertigungsmethoden von Nöten sein können, wodurch der Produktionsprozeß aufwendig und teuer wird.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Magnetspule mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer Magnetspule mit den Merkmalen des Anspruchs 14 haben demgegenüber den Vorteil, daß die kurzen Anschlußträger einen problemlosen Umgang mit der Magnetspule bei weiteren Bearbeitungsschritten gewährleisten und zum anderen ein beliebig ausformbares Kontaktelement, beispielsweise ein Flachstecker, durch eine einfache Schnappverbindung mit der Magnetspule verbunden und anschließend mit den Anschlußträgern verlötet werden kann.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Magnetspule und des im Anspruch 14 angegebenen Verfahrens möglich.

Von Vorteil ist insbesondere die einfache Fertigung der Anschlußträger sowie der Kontaktelemente, die beispielsweise durch Herausstanzen aus einem Blech gefertigt werden können.

Vorteilhafterweise ist das Verbindungsteil zwischen der Magnetspule und dem Kontaktelement aus einem flexiblen Kunststoff gefertigt, das ein Aufstecken des Kontaktelements auf den Spulenträger oder das Ventilgehäuse ermöglicht.

Die Kontaktlaschen des Kontaktelements stehen bei der Fertigung noch miteinander in Verbindung, was die korrekte Positionierung der Kontaktlaschen relativ zueinander vereinfacht. Nach dem Umspritzen mit Kunststoff werden die Kontaktlaschen durch Stanzen voneinander getrennt.

Durch die abgewinkelten Vorsprünge der Kontaktlaschen erhält das Kontaktelement eine leicht mit den Anschlußträgern verbindbare Form.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1A eine schematische Darstellung in Draufsicht eines Anschlußträgers einer erfindungsgemäßen Magnetspule,

Fig. 1B eine schematische Darstellung in Seitenansicht eines Anschlußträgers einer erfindungsgemäßen Magnetspule,

Fig. 1C einen schematischen Schnitt entlang der mit IC-IC in Fig. 1A bezeichneten Schnittlinie,

Fig. 2A eine schematische Ansicht des Spulenträgers einer erfindungsgemäßen Magnetspule,

Fig. 2B einen schematischen Längsschnitt durch den Spulenträger einer erfindungsgemäßen Magnetspule,

Fig. 2C ein Detail aus Fig. 2B im Bereich IIC,

Fig. 3A einen schematischen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Magnetspule,

Fig. 3B eine schematische Seitenansicht entsprechend Fig. 3A,

Fig. 4A-C eine schematische Ansicht des Kontaktelements der erfindungsgemäßen Magnetspule in drei aufeinanderfolgenden Bearbeitungsstadien, und

Fig. 5A-E eine schematische Darstellung der Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Verbinden der Magnetspule mit dem Kontaktelement.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die erfindungsgemäße Magnetspule 2 ist insbesondere als Bauteil für ein Brennstoffeinspritzventil, wie es beispielsweise für das Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum einer gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschine eingesetzt wird, geeignet.

Die Fig. 1A-1C zeigen eine schematische Darstellung eines Anschlußträgers 1 einer erfindungsgemäßen Magnetspule 2 in verschiedenen Ansichten.

Fig. 1A zeigt eine Draufsicht auf den Anschlußträger 1, welcher benötigt wird, Drahtenden 7 des als Magnetspule 2 gewickelten Drahtes 6 in geeigneter Weise zu arretieren, damit dieser mit den zu einem Steuergerät für das Brennstoffeinspritzventil führenden elektrischen Leitungen verbunden werden können.

Der Anschlußträger 1 weist dabei eine insgesamt laschenförmige Form auf, welche seitliche Überstände 25 und 26 aufweist. Die kürzeren Überstände 25 dienen dabei insbesondere der Stabilisierung der Position des Anschlußträgers 1 in einem Spulenträger 3.

Die Überstände 26 dienen der Verbreiterung der Oberfläche des Anschlußträgers 1, um nach dem Bewickeln des Spulenträgers 3 die Enden der Bewicklung 5 auf dem Anschlußträger 1 beispielsweise durch Verlöten befestigen zu können.

Zusätzlich weist der Anschlußträger 1 Löcher 27 und 28 auf, welche analog zu den Überständen 25 und 26 der Fixierung des Anschlußträgers 1 im Spulenträger 3 bzw. der Befestigung der Drahtenden 7 dienen. Beispielsweise können die Drahtenden 7 durch das Loch 28 geführt und dann verquetscht werden. Das Loch 27 wird bei der Einspritzung des Anschlußträgers 1 in den Spulenträger 3 mit Kunststoff ausgefüllt, wodurch der Anschlußträger 1 im Spulenträger 3 fixiert wird.

Fig. 1B zeigt eine entsprechende seitliche Ansicht des Anschlußträgers 1. Bedingt durch seine einfache Form ist der Anschlußträger 1 in einfacher Weise beispielsweise durch Herausstanzen aus einem Blech herstellbar.

Fig. 1C zeigt einen Querschnitt entlang der in Fig. 1A mit IC-IC gekennzeichneten Linie. Wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel gezeigt, kann der Anschlußträger 1 dabei gerundete Kanten aufweisen, was die weitere Bearbeitung vereinfacht.

Die Fig. 2A-2C zeigen eine schematische Ansicht sowie einen schematischen Längsschnitt durch den Spulenträger 3 einer erfindungsgemäßen Magnetspule 1, sowie ein Detail in dem in Fig. 2B mit IIC gekennzeichneten Bereich.

In Fig. 2A ist eine schematische Seitenansicht des unbewickelten Spulenträgers 3 mit bereits im Spulenträger 3 angebrachten Anschlußträgern 1 dargestellt. Bedingt durch ihre einfache Form können die Anschlußträger 1 auf einfache Weise mit dem Spulenträger 3 verbunden werden. Der Spulenträger 3 wird vornehmlich aus Kunststoff in Spritzgußtechnik hergestellt. Der Anschlußträger 1 ist bis zu den seitlichen Überständen 25 in den Spulenträger 3 mit eingespritzt.

Der Spulenträger 3 ist im wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet und weist eine umlaufende Ausnehmung 30 auf, welche die Bewicklung 5 aufnimmt.

Ein einen Stirnbereich bildender Vorsprung 4 des Spulenträgers 3, welcher den hohlzylindrischen Querschnitt des Spulenträgers 3 in einem Winkelbereich von ca. 40° fortsetzt, ist an den Spulenträger 3 angeformt. In einem Stirnbereich 31 des Vorsprungs 4 sind die Anschlußträger 1 eingespritzt.

Fig. 2B zeigt in einer schematischen Schnittdarstellung einen Längsschnitt durch den Spulenträger 3 der erfindungsgemäßen Magnetspule 2. Die Anschlußträger 1 sind in dem hervorragenden Stirnbereich 31 des Vorsprungs 4 des Spulenträgers 3 angebracht.

Fig. 2C zeigt zur Verdeutlichung einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 2B im Bereich IIC. Die Anschlußträger 1 werden bis zu der in Fig. 1A mit E gekennzeichneten Stelle in den Vorsprung 4 des Spulenträgers 3 eingesetzt.

Fig. 3A zeigt eine Ansicht des anschlußträgerseitigen Endes einer erfindungsgemäßen Magnetspule 2. Von einer Bewicklung 5 der Magnetspule 2 sind nur die Drahtenden 7, welche um die Anschlußträger 1 gewickelt sind, sichtbar.

Fig. 3B zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Magnetspule 2, welche mit der Bewicklung 5 eines Drahtes 6 auf den Spulenträger 3 bewickelt ist. Die Drahtenden 7 sind von der Bewicklung 5 der Magnetspule 2 über den Vorsprung 4 des Spulenträgers 3 zu den Anschlußträgern 1 geführt. Die Drahtenden 7 werden über eine in dem Vorsprung 4 des Spulenträgers 3 ausgebildete Vertiefung 32 zu den Anschlußträgern 1 geführt und sind mindestens einmal im Bereich zwischen den Überständen 25 und 26 um die Anschlußträger 1 gewickelt und können Abflachungen 8 zur besseren Befestigung an den Anschlußträgern 1 aufweisen. Die Befestigung ist beispielsweise durch Verschweißen oder Verlöten oder auch durch das Befestigen der Drahtenden 7 in dem Loch 27 möglich.

Die Fig. 4A-C zeigen schematisiert drei aufeinanderfolgende Bearbeitungsschritte des Herstellungsvorganges eines erfindungsgemäßen Kontaktelements 9.

Fig. 4A zeigt in einer schematischen Ansicht ein Ausführungsbeispiel des Kontaktelements 9, welches ebenso wie die Anschlußträger 1 in einfacher Weise aus einem Blech ausgestanzt werden kann. Das Kontaktelement 9 weist dabei zwei Kontaktlaschen 10 auf, welche gerundete vordere Kanten 11 besitzen. Die beiden Kontaktlaschen 10 werden durch einen Steg 12 miteinander verbunden ausgestanzt, welcher später entfernt wird. An dem den gerundeten Kanten 11 entgegengesetzten Ende des Kontaktelements 9 sind zwei unter einem beliebigen Winkel nach außen ragende Vorsprünge 13 ausgebildet. Die Vorsprünge 13 dienen in einem späteren Bearbeitungsschritt dazu, mit den Anschlußträgern 1 verbunden zu werden. In den Kontaktlaschen 10 des Kontaktelements 9 sind mehrere Löcher 14a, 14b im vorliegenden Ausführungsbeispiel pro Kontaktlasche 10 zwei, ausgebildet.

Im nun folgenden Bearbeitungsschritt des Umspritzens des Kontaktelements 9 durchdringt der Kunststoff die Löcher 14a, 14b und sorgt für eine sichere Verankerung der Kontaktlaschen 10 des Kontaktelements 9 im Kunststoff.

Fig. 4B zeigt eine schematische Ansicht des Kontaktelements 9 nach dem Umspritzen der Kontaktlaschen 10 mit Kunststoff. Dabei wird ein erster Kunststoffsteg 15 im Bereich der Löcher 14a ausgebildet. Der Kunststoff dringt dabei durch die Löcher 14a und hält die Kontaktlaschen 10 auf einem durch die Breite des Stegs 12 bestimmten Abstand zueinander. An dem Kunststoffsteg 15 wird ein erfindungsgemäßes Verbindungsteil 16 angespritzt. Zur Stabilisierung wird ein zweiter Kunststoffsteg 19 im Bereich der Löcher 14b angebracht, der der Stabilisierung der Position der Kontaktlaschen 10 zueinander dient.

Um die Kontaktlaschen 10 elektrisch voneinander zu trennen, wird der metallische Steg 12 durch Ausstanzen entfernt.

Der erste Kunststoffsteg 15 findet seine Fortsetzung in dem Verbindungsteil 16, welches mittels einer geeigneten, hier nicht weiter dargestellten Vorrichtung an das Kontaktelement 9 angespritzt worden ist. Das Verbindungsteil 16 weist die Form eines nach einer Seite geöffneten Hohlzylinders auf. Die Zylinderwandung ist dabei zu etwas mehr als der Hälfte eines vollständigen Hohlzylinders ausgebildet. Die Vorsprünge 13, welche später zum Verbinden der Kontaktlaschen 10 mit den Anschlußträgern 1 dienen, stehen seitlich aus dem Kunststoffsteg 15 heraus.

Fig. 4C zeigt in einer seitlichen Darstellung das in Fig. 4B dargestellte Ausführungsbeispiel des Kontaktelements 9 nach einem weiteren Bearbeitungsschritt. In diesem Bearbeitungsschritt ist das Kontaktelement 9 an einem Biegepunkt 17, welcher nahe dem Kunststoffsteg 15 liegt, in einem Winkel von ca. 30° gegenüber der Horizontalen aufgebogen.

Die Fig. 5A-E zeigen eine schematische Darstellung der Verfahrensschritte zum Verbinden der erfindungsgemäßen Magnetspule 2 mit dem Kontaktelement 9.

Fig. 5A zeigt dabei eine Ansicht analog zu Fig. 3A auf das anschlußträgerseitige Ende des Spulenträgers 3. Die Anschlußträger 1 sowie die Drahtenden 7 sind an dem Stirnbereich 4 des Spulenträgers 3 erkennbar.

Fig. 5B zeigt in gleicher Darstellung den Spulenträger 3 nach dem Umbiegen der Anschlußträger 1. Die Anschlußträger 1 sind dabei vorzugsweise in einem Winkel von 90° gegenüber der vorigen Stellung nach außen abgebogen.

Fig. 5C zeigt eine seitliche Ansicht der bereits auf einem Gehäusekörper 18 montierten Magnetspule 2. Der Gehäusekörper 18 weist dabei ein äußeres Gehäuse 21 auf, welches die Magnetspule 2 kapselt, und ein Gehäuseinnenteil 22, das die Magnetspule 2 durchgreift und einen Außendurchmesser aufweist, welcher dem Innendurchmesser des Verbindungsteils 16 entspricht. Durch die spezielle Form des erfindungsgemäßen Verbindungsteils 16 kann dieses in einer stabilen Schnappverbindung auf das Gehäuseinnenteil 22 aufgesteckt werden. Das Verbindungsteil 16 umschließt das Gehäuseinnenteil 22 in einem Winkelbereich, der größer als 180° ist, wodurch das Verbindungsteil 16 nicht in radialer Richtung vom Gehäuseinnenteil 22 abgleiten kann.

Fig. 5D zeigt in derselben Ansicht wie Fig. 5A und 5B den auf dem Gehäuseinnenteil 22 montierten Spulenträger 3 mit dem über das Verbindungsteil 16 aufgesetzten Kontaktelement 9. Die Vorsprünge 13 der Kontaktlaschen 10 des Kontaktelements 9 kommen dabei auf den umgebogenen Anschlußträgern 1 des Spulenträgers 3 zu liegen. Der erste Kunststoffsteg 15 der Kontaktlaschen 10 des Kontaktelements 9 weist dabei eine äußere Form auf, die das Verrutschen des Verbindungsteils 16 auf dem Gehäuseinnenteil 22 unterbindet.

Im letzten Verfahrensschritt wird, wie in Fig. 5E dargestellt, das Kontaktelement 9 über eine Schweißnaht 20 oder durch Löten an den Vorsprüngen 13 mit den Anschlußträgern 1 verbunden. Durch die Verschweißung bzw. Lötung wird das Kontaktelement 9 endgültig in seiner Position arretiert und kann weder in axialer noch in radialer Richtung verschoben werden. Außerdem erfolgt auf diese Weise eine sichere elektrische Kontaktierung von Kontaktelement 9 und Anschlußträgern 1.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern auch für eine Vielzahl anderer Formen des Kontaktelements 9 geeignet. Auch Spulen mit mehreren gegeneinander isolierten Wicklungen können durch das Verfahren mit einem beliebig gestalteten Kontaktelement versehen werden.

Claims (17)

1. Magnetspule (2) mit einem aus Isoliermaterial bestehenden, im wesentlichen hohlzylindrischen Spulenträger (3), der auf einen Gehäusekörper (18) aufschiebbar und mit zumindest zwei in einem Stirnbereich (4) des Spulenträgers (3) verankerten und aus diesem axial vorstehenden Anschlußträgern (1) versehen ist, und einem Kontaktelement (9), dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetspule (2) und das Kontaktelement (9) zwei getrennte Bauteile sind, welche durch ein an dem Gehäusekörper (18) anbringbares Verbindungsteil (16) des Kontaktelements (9) und eine elektrische Kontaktierung (20) miteinander verbindbar sind.

2. Magnetspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement (9) mindestens zwei Vorsprünge (13) aufweist, welche mit den Anschlußträgern (1) der Magnetspule (2) durch die Kontaktierung (20) verbindbar sind.

3. Magnetspule nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktierung (20) vorzugsweise durch Schweißen oder Löten ausgeführt ist.

4. Magnetspule nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement (9) mindestens zwei Kontaktlaschen (10) aufweist, welche mittels eines Stegs (12) miteinander verbunden sind.

5. Magnetspule nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktlaschen (10) Löcher (14a, 14b) aufweisen.

6. Magnetspule nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement (9) durch einen ersten Kunststoffsteg (15) mit dem Verbindungsteil (16) verbunden ist, wobei sich der erste Kunststoffsteg (15) zwischen den Kontaktlaschen (10) erstreckt und je eines der in den Kontaktlaschen (10) befindlichen Löcher (14a) in dem ersten Kunststoffsteg (15) eingebettet ist.

7. Magnetspule nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei weitere der Löcher (14b) durch einen zweiten Kunststoffsteg (19) miteinander verbunden sind, der sich zwischen den Kontaktlaschen (10) erstreckt.

8. Magnetspule nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsteil (16) den Gehäusekörper (18) teilweise umgreift.

9. Magnetspule nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusekörper (18) zylindrisch geformt ist.

10. Magnetspule nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsteil (16) den Gehäusekörper (18) in einem Winkelbereich, der größer ist als 180°, umgibt.

11. Magnetspule nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsteil (16) vorzugsweise aus einem elastischen Kunststoff besteht.

12. Magnetspule nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsteil (16) an dem ersten Kunststoffsteg (15) angespritzt ist.

13. Magnetspule nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß Vorsprünge (13) der zumindest zwei Kontaktlaschen (10) unter einem Winkel abgebogen sind.

14. Verfahren zum Verbinden einer Magnetspule (2), welche einen aus Isoliermaterial bestehenden, im wesentlichen hohlzylindrischen Spulenträger (3) aufweist, der auf einen Gehäusekörper (18) aufschiebbar und mit zumindest zwei in einem Stirnbereich (4) des Spulenträgers (3) verankerten und aus diesem axial vorstehenden Anschlußträgern (1) versehen ist, mit zumindest einem Kontaktelement (9), mit folgenden Verfahrensschritten:

• - Aufsetzen der Magnetspule (2) auf den Gehäusekörper (18),
• - Aufstecken eines an dem Kontaktelement (9) angebrachten Verbindungsteils (16) auf den Gehäusekörper (18) und
• - Verbinden des Kontaktelements (9) mit den Anschlußträgern (1) durch eine elektrische Kontaktierung (20).

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußträger (1) der Magnetspule (2) unter einem vorgegebenen Winkel abgebogen werden.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktlaschen (10) des Kontaktelements (9) gegenüber dem Verbindungsteil (16) unter einem vorgegebenen Winkel abgebogen werden.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein sich zwischen den Kontaktlaschen (10) des Kontaktelements (9) erstreckender Steg (12) herausgestanzt wird.