DE10059177A1 - Anordnung mit einem ersten Element und einem damit verbundenen zweiten Element, die insbesondere zum Einsatz in einem Kraftstoffeinspritzventil geeignet ist, und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Anordnung mit einem ersten Element und einem damit verbundenen zweiten Element, die insbesondere zum Einsatz in einem Kraftstoffeinspritzventil geeignet ist, und Verfahren zu deren Herstellung

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Abstract

Das zweite Element (2) besteht im Wesentlichen aus einem an das erste Element (1) angespritzten Kunststoffspritzguss. Zur Dichtung des Übergangs vom ersten Element (1) zum zweiten Element (2) ist eine Primerschicht (P) zwischen dem ersten Element (1) und dem zweiten Element (2) angeordnet. Die Primerschicht (P) wird vor der Erzeugung des zweiten Elements (2) aufgebracht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem ersten Ele­ ment und einem damit verbundenen zweiten Element, die insbe­ sondere zum Einsatz in einem Kraftstoffeinspritzventil geeig­ net ist, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung. Das zweite Element besteht im Wesentlichen aus einem an das erste Ele­ ment angespritzten Kunststoffspritzguss.
Bei einigen solchen Anordnungen ist es wesentlich, dass der Übergang vom ersten Element zum zweiten Element dicht ist ge­ genüber dem Eindringen von Flüssigkeiten oder Gasen. Dies ist beispielsweise im Bereich der Automobiltechnik der Fall für den Übergang von einem metallischen Aktorgehäuse eines Aktors eines Kraftstoffeinspritzventils zu einem angespritzten Schutzgehäuse mit integriertem Stecker für den elektrischen Kontakt des Aktors. Das Schutzgehäuse wird durch ein Kunst­ stoffspritzgussverfahren an einen Teil des Aktorgehäuses an­ gespritzt. Zur Dichtung des Übergangs wird bisher eine Elastomerdichtung oder eine Vergussmasse, die nachträglich in die Übergangsstelle eingebracht wird, verwendet.
Für eine Elastomerdichtung, z. B. in Form eines O-Rings, sind zusätzliche Konstruktionselemente erforderlich, wie Nuten, Aussparungen und Gegenhalter, um die Dichtung befestigen zu können. Aufgrund der vielen Konstruktionselemente und der als eigenständiges Bauteil ausgebildeten Dichtung ist die Her­ stellung einer Anordnung mit einer solchen Dichtung aufwendig und kostenintensiv.
Wird eine Vergussmasse zur Dichtung verwendet, wird zunächst das zweite Element an das erste Element angespritzt. Anschließend wird die Vergussmasse eingefügt. Zur Aufnahme der Vergussmasse müssen das erste Element und das zweite Element im Übergangsbereich ausreichend Kontaktfläche für die Ver­ gussmasse zur Verfügung stellen. Ist nicht ausreichend Kon­ taktfläche vorhanden, muss diese durch Vorsehen einer beson­ deren Aussparung erzeugt werden. Dies erhöht den Aufwand zur Herstellung einer Anordnung mit einer solchen Dichtung.
In der Regel besteht die Vergussmasse aus zwei Komponenten, die bei Zimmertemperatur flüssig sind. Beim Mischen der zwei Komponenten härtet das Gemisch aus. Deshalb wird zum Einfügen der Vergussmasse eine Vorrichtung mit zwei Behältern für die zwei Komponenten und einer Mischdüse verwendet. Die Verguss­ masse wird erst beim Ausspritzen der Aussparung durch Mischen der zwei Komponenten in der Mischdüse erzeugt. Aufgrund der erforderlichen Vorrichtung, durch die die Vergussmasse erst beim Spritzen erzeugt wird, ist die Handhabung einer Zweikom­ ponenten-Vergussmasse aufwendig.
Ein weiterer Nachteil einer Anordnung mit einer solchen Dich­ tung besteht darin, dass Vergussmassen in der Regel teuer sind.
Stellt sich erst nach der Konzeption eines Fertigungsablaufs für die Erzeugung von Anordnungen mit einem ersten Element und einem damit verbundenen zweiten Element heraus, dass eine Dichtung zwischen dem ersten und dem zweiten Element erfor­ derlich ist, so muss am Fertigungsablauf einiges verändert werden, um eine der oben genannten Dichtungen hinzuzufügen, wodurch hohe Kosten entstehen können. Es müssen beispielswei­ se Aussparungen für eine Vergussmasse oder zusätzliche Kon­ struktionselemente für eine Elastomerdichtung vorgesehen wer­ den.
Der Erfindung liegt folglich die Aufgabe zugrunde, eine An­ ordnung mit einem ersten Element und einem damit verbundenen zweiten Element anzugeben, die einfacher und kostengünstiger herstellbar ist. Ferner soll ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Anordnung angegeben werden.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung mit einem ersten Element und einem damit verbundenen zweiten Element, die ins­ besondere zum Einsatz in einem Kraftstoffeinspritzventil ge­ eignet ist, wobei das zweite Element im Wesentlichen aus ei­ nem an das erste Element angespritzten Kunststoffspritzguss besteht, und wobei zur Dichtung des Übergangs vom ersten Ele­ ment zum zweiten Element eine Primerschicht zwischen dem ers­ ten Element und dem zweiten Element angeordnet ist.
Die Anordnung ist durch folgendes Verfahren herstellbar, das ebenfalls die Aufgabe löst:
Zur Dichtung des Übergangs vom ersten Element zum zweiten Element wird auf das erste Element eine Primerschicht aufge­ tragen. Das zweite Element wird durch ein Kunststoffspritz­ gussverfahren an das mit der Primerschicht versehene erste Element angespritzt.
Ein Primer ist ein Haftvermittler, der z. B. zum Einsatz kommt bei der Versiegelung von Dehnungs- und Anschlussfugen, beim Abdichten von Fenstern und Türen mit Silikonkautschuk, bei Beschichtungen von Holz oder mineralischen Untergründen mit Polyester und Glasseide wie auch beim Anstrichaufbau auf kritischen Untergründen wie Leichtmetall, Zink, PVC und man­ chen tropischen Hölzern.
Die Primerschicht wird vor Erzeugung des zweiten Elements auf das erste Element aufgetragen. Es sind keine zusätzlichen Konstruktionselemente oder besondere Ausgestaltungen des ers­ ten Elements oder zweiten Elements, wie eine Aussparung, er­ forderlich, so dass die Herstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung einfach ist.
Primer sind kostengünstiger als Vergussmassen. Darüber hinaus ist nur eine geringe Menge an Primer für die Primerschicht erforderlich, da die Primerschicht dünn aufgetragen werden kann. Die Primerschicht kann eine Dicke von weniger als 1/100 mm aufweisen. Die erfindungsgemäße Anordnung ist also beson­ ders kostengünstig herstellbar.
Stellt sich erst nach einer Konzeption eines Fertigungsab­ laufs für die Erzeugung einer Anordnung mit einem ersten Ele­ ment und einem damit verbunden zweiten Element heraus, dass eine Dichtung erforderlich ist, muss dem Fertigungsablauf le­ diglich ein Zwischenschritt hinzugefügt werden, nämlich das Auftragen der Primerschicht. Änderungen an der Ausgestaltung des ersten Elements und des zweiten Elements sind nicht er­ forderlich. Insbesondere ist eine Änderung des Spritzgussver­ fahrens nicht erforderlich.
Durch den heißen Kunststoffspritzguss wird die Primerschicht zumindest teilweise geschmolzen und verbindet sich mit dem angespritzten Kunststoff, wodurch sich eine sehr feste und dichte Verbindung ergibt. Möglicherweise wird ein Teil der Primerschicht durch das Spritzgussverfahren zersetzt.
Die Primerschicht kann beispielsweise im Wesentlichen die ge­ samte Grenzfläche zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element bedecken. Dazu wird die Primerschicht im Wesentlichen auf die gesamte Fläche des ersten Elements aufgebracht, auf die das zweite Element aufgebracht werden soll.
Um die Menge an benötigtem Primer für die Primerschicht zu verringern, ist es vorteilhaft, lediglich ein Randgebiet der Grenzfläche zwischen dem ersten Element und dem zweiten Ele­ ment mit der Primerschicht zu bedecken.
Vorzugsweise besteht die Primerschicht aus einem Einkomponen­ tenwerkstoff. Ein solcher Stoff ist besonders einfach hand­ habbar, da keine spezielle Vorrichtung zum Auftragen der Primerschicht mit einer Mischdüse und Behältern, in denen Kompo­ nenten getrennt voneinander aufbewahrt werden, erforderlich ist. Die Primerschicht kann beispielsweise mit einem Pinsel, einer Rolle, einer Spritze oder durch ein Siebdruckverfahren aufgebracht werden.
Es liegt jedoch im Rahmen der Erfindung, wenn die Primer­ schicht zwei oder mehr Komponenten aufweist.
Die Primerschicht enthält beispielsweise Polyethylenimin- Homopolymer. Ein solcher Primer ist z. B. Lupasol P von der Firma BASF, der z. B. als Haftvermittler zwischen Polyo­ lelphinfolien geeignet ist. Lupasol P ist auch zur Verstär­ kung der Haftung von Farben und Inkjet-Tinten auf einer Viel­ zahl von Oberflächen geeignet. Lupasol P besteht im Wesentli­ chen aus Polyethylenimin-Homopolymer mit hohen Molekularge­ wicht. Zur Erzeugung einer Primerschicht wird zunächst eine Primerlösung gebildet. Die Primerlösung ist flüssig und ent­ hält z. B. Wasser und/oder Alkohol. Nach dem Auftragen der Primerlösung wird diese z. B. mittels eines warmen Luftstroms getrocknet, so dass die Primerschicht entsteht.
Die Haftwirkung zwischen der Primerschicht und dem ersten E­ lement und dem zweiten Element beruht beispielsweise auf ei­ ner Art magnetischen Effekt, wenn die Primerschicht katio­ nisch ist und das erste Element und das zweite Element anio­ nisch sind.
Das erste Element kann beispielsweise im Wesentlichen aus ei­ nem Metall- oder aus einem Kunststoff, das sich vom Material des zweiten Elements unterscheidet, bestehen. Beispielsweise besteht das erste Element aus Thermoplast und das zweite Ele­ ment aus Duroplast oder umgekehrt.
Die Anordnung kann beispielsweise Teil eines Kraftstoffein­ spritzventils sein. Beispielsweise bildet das erste Element ein Aktorgehäuse eines Aktors des Kraftstoffeinspritzventils.
Das Aktorgehäuse besteht beispielsweise aus einer Eisen- Nickel-Legierung. Das zweite Element kann beispielsweise ein Schutzgehäuse mit integriertem Stecker für den elektrischen Kontakt des Aktors bilden. Das Schutzgehäuse besteht bei­ spielsweise aus Polyamid und dient dem Schutz elektrischer Kontakte des Aktors. Die elektrischen Kontakte sind bei­ spielsweise als Kontaktstifte ausgebildet.
Der Aktor kann Kontaktstifte aufweisen, die aus dem ersten Element herausragen. Die Kontaktstifte können elektrisch mit Kontaktzungen verbunden sein. In diesem Fall ist vorzugsweise das zweite Element nicht nur an das erste Element, sondern an die Kontaktzungen angespritzt. Zusätzlich zur Primerschicht zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element ist vor­ zugsweise eine weitere Primerschicht zwischen dem zweiten Element und den Kontaktzungen angeordnet.
Die Anordnung kann auch Teil einer Schaltungsanordnung sein, die dicht gegenüber Eindringen von z. B. Getriebeöl sein soll. Beispielsweise bildet das erste Element ein vorgefer­ tigtes Kunststoffgehäuse eines Sensors der Schaltungsanord­ nung. Das zweite Element wird nach Einbau der elektronischen Komponenten um die Schaltungsanordnung gespritzt. Die Primer­ schicht ist zwischen dem Gehäuse des Sensors und der Umsprit­ zung angeordnet.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an­ hand der Figur näher erläutert.
Die Figur zeigt einen Querschnitt durch einen Teil eines Kraftstoffeinspritzventils mit einem Aktorgehäuse, einer Primerschicht, einem Schutzgehäuse, einer Kontaktzunge und einer weiteren Primerschicht.
Im Ausführungsbeispiel ist ein Kraftstoffeinspritzventil vor­ gesehen, bei dem eine Einspritznadel durch einen Aktor betä­ tigt wird. Der Aktor ist in einem als Aktorgehäuse ausgebildeten ersten Element 1 angeordnet, das im Wesentlichen aus einer Eisen-Nickel-Legierung besteht. Aus dem Aktorgehäuse ragen Kontaktstifte S des Aktors heraus, die elektrisch mit Kontaktzungen K verbunden sind.
Auf einem Randgebiet einer Fläche des Aktorgehäuses, auf die ein als Schutzgehäuse ausgebildetes zweites Element 2 aufge­ spritzt werden soll, wird eine Primerlösung mit dem Pinsel aufgetragen. Die Primerlösung enthält Polyethylenimin- Homopolymer mit hohem Molekulargewicht. Der Feststoffgehalt der Primerlösung beträgt ca. 5%. 15 Gewichtsprozent der Primerlösung besteht aus Alkohol. Ansonsten enthält die Prim­ erlösung Wasser.
Mittels eines warmen Luftstroms mit einer Temperatur von un­ gefähr 60 Grad wird die Primerlösung getrocknet, wodurch sich eine ca. 0,008 mm dicke Primerschicht P bildet.
Auf dieselbe Weise wird auf einem Randgebiet einer Fläche der Kontaktzungen K, auf die das Schutzgehäuse aufgebracht werden soll, eine weitere Primerschicht P' erzeugt.
Durch ein Kunststoffspritzgussverfahren bei ca. 280 Grad wer­ den das Aktorgehäuse und die Kontaktzungen K derart um­ spritzt, dass das Schutzgehäuse erzeugt wird, das die Primer­ schicht P und die weitere Primerschicht P' bedeckt.

Claims (8)

1. Anordnung mit einem ersten Element und einem damit verbun­ denen zweiten Element, die insbesondere zum Einsatz in einem Kraftstoffeinspritzventil geeignet ist,
wobei das zweite Element (2) im wesentlichen aus einem an das erste Element (1) angespritzten Kunststoffspritzguss besteht,
wobei zur Dichtung des Übergangs vom ersten Element (1) zum zweiten Element (2) eine Primerschicht (P) zwischen dem ersten Element (1) und dem zweiten Element (2) angeordnet ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, bei der die Primerschicht (P) im wesentlichen ein Randge­ biet der Grenzfläche zwischen dem ersten Element (1) und dem zweiten Element (2) bedeckt.
3. Anordnung nach Anspruch 2, bei der die Primerschicht (P) Polyethylenimin-Homopolymer enthält.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das erste Element (1) im wesentlichen aus einem Me­ tall oder aus einem Kunststoff, der sich vom Material des zweiten Elements (2) unterscheidet, besteht.
5. Anordnung nach Anspruch 4,
bei der das erste Element (1) ein Aktorgehäuse eines Aktors eines Kraftstoffeinspritzventils bildet,
bei der das zweite Element (2) ein Schutzgehäuse für den e­ lektrischen Kontakt des Aktors bildet.
6. Anordnung nach Anspruch 5,
bei der der Aktor Kontaktstifte (S) aufweist, die aus dem ersten Element (1) herausragen,
bei der die Kontaktstifte (S) elektrisch mit Kontaktzungen (K) verbunden sind,
bei der das zweite Element (2) an das erste Element (1) und an die Kontaktzungen (K) angespritzt ist,
bei der eine weitere Primerschicht (P') zwischen dem zwei­ ten Element (2) und den Kontaktzungen (K) angeordnet ist.
7. Verfahren zur Erzeugung einer Anordnung mit einem ersten Element und einem damit verbundenen zweiten Element nach ei­ nem der Ansprüche 1 bis 6,
bei dem zur Dichtung des Übergangs vom ersten Element (1) zum zweiten Element (2) auf das erste Element (1) eine Pri­ merschicht (P) aufgetragen wird,
bei dem das zweite Element (2) durch ein Kunststoffspritz­ gussverfahren an das mit der Primerschicht (P) versehene erste Element (1) angespritzt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem eine Primerschicht (P) aufgetragen wird, indem zu­ nächst eine flüssige Primerlösung aufgetragen wird und an­ schließend ausgetrocknet wird.
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