CN109690705A - 尤其是用于凸轮轴调节的电磁调节装置 - Google Patents

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Abstract

一种尤其是用于凸轮轴调节的电磁调节装置(1)，其具有由绝缘灌封材料制成的插头壳体(10)和致动单元(80)，固定式线圈单元(20)和传感器单元(30)注入地就位在所述插头壳体(10)中，所述固定式线圈单元(20)和所述传感器单元(30)各自具有连接端子(34，25，26，27；30，31，32)，并且这些连接端子通过电引线(41‑46)与在所述插头壳体(10)上突出的接触引脚(61‑66)电连接，至少一个可轴向移动的电枢(91，92)就位在所述致动单元(80)中，所述电枢(91，92)在所述线圈单元(20)通电时可轴向移动，以便例如与机动车辆的凸轮轴调节装置(1)的至少一个柱塞(100，101)配合，其中，所述线圈单元(20)和所述传感器单元(30)至所述接触引脚(61‑66)的所述连接端子(24，25，26，27；30，31，32)和所述电引线(41‑46)嵌入到所述插头壳体(10)的所述灌封材料中。

Description

尤其是用于凸轮轴调节的电磁调节装置
技术领域
本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分的特征的尤其是用于凸轮轴调节的电磁调节装置。
背景技术
这种电磁凸轮轴调节装置例如从DE202009006940U1已知。该装置具有插头壳体，固定式线圈单元和传感器单元就位在该插头壳体中。线圈单元和传感器单元各自具有连接端子并且通过未详细描述类型和方式的电引线连接到壳体的插头部段内的接触引脚。插头壳体就位在具有可轴向移动的电枢的致动单元上，该电枢在线圈单元通电时可轴向移动并且与机动车辆的凸轮轴调节装置的柱塞配合。壳体具有圆柱形壳体壳，该壳体壳围绕线圈单元。在这里，圆柱形壳体如此填充有塑料灌封材料，使得线圈单元被注塑包覆。线圈单元的下端部区域仍从灌封材料突出。
在这里，线圈单元以未详细示出的方式连接到连接引线，该连接引线通向在插头壳体上可外部接近的接触引脚。这些接触引脚就位在单件式成形于插头壳体上的插头凸缘的空腔中。另外，传感器单元如此紧固在壳体上，使得该传感器单元大约一半由灌封材料包围并且以其下半部分伸入到插头壳体的空腔中。在这里，传感器单元与盘形永磁体配合，使得在电枢轴向移动时可由传感器单元检测到变化的永磁场，并且该永磁场可以被供给到随后的电子处理。
这种电磁凸轮轴调节装置的一个特殊挑战是插头壳体内各个部件的相对复杂的安装以及最重要的是线圈单元和传感器的接触。在此应确保触点的合适密封或密封性，因为线圈以制造为条件敞开地位于机动车辆的油中。因此有必要的是，一方面将插头壳体的线圈和接触引脚之间的单独接触以及另一方面在插头壳体的传感器单元和接触引脚之间的单独接触设计成绝对油密，因为在这种电磁凸轮轴调节装置中有规则地焊接的触点不应与油接触。也就是说，触点与油的这种接触将导致不期望的铜腐蚀。因此，在将传感器安装到插头壳体中之后有规则地借助另外的灌封材料这样再次单独密封这些焊接触点，即，将该另外的灌封材料施加到仍处于自由状态的触点上。
电磁凸轮轴调节装置中的相应触点的这种单独密封一方面非常复杂，另一方面需要附加的方法步骤，这些附加的方法步骤与整个电磁凸轮轴调节装置的节省成本的制造背道而驰。在这里，另外存在的风险是，在施加另外的灌封材料时会发生导致腐蚀敏感触点不完全密封的差错。
发明内容
在此提出本发明。
本发明的目的是避免所述缺点并如此改进开头提出的电磁调节装置，使得单独部件以及尤其是触点设计为绝对油密。
根据本发明，该目标大致通过以下方式实现：插头壳体由灌封材料构成，其中线圈单元和传感器以及相关的电引线和连接端子完全嵌入到灌封材料中。
这项措施确保的是，电磁调节装置的关键构件和触点或电引线绝对油密地集成在插头壳体的灌封材料中，其中，另外实现了这样的优点：提供具有所有电磁部件的最终可操作组件，该组件仅须放置在电磁调节装置的致动单元上并固定在那里，以提供功能性电磁调节装置。
这种电磁调节装置的特征在于电磁致动器的简单安装和绝对油密性。
在从属权利要求中提出了这种电磁调节装置的改进方案。
在本发明的一个改进方案中提出的是，在线圈单元和从插头壳体外部可接近的接触引脚之间的电引线和/或在传感器单元和从插头壳体外部可接近的接触引脚之间的电引线构成为金属冲压格栅并且预弯曲地嵌入到注塑模具中，随后在所述注塑模具中通过注塑包覆制造插头壳体。这种预制冲压格栅的主要优点在于，一方面，线圈单元可以已经连接到该冲压格栅并且因此具有冲压格栅的线圈单元形成预制结构单元，该预制结构单元可非常易于操作并且可以放入到注塑模具中。这同样适用于传感器单元所连接的另外的冲压格栅。而且，这种具有紧固和连接的传感器单元的冲压格栅形成可易于操作的预制结构单元。冲压格栅相应地预弯曲并且可以容易地放入到插头壳体的注塑模具中。而且，这也决定性地简化了电磁调节装置的制造过程。
已经证明合适的是，不仅设置用于线圈单元的三条电引线，而且设置用于传感器单元的三条电引线。因此，总共六条电引线可与六个接触引脚连接，该六个接触引脚可通过合适的插头与控制电子器件或评估电子器件连接。传感器的三条引线与传感器的接地端子、传感器的供电电位和传感器的信号引线连接一次。
在所谓的双引脚凸轮轴调节器中设置有用于线圈单元的两个线圈。该两个线圈各自设置有正极连接端子和接地端子，其中，两个接地连接端子可以彼此连接。两个正极连接端子和公共接地端子则与冲压格栅的提到的三条引线连接。根据本发明，冲压格栅的的该三条引线则又与电磁凸轮轴调节装置的插头的三个接触引脚连接。
如果电磁调节装置并且尤其是凸轮轴调节装置是所谓的单引脚致动器，则为了仅致动单个柱塞，线圈单元也可以仅具有单个线圈。在该情况下，只需要两条引线(正极连接端子和接地端子)。
在本发明的另一个改进方案中，线圈单元具有至少一个线圈，该线圈卷绕在线圈架上。线圈架具有上套环和下套环，其中，两个套环具有不同的轴向高度。在例如可以是上套环的加宽的套环中插入有至少两个接触引脚用作连接端子，这些接触引脚各自与线圈的线圈线的线圈线端部电连接。在这里，已经证明有利的是，将接触引脚与线圈线端部焊接。不过，其他电连接方法也是可能的，例如钎焊、导电胶合等。
在本发明的另一实施例中，致动单元的电枢构成为电枢引脚，当插头壳体放置在致动单元上时，所述电枢引脚居中地至少部分地接合到线圈单元的线圈中。在实现双引脚致动器时，设置两个这样的电枢引脚。
还表明合适的是，致动单元设置有由金属制成的圆弧形片，所述圆弧形片至少部分地接合到插头壳体的围绕线圈单元的空腔中。这些由金属制成的圆弧形片也可以实施成引导板，用于引导电磁场，该电磁场是在线圈单元通电时以及因此在电磁凸轮轴调节装置的操作中产生的。
为了可以将插头壳体紧固在致动单元上，已证明有利的是，插头壳体具有板状底部，衬套被注入到所述板状底部中。在这里，这些衬套的开口与致动单元上的相应的紧固开口齐平，从而可以简单地实现插头壳体与致动单元的螺纹连接。
在本发明的一个改进方案中，插头壳体由盖封闭。这可以是借助激光焊接或其他紧固方法紧固在插头壳体上的塑料盖。
最后，为了提高油密性，线圈单元可以具有至少一个线圈体，所述线圈体的线圈架套环设置有周向密封唇，其中，这些密封唇在插头壳体的制造时由插头壳体的灌装材料注塑包覆，从而实现安全和最佳的密封。
附图说明
为了进一步说明根据本发明的电磁凸轮轴调节装置，将参考多个附图详细说明具体实施例。在附图中：
图1示出了根据本发明的电磁凸轮轴调节装置的实施例的分解图，其中为更清楚起见，插头壳体被示出为透明的；
图2示出了在安装状态下的根据图1的电磁凸轮轴调节装置；
图3以透视立体图示出了图1和图2的插头壳体以及安装在那里的部件；
图4示出了沿图3的剖面B的图3的插头壳体以及位于其中的部件的横剖面图；
图5示出了图4中所示的插头壳体沿剖面线A-A的剖面图。
图6示出了插头壳体及位于其中的部件的从斜下方观察插头壳体的立体图；
图7示出了插头壳体的横剖面图，其中选取了位于插头壳体中的两个线圈之间的剖面；
图8示出了沿图3的剖面线C-C的插头壳体10的剖视图；
图9示出了位于插头壳体中的线圈之一的立体图以及以立体图示出了线圈架；以及
图10以俯视图示出了图9的线圈。
具体实施方式
在以下附图说明中，除非另有说明，否则相同的附图标记表示具有相同含义的相同部分。在以下附图中，为了更清楚和更好理解，插头壳体和在那里单件式成形的底部以及单件式成形的插头凸缘各自示出为透明的，以使位于插头壳体中的部件可见并且在这里有助于理解附图说明。不言而喻，该插头壳体当然实际上不必构成为透明的。插头壳体的任何颜色设计都是可能的。插头壳体的特别优选的颜色变型例是，插头壳体由黑色灌封材料构成。
图1中示出了电磁凸轮轴调节装置的可能实施方式，该电磁凸轮轴调节装置通常由附图标记1表示。图1中所示的电磁凸轮轴调节装置是所谓的“双引脚致动器(2-Pin-Aktor)”，其中用于凸轮轴调节的两个柱塞100、101接合到内燃机的调节槽中。在对待说明的线圈单元进行相应通电时，这些柱塞100、101可以轴向往复移动以实现凸轮轴调节。代替“双引脚致动器”，电磁凸轮轴调节装置也可以构成为所谓的“单引脚致动器(1-Pin-Aktor)”，其中仅单个柱塞接合到内燃机的凸轮轴的单个调节槽中并对该凸轮轴进行调节。
在此方面应明确提到的是，尽管根据本发明的电磁调节装置优选地设置用于调节凸轮轴以使所提到的一个或多个柱塞移动，然而也可以用于任何其他调节任务，这些调节任务不限于在机动车辆中使用。
电磁凸轮轴调节装置1具有由塑料灌封材料制成的插头壳体10，板状底部11单件式地成形在该插头壳体10上。该底部11突出于插头壳体10的大致圆形或椭圆形的壳体壁，其中，两个径向相对的具有中心开口14的衬套13灌封地保持在该突出区域(为此参见图4)中。这些衬套13用于将插头壳体10紧固到机动车辆的待说明的紧固单元80和图1中未示出的发动机壳体上。另外，插头凸缘12单件式地成形在插头壳体10上。该插头凸缘12在图1的图示中向左远离插头壳体10突出，该插头凸缘12优选地具有椭圆形横截面形状并且包含待说明的接触引脚61-66。
如图1所示，插头壳体10在其上侧由盖15、优选地同样由塑料制成的盖封闭。在这里，该盖15密封地放置在插头壳体10上。与插头壳体10的机械连接可以例如通过超声波焊接、胶合或类似的紧固方法来进行。在这里，重要的是，盖15尽可能紧密地就位在插头壳体10上。
插头壳体10在其背向盖部15的下侧并且因此在底部11的下侧上具有周向槽16，当插头壳体10放置在致动单元80上并且因此安装了电磁凸轮轴调节装置时，在该周向槽中插入密封环17。图2示出了插头壳体10和致动单元80的这种组装状态。
如已经提到的，插头壳体10由塑料灌封材料制成。在这里，所有电气部件、触点和连接引线都灌封到插头壳体10的灌封材料中并且完全且周向地嵌入其中，从而确保绝对的密封性。从灌封材料仅突出已提到的接触引脚61-66，利用该接触引脚61-66使灌封到插头壳体10中的电气部件电连接。
在图5的剖视图中可以特别清楚地看到电气部件、连接触点和电引线的灌封和嵌入，其中壳体10的灌封材料沿图4的剖面线A-A以交叉阴影线示出。
具有两个线圈的线圈单元20就位在插头壳体10中，该线圈单元20在用于实现“双引脚致动器”的实施例中具有第一线圈21和第二线圈22。该两个线圈21、22都优选地实施相同。线圈21在图9和图10中不仅以立体图而且以俯视图放大示出。线圈21卷绕在线圈架28上。该线圈架28优选地也由塑料制成，具有上套环28a和下套环28b。这两个套环28a、28b略微突出超过线圈21的外圈的外径并界定该外圈。线圈架28的上套环28a明显高于线圈架28的下套环28b。因此，这是必要的，以便可以将接触夹形式的电连接端子24、25横向地引入到上套环28a的周向壁中。线圈21的两个线圈线端部21a、21b例如通过以下方式电连接到这些连接端子24、25，即，用作连接端子24、25的接触引脚的突片夹紧线圈线端部21a，21b并与其电接触。另外，线圈架28的上套环28a和下套环28b都各自具有周向密封唇28c、28d，这些周向密封唇28c、28d在插头壳体10的制造以及与其相关联的线圈21(以及线圈22)的灌封时实现与插头壳体10的灌封材料的最佳热塑性连接以及因此实现最佳密封作用。
第二线圈22与所说明的线圈21类似地构造并且类似地具有接触引脚，第二线圈22的线圈端部电连接到这些接触引脚。这些接触引脚形成第二线圈22的连接端子26、27。
第一线圈21的连接端子24、25和第二线圈22的连接端子26、27通过电引线与插头壳体10的接触引脚64、65、66电连接。在这里，电引线实现为具有三条引线的金属冲压格栅。冲压格栅的该三条引线优选地分部段彼此平行伸展并且接触第一线圈21的连接端子24、25和第二线圈22的连接端子26、27。在这里，第一线圈21的连接端子24和第二线圈22的连接端子26通过接触夹彼此短路，因为连接端子24和连接端子26接地。因此，两个连接端子24、26共同连接到冲压格栅的电引线44(为此参见图6)。第一线圈21的连接端子25与冲压格栅的引线44连接，第二线圈22的连接端子27与冲压格栅的引线46连接。
在制造技术上，预安装有其连接端子24至27的线圈21、22被供给到安装单元，在该安装单元中，线圈21、22的连接端子24至27焊接到冲压格栅的相应的三条引线44、45、46上。该预制造的冲压格栅在其另一端部上设置有接触引脚64、65、66。然后，将具有其引线44、45、46和相关联的接触引脚64、65、66以及所焊接的线圈21、22的冲压格栅相应地预弯曲并放入到注塑模具中，在该注塑模具中借助注塑制成插头壳体10。
此外，在该注塑模具中还放入另外的冲压格栅，该另外的冲压格栅的一个端部具有已提到的接触引脚61、62、63，并且该另外的冲压格栅的另一端部与传感器单元30电连接。该传感器单元30可以例如是霍尔传感器，该霍尔传感器在电磁凸轮轴调节装置的操作中设置成检测所提到的柱塞100、101的轴向位置或与这些柱塞100、101有效连接的电枢90。该传感器单元30例如具有三个连接端子31、32、33，该三个连接端子31、32、33可以构成为传感器单元30的集成电路的接触引脚。这些连接端子31、32、33例如再次通过焊接与冲压格栅的引线41、42、43电连接。
在另一个预安装站中，该传感器单元30焊接到冲压格栅的引线41、42、43上。该如此预安装的第二单元由具有引线41、42、43的第二冲压格栅和所焊接的传感器单元30组成，以合适的方式弯曲并且还放入到注塑模具中以注塑插头壳体10。
另外，如特别是图6清楚所示，在注塑模具中还放入两个衬套13。随后，将灌封材料引入到注塑模具中以注塑由塑料制成的插头壳体10。在这里，注塑模具和注塑模如此设计，使得两个线圈21、22的所有连接端子24、25、26、27和传感器单元30的连接端子31、32、33完全用塑料注塑包覆并因此密封。另外，除了突出到插头凸缘12中的接触引脚61-66之外，两个冲压格栅的所有引线41-46同样完全用塑料注塑包覆。最后，线圈也完全用塑料注塑包覆，如图5以剖面图特别清楚所示。在这里，线圈架的管状内壁也可以尤其完全用灌封材料注塑包覆。
因此，确保了插头壳体10内的所有部件的最佳密封。另外，通过所描述的制造方法提供了一种非常易于使用的结构单元，该结构单元仅须放置在致动单元80上，如图1所示。
该致动单元80具有例如由金属制成的底板81，该底板81大致对应于插头壳体10的底板11的尺寸。与插头壳体10的紧固衬套13的开口14齐平，在致动单元80的底板81中嵌入紧固孔82。已提到的柱塞100、101从该底板81的下侧突出，该柱塞100、101用于凸轮轴调节并且各自与销形电枢91、92有效连接。在插头壳体10放置于致动单元80上时，该两个电枢91、92至少部分地接合到线圈21、22的中心开口中。由此，在线圈21或22通电时，电枢91、92可以轴向移动，从而使柱塞100、101的轴向移动相关联。所提到的传感器单元30可以检测该轴向移动。
除了电枢91、92和柱塞100、101之外，致动单元80还具有金属管状引导板84，该引导板84接合到插头壳体10的围绕线圈单元20的两个线圈21、22构成的空腔18(为此参见图5)中。为了可以将致动单元80插入到插头壳体10的该空腔18中，引导板84具有纵向缝85，在插头壳体10和致动单元80的安装时传感器单元30可以被推过到该纵向缝85上。
从具有内部注入有电气部件以及电引线和连接端子的插头壳体10的图5的剖视图中可以看出，插头壳体10的灌封材料完全包围这些组成部件。因此，线圈21、22、传感器单元30和相关联的连接端子24至27或31至33以及连接引线44至46都被密封并且尤其是在与发动机油接触方面得到最好保护。
最后，图5还示出了一个特征，其中，用插头壳体10的灌封材料完全封装的传感器，即传感器单元30，通过突起D略微突出超过底板11的底面。这是必要的，使得传感器单元30可以最佳地检测可与电枢91、92一起移动地布置的且为了更清楚而未示出的永磁体及其磁场。此外，图5示出了衬套13同样略微突出超过底部11的底面。因此，这些衬套13可以以简单的方式这样用作调节辅助件，即，衬套13的该突出区域可以接合到致动单元80的所提到的开口82中。
附图标记说明：
1 电磁调节装置，尤其是凸轮轴调节装置
10 插头壳体
11 底部
12 插头凸缘
13 衬套
14 开口
15 盖
16 密封环
17 槽
18 空腔
20 线圈单元
21 线圈
21a 线圈线端部
21b 线圈线端部
22 第二线圈
24 连接端子
25 连接端子
26 连接端子
27 连接端子
28 第一线圈架
28a 28的上套环
28b 28的下套环
28c 28a上的周向密封唇
28d 28b上的周向密封唇
29 第二线圈架
29a 29的上套环
29b 29的下套环
30 传感器单元
31 连接端子
32 连接端子
33 连接端子
41 电引线
42 电引线
43 电引线
44 电引线
45 电引线
46 电引线
61 接触引脚
62 接触引脚
63 接触引脚
64 接触引脚
65 接触引脚
66 接触引脚
80 致动单元
81 底板
82 紧固开口
83 紧固开口
84 管状引导板
85 缝
91 电枢
92 电枢
100 柱塞
101 柱塞
A-A 剖面
B 剖面
C-C 剖面
D 突起

Claims (10)

1.一种尤其是用于凸轮轴调节的电磁调节装置(1)，其具有由绝缘灌封材料制成的插头壳体(10)和致动单元(80)，固定式线圈单元(20)和传感器单元(30)注入地就位在所述插头壳体(10)中，所述固定式线圈单元(20)和所述传感器单元(30)各自具有连接端子(34，25，26，27；30，31，32)，并且这些连接端子通过电引线(41-46)与在所述插头壳体(10)上突出的接触引脚(61-66)电连接，至少一个可轴向移动的电枢(91，92)就位在所述致动单元(80)中，所述电枢(91，92)在所述线圈单元(20)通电时可轴向移动，其特征在于，所述线圈单元(20)和所述传感器单元(30)至所述接触引脚(61-66)的所述连接端子(24，25，26，27；30，31，32)和所述电引线(41-46)嵌入到所述插头壳体(10)的所述灌封材料中。
2.根据权利要求1所述的尤其是用于凸轮轴调节的电磁调节装置(1)，其特征在于，在所述线圈单元(20)和所述接触引脚(64，65，66)之间的所述电引线(44，45，46)和/或在所述传感器单元(30)和所述接触引脚(61，62，63)之间的所述电引线(41，42，43)构成为金属冲压格栅并且/或者预弯曲地嵌入到所述插头壳体(10)中。
3.根据权利要求1或2所述的尤其是用于凸轮轴调节的电磁调节装置(1)，其特征在于，分别在所述线圈单元(20)和所述接触引脚(64，65，66)之间设置有三条电引线(44，45，46)以及在所述传感器单元(30)和所述接触引脚(61，62，63)之间设置有三条电引线(41，42，43)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的尤其是用于凸轮轴调节的电磁调节装置(1)，其特征在于，所述线圈单元(20)具有至少一个线圈架(28)，线圈(21，22)卷绕在所述线圈架(28)上，并且所述线圈单元(20)具有上套环(28a)和下套环(28b)，所述上套环(28a)和下套环(28b)具有不同的轴向高度，其中，至少两个接触引脚作为连接端子(24，25，26，27)插入到加宽的套环(28a或28b)中，所述这些接触引脚各自与所述线圈(21)的线圈线的线圈线端部(21a，21b)电连接。
5.根据权利要求4所述的尤其是用于凸轮轴调节的电磁调节装置(1)，其特征在于，所述接触引脚与所述线圈线端部(21a，21b)焊接。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的尤其是用于凸轮轴调节的电磁调节装置(1)，其特征在于，所述致动单元(80)的所述电枢(91，92)构成为电枢引脚并且当所述插头壳体(10)放置在所述致动单元(80)上时居中地接合到所述线圈单元(20)的所述线圈(21)中。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的尤其是用于凸轮轴调节的电磁调节装置(1)，其特征在于，所述致动单元(80)具有圆弧形片或引导板(84)形式的壳，所述壳至少部分地接合到所述插头壳体(10)的围绕所述线圈单元(20)的空腔(18)中。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的尤其是用于凸轮轴调节的电磁调节装置(1)，其特征在于，所述插头壳体(10)具有板状底部(11)，衬套(13)被注入到所述板状底部(11)中。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的尤其是用于凸轮轴调节的电磁调节装置(1)，其特征在于，所述插头壳体(10)由盖(15)封闭。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的尤其是用于凸轮轴调节的电磁调节装置(1)，其特征在于，所述线圈单元(20)具有至少一个线圈体(28)，所述线圈体(28)具有线圈架套环(28a，28b)，所述线圈架套环(28a，28b)设置有周向密封唇(28c，28d)，并且这些密封唇(28c，28d)插入到所述插头壳体(10)的所述灌封材料中。
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