DE102014001415B4 - Adjustment device for the passage of a fluid - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Stellvorrichtung 1 zur Durchleitung eines Fluids, insbesondere eines kohlenwasserstoffhaltigen Fluids, insbesondere Einspritzdüse, Hydraulikventil oder Pneumatikventil, mit einer induktiven Heizvorrichtung 2, die eine stromführende Spule 3 und ein zumindest abschnittsweise innerhalb der Spule 3 angeordnetes Heizelement umfasst, welches mittels der Spule 3 induktiv beheizbar ist und zur Übertragung von Wärme thermisch an den innerhalb der Stellvorrichtung 1 geführten Fluidstrom angekoppelt ist, wobei die Spule 3 zumindest einen mehrere Windungen umfassenden ersten Spulenabschnitt 8 und zumindest einen weiteren mehrere Windungen umfassenden zweiten Spulenabschnitt 9 umfasst, wobei der erste Spulenabschnitt 8 wenigstens eine innerhalb des zweiten Spulenabschnitts 9 angeordnete Lage bildet, wobei ein die Spule 3 bildender schraubenlinienförmig angeordneter elektrischer Leiter in einem zwischen dem ersten und dem zweiten Spulenabschnitt 8, 9 angeordneten Umlenkbereich 7 derart ausgebildet, dass die vom ersten Spulenabschnitt 8 gebildete Schraubenlinie die gleiche Windungsrichtung aufweist, wie die Windungsrichtung der vom zweiten Spulenabschnitt 9 gebildeten Schraubenlinie.The invention relates to an adjusting device 1 for the passage of a fluid, in particular a hydrocarbon-containing fluid, in particular injection nozzle, hydraulic valve or pneumatic valve, with an inductive heating device 2, which comprises a current-carrying coil 3 and at least partially disposed within the coil 3 heating element, which by means of the coil 3 is inductively heated and is thermally coupled to the transfer of heat to the guided within the actuator 1 fluid flow, wherein the coil 3 comprises at least a plurality of turns comprehensive first coil section 8 and at least one further several turns comprehensive second coil section 9, wherein the first coil section. 8 forms at least one disposed within the second coil portion 9 position, wherein the coil 3 forming helically arranged electrical conductors in a arranged between the first and the second coil section 8, 9 Um Steering region 7 is formed such that the helical line formed by the first coil section 8 has the same winding direction as the winding direction of the helical line formed by the second coil section 9.
Description
Die Erfindung betrifft eine ein kohlenwasserstoffhaltiges Fluid führende Stellvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Heizvorrichtung umfasst eine stromführende Spule und ein zumindest abschnittsweise innerhalb der Spule angeordnetes Heizelement, welches mittels der Spule induktiv beheizbar ist. Zur Übertragung von Wärme ist das Heizelement thermisch an einen innerhalb der Stellvorrichtung geführten Fluidstrom angekoppelt. Die Spule weist zumindest einen ersten Spulenabschnitt und zumindest einen weiteren zweiten Spulenabschnitt auf, wobei jeder der zumindest zwei Spulenabschnitte mehrere Windungen umfasst. Der erste Spulenabschnitt bildet eine innerhalb des zweiten Spulenabschnitts angeordnete innere Lage. Dementsprechend ist die Spule der Heizvorrichtung zumindest zweilagig ausgebildet.The heating device comprises a current-carrying coil and a heating element arranged at least in sections within the coil, which heating element can be heated inductively by means of the coil. To transfer heat, the heating element is thermally coupled to a guided within the actuator fluid flow. The coil has at least one first coil section and at least one further second coil section, wherein each of the at least two coil sections comprises a plurality of turns. The first coil section forms an inner layer arranged within the second coil section. Accordingly, the coil of the heater is formed at least two layers.
Derartige Bauteile sind typischerweise als elektromagnetische Stellvorrichtungen ausgebildet, welche einen im Inneren angeordneten Magnetanker umfassen, der über ein von einer weiteren Spule erzeugtes Magnetfeld bewegbar ist. Insbesondere im Bereich der Einspritzdüsen bzw. -ventile werden solche Stellvorrichtungen zur Steuerung einer Zufuhr eines kohlenwasserstoffhaltigen Kraftstoffes in einem Verbrennungsmotor verwendet.Such components are typically designed as electromagnetic actuating devices, which comprise a magnet armature arranged in the interior, which is movable via a magnetic field generated by a further coil. In particular in the area of the injection nozzles or valves, such adjusting devices are used for controlling a supply of a hydrocarbon-containing fuel in an internal combustion engine.
Problematisch hat sich hierbei erwiesen, dass die Temperatur des Kraftstoffs einen maßgeblichen Einfluss auf die Zerstäubung und die Vermischung mit Sauerstoff hat. Dies hat einen wesentlichen Einfluss auf die Schadstoffemission des Verbrennungsmotors, welche in Abhängigkeit des verwendeten Kraftstoffs besonders bei einem Kaltstart negativ beeinflusst wird.It has proven problematic here that the temperature of the fuel has a significant influence on the atomization and the mixing with oxygen. This has a significant influence on the pollutant emission of the internal combustion engine, which is negatively influenced depending on the fuel used, especially during a cold start.
Zur Lösung dieses Problems wurde vorgeschlagen, insbesondere im vorderen Bereich der Einspritzdüse, d. h. in dem Bereich der Einspritzdüse, der in Richtung der Brennkammer des Verbrennungsmotors weist, eine Heizvorrichtung vorzusehen. Derartige Heizungen weisen typischerweise Spulen auf, die beispielsweise als Widerstandsheizungen ausgebildet sind. Es sind jedoch auch Heizvorrichtungen bekannt, die als Induktionsheizungen ausgebildet sind und somit ein im Inneren der Spule angeordnetes Heizelement mittels elektromagnetischer Induktion beheizen.To solve this problem has been proposed, especially in the front region of the injection nozzle, d. H. in the region of the injection nozzle, which points in the direction of the combustion chamber of the internal combustion engine, to provide a heating device. Such heaters typically have coils which are designed, for example, as resistance heaters. However, heating devices are also known which are designed as induction heaters and thus heat a heating element arranged inside the coil by means of electromagnetic induction.
Problematisch an derartigen Vorrichtungen, insbesondere im Bereich des Kraftfahrzeugbaus ist, dass ein nur sehr begrenzter Bauraum zur Verfügung steht, um eine ein hinreichend starkes Feld erzeugende Spulenwicklung sicherzustellen, so dass eine ausreichende induktive Beheizung des Heizelements ermöglicht ist.The problem with such devices, in particular in the field of motor vehicle construction is that only a very limited space is available to ensure a sufficiently strong field generating coil winding, so that a sufficient inductive heating of the heating element is made possible.
Zum druckschriftlichen Stand der Technik wird weiter auf die Dokumente
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Stellvorrichtung mit Heizvorrichtung anzugeben, die eine besonders kompakte Bauform aufweist.Based on this prior art, it is an object of the present invention to provide a control device with heating device, which has a particularly compact design.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Stellvorrichtung gemäß Anspruch 1 und die Verwendung der Stellvorrichtung in einem Verbrennungsmotor nach Anspruch 19. Hinsichtlich eines Verfahrens zur Herstellung der Stellvorrichtung wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 21.This object is achieved by an adjusting device according to
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Als Kern der Erfindung wird angesehen, dass ein die Spule bildender schraubenlinienförmig angeordneter elektrischer Leiter in einem zwischen dem ersten und dem zweiten Spulenabschnitt angeordneten Umlenkbereich derart umgelenkt wird, dass die vom ersten Spulenabschnitt gebildete Schraubenlinie die gleiche Windungsrichtung aufweist, wie die Windungsrichtung der vom zweiten Spulenabschnitt gebildeten Schraubenlinie. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird die Windungsrichtung anhand der sogenannten „rechte-Hand-Regel” definiert. Entsprechend ist eine Schraubenlinie bzw. Helix rechtsgängig, wenn diese sich entlang einer axialen Richtung im Uhrzeigersinn windet. Windet sich die Schraubenlinie entlang der axialen Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn, so ist sie linksgängig.As the gist of the invention, it is considered that a coil-shaped helical conductor is deflected in a deflection region disposed between the first and second coil portions such that the helix formed by the first coil portion has the same winding direction as the winding direction of the second coil portion formed helix. In the context of the present invention, the winding direction is defined by the so-called "right hand rule". Accordingly, a helix or helix is right-handed when it winds along an axial direction in a clockwise direction. If the helix winds counterclockwise along the axial direction, it will be left-handed.
Die erfindungsgemäße Spule weist somit zumindest zwei Lagen auf, wobei die Windungsrichtung jeder der beiden Lagen entweder linksgängig oder rechtsgängig ist. Dies hat zur Folge, dass die im Inneren des zweiten Spulenabschnitts angeordnete Lage, welche als erster Spulenabschnitt bezeichnet wird, derartig angeordnet ist, dass der schraubenlinienförmige Leiter des ersten Spulenabschnitts im Bereich der Ausnehmungen angeordnet ist, die zwischen den einzelnen Windungen des zweiten Spulenabschnitts gebildet sind. Infolgedessen ist eine besonders kompakte Spule gebildet, bei der insbesondere Bauraum in radialer Richtung eingespart ist.The coil according to the invention thus has at least two layers, wherein the winding direction of each of the two layers is either left-handed or right-handed. As a result, the layer arranged inside the second coil section, which is referred to as the first coil section, is arranged such that the helical conductor of the first coil section is arranged in the region of the recesses formed between the individual turns of the second coil section , As a result, a particularly compact coil is formed in which in particular space is saved in the radial direction.
Eine derartige Spule kann besonders preisgünstig aus Runddraht hergestellt werden. Insbesondere bieten sich Materialien wie Kupfer und kupferhaltige Legierungen zur Herstellung der Spule an.Such a coil can be made particularly inexpensive from round wire. In particular, materials such as copper and copper-containing alloys are suitable for producing the coil.
Erfindungsgemäß ist zur Herstellung der die Spule umfassende Stellvorrichtung vorgesehen, dass der die innere Lage der Spule bildende erste Spulenabschnitt dadurch gebildet wird, dass der elektrische Leiter über einem Spreizkern in einer Drehrichtung bei gleichzeitiger Verschiebung in axialer Richtung gewickelt wird. Der Leiter wird im Umlenkbereich umgelenkt und anschließend wird die äußere Lage, die aus dem zweiten Spulenabschnitt besteht, dadurch gebildet, dass der Leiter entgegen der ursprünglichen Drehrichtung bei gleichzeitiger Verschiebung entgegen der ursprünglichen axialen Richtung gewickelt wird. Entsprechend der „rechte-Hand-Regel” ergibt es sich, dass die vom ersten und vom zweiten Spulenabschnitt gebildeten Schraubenlinien die gleiche Windungsrichtung aufweist. Insbesondere ist die Windungsrichtung der beiden Spulenabschnitte rechtsgängig, wenn bei gleichzeitiger Verschiebung in axialer Richtung die Drehrichtung im Uhrzeigersinn erfolgt. Andernfalls ist die Windungsrichtung der beiden Spulenabschnitte linksgängig.According to the invention, provision is made for the production of the adjusting device comprising the coil, in that the first coil section forming the inner layer of the coil is formed by winding the electrical conductor over an expansion core in one direction of rotation with simultaneous displacement in the axial direction. The conductor is deflected in the deflection region and then the outer layer, which consists of the second coil section, formed by that the conductor is wound against the original direction of rotation with simultaneous displacement against the original axial direction. According to the "right-hand rule", it follows that the helices formed by the first and the second coil section has the same winding direction. In particular, the winding direction of the two coil sections is right-handed when, with simultaneous displacement in the axial direction, the direction of rotation is in the clockwise direction. Otherwise, the winding direction of the two coil sections is left-handed.
Es versteht sich, dass die Steigung der Spule im ersten und im zweiten Spulenabschnitt vorzugsweise gleich ist. Dies ermöglicht, dass der erste Spulenabschnitt über seine gesamte axiale Länge derart innerhalb des zweiten Spulenabschnitts angeordnet werden kann, dass die Windungen des ersten Spulenabschnitts jeweils zwischen den Windungen des zweiten Spulenabschnitts angeordnet sind. Überschneidungen bzw. „Überseilungen” sind mit einer derartigen Anordnung vollständig vermieden. Der insbesondere in radialer Richtung zur Verfügung stehende Bauraum wird entsprechend optimal genutzt.It is understood that the pitch of the coil in the first and in the second coil section is preferably the same. This allows the first coil section to be disposed within the second coil section over its entire axial length such that the turns of the first coil section are each arranged between the turns of the second coil section. Overlaps or "Überseilungen" are completely avoided with such an arrangement. The space available in particular in the radial direction space is used optimally.
In Weiterbildung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den ersten und den zweiten Spulenabschnitt zueinander parallel zu verschalten. Dies hat eine Minimierung des elektrischen Widerstands der so gebildeten Spule zur Folge, wobei der Bauart bedingte hohe Füllfaktor beibehalten wird. Es ist somit möglich, relativ große Ströme zur Erzeugung des die induktive Heizung des Heizelements bewirkenden Felds vorzusehen. Im Ergebnis ermöglicht eine derartige Ausgestaltung der Erfindung eine kompakte Bauform, die eine besonders gute induktive Beheizung des Heizelements sicherstellt.In a further development of the invention, it has proved to be advantageous to interconnect the first and the second coil section parallel to one another. This results in a minimization of the electrical resistance of the coil thus formed, maintaining the design-related high fill factor. It is thus possible to provide relatively large currents for generating the field causing the inductive heating of the heating element. As a result, such an embodiment of the invention allows a compact design, which ensures a particularly good inductive heating of the heating element.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist zur Parallelverschaltung der beiden Spulenabschnitte ein Kontaktelement vorgesehen, welches die Spule im Umlenkbereich elektrisch leitend kontaktiert. Der Umlenkbereich, der naturgemäß endseitig an der Spule angeordnet ist, fungiert somit zusätzlich als Anschlussbereich zur elektrischen Verschaltung der beiden Spulenabschnitte.In a particularly advantageous embodiment of the invention, a contact element is provided for parallel connection of the two coil sections, which contacts the coil in the deflection region in an electrically conductive manner. The deflection region, which is naturally arranged at the end of the coil, thus additionally functions as a connection region for the electrical connection of the two coil sections.
Das Kontaktelement kann in einer ersten Ausführungsform schienenförmig ausgebildet sein und hat vorzugsweise eine flache Gestalt, um Bauraum einzusparen.The contact element may be formed rail-shaped in a first embodiment and preferably has a flat shape in order to save space.
Alternativ ist es möglich, ausgehend vom Umlenkbereich eine Drahtschlaufe auszubilden, die durch den Winkeldraht der beiden Spulenabschnitte gebildet wird und in diese übergeht. Diese Drahtschlaufe wird dann parallel zur Spulenachse zu einem Anschlussbereich der Vorrichtung zurückgeführt und bildet damit ein aus zwei linearen Wickeldrahtabschnitten gebildetes Rückführungselement.Alternatively, it is possible, starting from the deflection region to form a wire loop, which is formed by the angle wire of the two coil sections and passes into this. This wire loop is then returned parallel to the coil axis to a connection region of the device and thus forms a formed of two linear winding wire sections feedback element.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, das schienenförmig ausgebildete Kontaktelement oder die Drahtschlaufe in einer Längsausnehmung eines Abschirmungsgehäuses aufzunehmen, welches im Wesentlichen zylinderförmig ausgestaltet ist und die Spule umgibt. Das Abschirmungsgehäuse dient zur magnetischen Abschirmung nach außen hin und bildet somit einen äußeren Eisenkreis. Die Aufnahme des schienenförmigen Kontaktelements innerhalb der Längsaufnahme bewirkt, dass vom Kontaktelement kein weiterer Bauraum in radialer Richtung beansprucht wird. Zudem unterbindet die Längsausnehmung im Abschirmungsgehäuse auf vorteilhafte Art und Weise Magnetfeld erzeugende Wirbelströme.In a further development of the invention, it is provided to receive the rail-shaped contact element or the wire loop in a longitudinal recess of a shielding housing, which is designed substantially cylindrical and surrounds the coil. The shield case serves as a magnetic shield to the outside and thus forms an outer iron circle. The inclusion of the rail-shaped contact element within the longitudinal receptacle causes the contact element no further space in the radial direction is claimed. In addition, the longitudinal recess in the shielding housing advantageously prevents magnetic field generating eddy currents.
Als besonders einfache, aber dennoch robuste Möglichkeit, die elektrisch leitende Verbindung zwischen Kontaktelement und Spule herzustellen, hat es sich erwiesen, das schienenförmige Kontaktelement mittels einer Widerstandsschweißung mit der Spule zu verbinden.As a particularly simple, yet robust way to produce the electrically conductive connection between the contact element and coil, it has been found to connect the rail-shaped contact element by means of a resistance welding to the coil.
Außerhalb des Umlenkbereichs ist das Kontaktelement von der Spule abschnittsweise mittels einer Kunststoffumhüllung voneinander elektrisch isoliert. Die Kunststoffumhüllung umfasst vorzugsweise einen hitzebeständigen Thermoplast, insbesondere ein Polyphenylsulfid, um eine hinreichende thermomechanische Robustheit beim bestimmungsgemäßen Gebrauch der Stellvorrichtung sicherzustellen. Insbesondere hinsichtlich der Fertigung ist es vorteilhaft, wenn die Kunststoffumhüllung eine die Spule abschnittsweise umhüllende Kunststoffumspritzung, insbesondere eine „Vorumspritzung” ist.Outside the deflection region, the contact element is electrically insulated from the coil in sections by means of a plastic sheath. The plastic covering preferably comprises a heat-resistant thermoplastic, in particular a polyphenylsulfide, in order to ensure adequate thermo-mechanical robustness in the intended use of the adjusting device. In particular, in terms of manufacturing, it is advantageous if the plastic casing is a plastic encapsulation enclosing the coil in sections, in particular a "pre-encapsulation".
Vorteilhafterweise ist zur Umlenkung des elektrischen Leiters im Umlenkbereich ein Umlenkelement angeordnet. Das Umlenkelement dient zur Befestigung der Spule. Der Leiter ist zumindest abschnittsweise um das Umlenkelement herumgeführt. Beispielsweise ist das Umlenkelement Teil eines im Inneren der Spule angeordneten trommelähnlichen Spulenträgers, der aus einem hitzebeständigen Thermoplasten hergestellt ist. Eine derartige Anordnung trägt auf besonders vorteilhafte Weise zur mechanischen Stabilität des Gesamtaufbaus bei.Advantageously, a deflecting element is arranged for deflecting the electrical conductor in the deflection region. The deflecting element is used to attach the coil. The conductor is at least partially guided around the deflecting element. For example, the deflection element is part of a drum-like coil support arranged inside the coil, which is produced from a heat-resistant thermoplastic. Such an arrangement contributes in a particularly advantageous manner to the mechanical stability of the overall structure.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, mehrere weitere Lagen der Spule bildende Spulenabschnitte vorzusehen, wobei zwischen den einzelnen Spulenabschnitten liegende Umlenkbereiche angeordnet sind. In den jeweiligen Umlenkbereichen wird der die Spule bildende elektrische Leiter derart umgelenkt, dass jede der von den Spulenabschnitten gebildeten Schraubenlinien die gleiche Windungsrichtung aufweist. Mit anderen Worten ist vorgesehen, die Spule mehrlagig auszubilden. Entsprechend dem grundlegenden erfindungsgemäßen Gedanken wird die besonders kompakte Bauform der mehrlagigen Spule dadurch erreicht, dass jede Lage der Spule die gleiche Windungsrichtung aufweist. Die Windungen der in radialer Richtung innen an eine weitere Lage der Spule anliegenden Spulenabschnitte sind in den Zwischenbereichen zwischen den Windungen der äußeren Lage angeordnet.In a further development of the invention, it is provided to provide a plurality of further layers of the coil forming coil sections, wherein between the individual coil sections lying deflection areas are arranged. In the respective deflection regions, the electrical conductor forming the coil is deflected in such a way that each of the helices formed by the coil sections has the same winding direction. In other words, it is intended to form the coil in multiple layers. According to the basic idea of the invention, the particularly compact design of the multilayer coil is achieved in that each layer of the coil has the same winding direction. The turns of the radially inwardly applied to a further layer of the coil coil sections are arranged in the intermediate regions between the turns of the outer layer.
Es versteht sich, dass eine derartig ausgebildete Spule beliebig viele Lagen aufweisen kann, um im Bedarfsfall im Inneren der Spule ein hinreichend großes elektromagnetisches Feld bei gleichzeitiger Minimierung des insbesondere in radialer Richtung zur Verfügung stehenden Bauraums zu erzeugen.It is understood that a coil formed in this way can have any number of layers in order, if necessary, to generate a sufficiently large electromagnetic field in the interior of the coil while at the same time minimizing the space available in particular in the radial direction.
Das im Inneren der Spule angeordnete Heizelement ist vorzugsweise im Wesentlichen rohrförmig ausgebildet und ist vom Fluidstrom durchströmt, um eine hinreichend gute thermische Kopplung bereitzustellen.The heating element arranged inside the coil is preferably substantially tubular and flows through the fluid flow in order to provide a sufficiently good thermal coupling.
Vorzugsweise ist die Spule aus Kupferrunddraht mit einer Stärke von weniger als 1 mm gefertigt. Die Wandungsdicke der Kunststoffumhüllung, des Spulenträgers und des Abschirmungsgehäuses beträgt typischer Weise jeweils weniger als 1 mm.Preferably, the coil is made of copper round wire with a thickness of less than 1 mm. The wall thickness of the plastic wrap, the bobbin and the shield case is typically less than 1 mm each.
Es ist vorgesehen, die erfindungsgemäße Stellvorrichtung in Verbrennungsmotoren, insbesondere in Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen vorzusehen. Die erfindungsgemäße Stellvorrichtung ist besonders dazu geeignet, die Steuerung der Zufuhr eines Kraftstoffes für den Verbrennungsmotor zu übernehmen. Gerade im Bereich des Kraftfahrzeugbaus ist Bauraum limitiert, wodurch kompakte Bauformen wünschenswert sind. Die Heizvorrichtung der Stellvorrichtung ist dazu geeignet, den kohlenwasserstoffhaltigen Kraftstoff im Bedarfsfall zu erwärmen, um die Kaltstarteigenschaften zu verbessern bzw. eine Schadstoffemission des Verbrennungsmotors zu minimieren.It is envisaged to provide the adjusting device according to the invention in internal combustion engines, in particular in internal combustion engines of motor vehicles. The adjusting device according to the invention is particularly suitable for taking over the control of the supply of a fuel for the internal combustion engine. Especially in the field of motor vehicle construction space is limited, making compact designs are desirable. The heating device of the adjusting device is suitable for heating the hydrocarbonaceous fuel, if necessary, in order to improve the cold starting properties or to minimize a pollutant emission of the internal combustion engine.
Insbesondere bei alternativen Antrieben, die einen Alkohol als Kraftstoff bzw. ein alkoholhaltiges Kraftstoffgemisch als Antriebsmittel verwenden, hat sich eine derartige Beheizung als vorteilhaft erwiesen, da solche Kraftstoffe im Allgemeinen nur mäßig gute Kaltstarteigenschaften aufweisen. Insbesondere im Hinblick auf die fortschreitende Entwicklung von alternativen Antrieben ist eine gleichzeitige Minimierung der Schadstoffemission erwünschenswert.In particular, in alternative drives, which use an alcohol as a fuel or an alcoholic fuel mixture as the drive means, such heating has proved to be advantageous, since such fuels generally have only moderately good cold-starting properties. In particular, with a view to the progressive development of alternative drives, it is desirable to simultaneously minimize pollutant emission.
Die Spule der Heizvorrichtung wird dadurch gebildet, dass der elektrische Leiter über einen Spreizkern in einer Drehrichtung bei gleichzeitiger Verschiebung in axialer Richtung gewickelt wird. Anschließend wird der Leiter in einem Umlenkbereich umgelenkt und die äußere Lage der Spule gewickelt. Dies geschieht dadurch, dass der die äußere Lage bildende zweite Spulenabschnitt gebildet wird, indem der Leiter entgegen der ursprünglichen Drehrichtung bei gleichzeitiger Verschiebung entgegen der ursprünglichen axialen Richtung gewickelt wird. Der erste und der zweite Spulenabschnitt der so gebildeten Spule weisen Schraubenlinien mit gleicher Windungsrichtung auf, wodurch die besonders kompakte Bauform ermöglicht ist.The coil of the heating device is formed by the fact that the electrical conductor is wound over a spreading core in a rotational direction with simultaneous displacement in the axial direction. Subsequently, the conductor is deflected in a deflection and the outer layer of the coil wound. This is done by forming the second coil section forming the outer layer by winding the conductor against the original direction of rotation with simultaneous displacement against the original axial direction. The first and the second coil portion of the coil thus formed have helices with the same winding direction, whereby the particularly compact design is possible.
In einem darauffolgenden Fertigungsschritt wird die Spule abschnittsweise mit einem hitzebeständigen Thermoplast wie beispielsweise Polyphenylsulfid umspritzt. Dies trägt zur mechanischen Stabilität und zur thermomechanischen Robustheit der Stellvorrichtung bei. Ferner wird so eine elektrische Isolation zwischen der Spule und dem schienenförmigen Kontaktelement bereitgestellt, welches in einem weiteren Verfahrensschritt mit der Spule mittels einer Widerstandsschweißung elektrisch leitend im Umlenkbereich verbunden wird.In a subsequent manufacturing step, the coil is partially encapsulated with a heat-resistant thermoplastic such as polyphenyl sulfide. This contributes to the mechanical stability and thermo-mechanical robustness of the actuator. Furthermore, an electrical insulation is thus provided between the coil and the rail-shaped contact element, which in a further method step is electrically conductively connected to the coil by means of resistance welding in the deflection region.
Die Spule wird in dem im Wesentlichen zylindrisch ausgebildeten Abschirmungsgehäuse angeordnet. Das Abschirmungsgehäuse ist aus einem Metall gefertigt und bildet zur Abschirmung des Magnetfelds nach außen hin einen äußeren Magnetkreis. Das schienenförmige Kontaktelement wird dabei in der Längsausnehmung des Abschirmungsgehäuses platziert, um den zur Verfügung stehenden Bauraum optimal zu nutzen.The coil is arranged in the substantially cylindrical shielding housing. The shield housing is made of a metal and forms an outer magnetic circuit to shield the magnetic field to the outside. The rail-shaped contact element is placed in the longitudinal recess of the shielding housing in order to optimally use the available space.
Daraufhin wird die Spule mit dem darüber angeordneten Abschirmungsgehäuse mit thermoplastischen Kunststoff umspritzt. Dabei wird ein äußeres Gehäuse der Stellvorrichtung mittels eines Spritzgussverfahrens gebildet, welches einen hinreichenden Schutz der im Inneren angeordneten Komponenten gegenüber flüssigen oder gasförmigen Medien, insbesondere Kraftstoffgemischen bereitstellt.Then the coil is overmolded with the shielding housing arranged above it with thermoplastic material. In this case, an outer housing of the adjusting device is formed by means of an injection molding process, which provides adequate protection of the components arranged in the interior against liquid or gaseous media, in particular fuel mixtures.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungsfiguren näher erläutert. Dabei zeigen:In the following an embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to drawing figures. Showing:
Entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.
An einem vorderen, in Richtung des Verbrennungsmotors zeigenden Ende der Stellvorrichtung
Die Spule
Die Spule
Die Parallelverschaltung der beiden Spulenabschnitte
Ein im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildetes Abschirmungsgehäuse
Die Heizvorrichtung
Die Spule
Entsprechend ist in dem beispielhaften Ausführungsbeispiel die Spule
Radial nach außen schließt das Abschirmungsgehäuse
Bei der in
Zur Parallelverschaltung der beiden Spulenabschnitte
Im Umlenkbereich
In
In den Zeichnungen 4–7 ist ein modifiziertes Ausführungsbeispiel dargestellt, das hinsichtlich der Anordnungen der Windungen der ersten und zweiten Spulenabschnitte
Es sei angemerkt, dass auch die beiden oberen Enden der Spulenabschnitte
In
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