DE102013216668A1

DE102013216668A1 - Method and device for producing a heating coil on a metallic base body

Info

Publication number: DE102013216668A1
Application number: DE201310216668
Authority: DE
Inventors: Gerhard Haft; Stephan Bolz; Andreas Bernhardt; Martin Götzenberger
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2013-08-22
Filing date: 2013-08-22
Publication date: 2015-02-26
Also published as: WO2015025022A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Heizwicklung auf einem metallischen Grundkörper (1) mit den Schritten: – Aufsprühen einer Isolierschicht (2) auf den Grundkörper (1), – Aufsprühen einer leitenden, sich wendelförmig um den Grundkörper (1) windenden, schmalen Heizleitung (3) auf die Isolierschicht (2), wobei die Isolierschicht (2) in sich wendelförmig um den Grundkörper (1) windenden Bahnen aufgesprüht wird. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung weist entsprechend angeordnete Düsen auf, um dieses Verfahren durchzuführen.The invention relates to a method for producing a heating coil on a metallic base body (1) comprising the steps of: spraying an insulating layer (2) onto the base body (1), spraying a conductive, helical winding around the base body (1) Heating line (3) on the insulating layer (2), wherein the insulating layer (2) in a helical around the main body (1) winding paths is sprayed. A device according to the invention has correspondingly arranged nozzles in order to carry out this method.

Description

Für den Kaltstart ethanolbetriebener Ottomotoren ist eine Vorheizung des Kraftstoffes notwendig. Diese Heizung soll den Kraftstoff beim Einspritzen vorwärmen und so das Zünden des Kraftstoffes bei sehr niedrigen Temperaturen ermöglichen. Die Heizung kann beispielsweise über ein zusätzliches Heizelement in der Kraftstoffzuleitung erfolgen. Dabei wird jedoch nur der Kraftstoff in der Zuleitung, nicht aber in der Einspritzdüse erwärmt, so dass immer eine gewisse Menge kalter, nicht zündfähiger Kraftstoff eingespritzt wird. Aus der DE 22 10 250 A1 ist andererseits bekannt, im Kraftstoffeinspritzventil eine Heizwendel entweder direkt im vom Kraftstoff durchflossenen Bereich des Ventils oder in einem gut wärmeleitenden Isolator, der um den vom Kraftstoff durchflossenen Bereich angeordnet ist, vorzusehen. In der US 2010/133363 A1 ist andererseits ein induktiv beheiztes Kraftstoffeinspritzventil offenbart, bei dem eine Spule auf einem Wicklungsträger aufgewickelt ist, der auf einen Teil des Kraftstoffeinspritzventils aufgesteckt ist, wobei zwischen dem Wicklungsträger und dem Ventilgehäuse ein gut wärmeleitendes Material angeordnet ist. For the cold start of ethanol-powered gasoline engines, a preheating of the fuel is necessary. This heater is intended to preheat the fuel during injection and thus allow the ignition of the fuel at very low temperatures. The heating can be done for example via an additional heating element in the fuel supply line. However, only the fuel in the supply line, but not heated in the injection nozzle, so that always a certain amount of cold, non-ignitable fuel is injected. From the DE 22 10 250 A1 On the other hand, it is known in the fuel injection valve to provide a heating coil either directly in the area of the valve through which the fuel flows or in a thermally well-conducting insulator which is arranged around the region through which the fuel flows. In the US 2010/133363 A1 on the other hand discloses an inductively heated fuel injection valve, in which a coil is wound on a winding support, which is attached to a part of the fuel injection valve, wherein between the winding support and the valve housing, a good heat conducting material is arranged.

Diesen bekannten beheizbaren Kraftstoffeinspritzventilen ist gemeinsam, dass sie aufwändig zu fertigen und damit kostenträchtig sind. These known heatable fuel injection valves have in common that they are expensive to manufacture and thus costly.

Aus der DE 10 2004 060 382 A1 ist es andererseits bekannt, auf dem Gebiet elektrischer Heizvorrichtungen zum Erwärmen von flüssigen oder gasförmigen Medien, wie sie insbesondere in elektrischen Haushaltsgeräten zum Waschen und Trocknen von Wäschestücken bzw. Geschirr zum Einsatz kommen, einen als Metallrohr ausgebildeten Grundkörper, der von der Flüssigkeit oder dem Gas durch- oder umströmt wird, durch ein thermisches Spritzverfahren oder mittels eines Siebdruckverfahrens, eines Sprühverfahrens oder Micropenverfahrens mit einer isolierenden Abdeckschicht zu versehen, auf die eine wendelförmige Heizleiterschicht mittels eines thermischen Spritzverfahrens oder Kaltgasspritzens aufgetragen wird. Ein solches Verfahren ist in den 9 und 10 schematisch dargestellt. Auf einen Grundkörper 1 wird mittels einer ersten Düse 4‘‘ eine isolierende Schicht 2 aufgetragen, indem beispielsweise der Grundkörper 1 rotiert, was durch einen entsprechenden Pfeil 6 dargestellt ist. In einem zweiten Verfahrensschritt wird mittels einer zweiten Düse für ein leitfähiges Material wiederum durch Rotation des Grundkörpers 1 und Bewegung der zweiten Düse 5 in axialer Richtung des Grundkörpers 1 eine wendelförmige Heizleitung 3 auf die Isolierschicht 2 aufgebracht. From the DE 10 2004 060 382 A1 On the other hand, it is known, in the field of electric heating devices for heating liquid or gaseous media, as used in particular in household electrical appliances for washing and drying of laundry or crockery used, formed as a metal tube main body of the liquid or the gas is flowed through or provided by a thermal spraying method or by means of a screen printing method, a spray method or Micropenverfahrens with an insulating cover layer, on which a helical Heizleiterschicht is applied by means of a thermal spraying method or cold gas spraying. Such a method is in the 9 and 10 shown schematically. On a basic body 1 is by means of a first nozzle 4 '' an insulating layer 2 applied by, for example, the main body 1 rotates, which is indicated by a corresponding arrow 6 is shown. In a second method step, by means of a second nozzle for a conductive material in turn by rotation of the main body 1 and movement of the second nozzle 5 in the axial direction of the main body 1 a helical heating pipe 3 on the insulating layer 2 applied.

Nachteilig bei diesem Verfahren ist jedoch, dass zwei Arbeitsschritte erforderlich sind, wodurch die Fertigungszeit entsprechend erhöht wird. A disadvantage of this method, however, is that two steps are required, whereby the production time is increased accordingly.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, ausgehend vom Stand der Technik, ein zeitsparenderes Verfahren anzugeben. The object of the invention is therefore, starting from the prior art, to provide a time-saving method.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen einer Heizwicklung auf einem metallischen Grundkörper, bei dem zunächst auf den Grundkörper eine Isolierschicht und dann auf die Isolierschicht eine leitende, sich wendelförmig um den Grundkörper windende, schmale Heizleitung aufgesprüht wird, wobei die Isolierschicht in sich wendelförmig um den Grundkörper windenden Bahnen aufgesprüht wird, wobei sich die Bahnen berühren und eine geschlossene Fläche bilden. The object is achieved by a method for producing a heating coil on a metallic base body, in which first an insulating layer and then onto the insulating layer a conductive, helically wound around the body winding, narrow heating line is sprayed, wherein the insulating layer in itself helical is sprayed around the main body winding tracks, which touch the tracks and form a closed surface.

Eine hierzu geeignete erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aufsprühen einer Isolierschicht und einer wendelförmigen Heizleitungs-Schicht auf einem Grundkörper weist eine Haltevorrichtung für den Grundkörper sowie eine erste Düse für das Isolierschichtmaterial und eine zweite Düse für das leitfähige Heizleitungsmaterial auf, wobei die beiden Düsen derart benachbart zueinander und zu einem in der Haltevorrichtung einzubringenden Grundkörper ausgerichtet sind, dass durch eine Rotationsbewegung des Grundkörpers oder der ersten und der zweiten Düse und eine in Axialrichtung des Grundkörpers erfolgende Bewegung des Grundkörpers oder der ersten und der zweiten Düse zuerst das Isolierschichtmaterial und darauf das Heizleitungsmaterial auf dem Grundkörper aufgesprüht werden können. A device suitable for this purpose for spraying an insulating layer and a helical heating line layer on a base body has a holding device for the base body and a first nozzle for the insulating layer material and a second nozzle for the conductive heating material, wherein the two nozzles adjacent to each other and to aligned to be introduced into the holding device body that sprayed by a rotational movement of the body or the first and the second nozzle and taking place in the axial direction of the body movement of the main body or the first and the second nozzle first the insulating layer material and then the Heizleitungsmaterial on the body can be.

Hierdurch wird in einem Arbeitsgang durch einmalige Rotationsbewegung und Axialbewegung des Grundkörpers und/oder der Düsen noch während die Isolierschicht wendelförmig aufgetragen wird, auf die bereits aufgetragenen Bahnen der Isolierschicht bereits die Heizleitung aufgesprüht. As a result, in a single operation by rotational movement and axial movement of the base body and / or the nozzle even while the insulating layer is applied helically, already sprayed on the already applied paths of the insulating layer, the heating line.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Heizleitung etwa in der Mitte einer Bahn der Isolierschicht aufgesprüht. In an advantageous embodiment of the invention, the heating cable is sprayed approximately in the middle of a path of the insulating layer.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es in einfacher Weise möglich, mehrere Schichtfolgen aus einer Isolierschicht und einer Heizleitungs-Schicht übereinander aufzusprühen. Dies erfolgt in besonders vorteilhafter Weise dadurch, dass die weitere Schichtfolge aus einer Isolierschicht und einer Heizleitungs-Schicht mit zur ersten Schichtfolge entgegengesetzter Wicklungsrichtung aufgesprüht wird. Dadurch kann in einfacher Hin- und Herbewegung entweder des Grundkörpers oder der Düsen die Schichtfolgen übereinander angeordnet werden, wodurch Zeit eingespart wird. By means of the method according to the invention, it is possible in a simple manner to spray on a plurality of layer sequences of an insulating layer and a heating line layer one above the other. This is done in a particularly advantageous manner in that the further layer sequence of an insulating layer and a heating line layer is sprayed with opposite to the first layer sequence opposite direction of winding. As a result, the layer sequences can be arranged one above the other in a simple back-and-forth motion of either the main body or the nozzles, which saves time.

Um mehrere Schichten übereinander anzubringen, weist die Vorrichtung zum Aufsprühen der Isolierschicht und der wendelförmigen Heizleitungs-Schicht auf den Grundkörper in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung eine dritte Düse für das Isoliermaterial auf, wobei die dritte Düse für das Isoliermaterial benachbart zu der zweiten Düse für das Heizleitungsmaterial und an zu deren zur ersten Düse gerichteten Seite entgegengesetzten Seite vorgesehen ist. In order to attach several layers one above the other, the device for spraying the insulating layer and the helical heating line layer on the base body in an advantageous Development of the invention, a third nozzle for the insulating material, wherein the third nozzle for the insulating material is provided adjacent to the second nozzle for the Heizleitungsmaterial and to their side facing the first nozzle side opposite side.

Hierdurch kann durch abwechselndes Benutzen der beiden Düsen für das Isoliermaterial dieses jeweils vor dem Aufsprühen des Heizleitungsmaterials auf die vorherige Schicht aufgesprüht werden. In this way, by alternately using the two nozzles for the insulating material, this can be sprayed onto the previous layer in each case before spraying the Heizleitungsmaterials.

In einer vorteilhaften Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aufsprühen einer Isolierschicht und einer wendelförmigen Heizleitungs-Schicht auf den Grundkörper ist die zweite Düse für das Heizleitungsmaterial bezogen auf die Grundkörperachse in etwa gleicher Höhe wie die erste Düse für das Isoliermaterial jedoch in einer Ebene senkrecht zur Grundkörperachse in einem Winkel dazu angeordnet, wobei der Winkel in vorteilhafter Weise etwa 180° beträgt. Hierdurch ist es möglich, mit nur zwei Düsen Schichtfolgen aus Isolierschicht und Heizleitungs-Schicht aufzubringen, in dem dieses Paar von Düsen über den Grundkörper hin- und herbewegt wird oder aber der Grundkörper zwischen den Düsen hin- und herbewegt wird. In an advantageous embodiment of the device according to the invention for spraying an insulating layer and a helical Heizleitungs layer on the body, the second nozzle for the Heizleitungsmaterial based on the main body axis in approximately the same height as the first nozzle for the insulating material, however, in a plane perpendicular to the main body axis in an angle thereto, wherein the angle is advantageously about 180 °. This makes it possible to apply with only two nozzles layer sequences of insulating and heating layer in which this pair of nozzles on the base body is reciprocated or the main body between the nozzles is reciprocated.

In erfindungsgemäßer Weise sind die Düsen und der Grundkörper derart zueinander angeordnet, dass sich eine Düse für das Isoliermaterial entweder in axialer oder in radialer Bewegungsrichtung der Düsen oder des Grundkörpers vor der Düse für das Heizleitungsmaterial befindet, so dass bei einem Aufsprühvorgang für eine Schichtfolge immer zuerst das Isoliermaterial und darauf das Heizleitungsmaterial aufgesprüht wird. In accordance with the invention, the nozzles and the base body are arranged to each other such that there is a nozzle for the insulating material either in the axial or radial direction of movement of the nozzle or the body in front of the nozzle for the Heizleitungsmaterial, so that in a Aufsprühvorgang for a layer sequence always first the insulating material and then the Heizleitungsmaterial is sprayed on.

In einer vorteilhaften Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens beginnt das Aufsprühen der Heizleitungs-Schicht auf einem Anschlusskontaktfeld, das als leitende Schicht auf einer auf dem Grundkörper angebrachten elektrisch isolierenden Schicht aufgebracht ist, wobei das Anschlusskontaktfeld mit einem Steckeranschluss verbunden ist. Hierdurch ist eine einfache Kontaktierung der Heizwicklung möglich. In gleicher Weise endet das Aufsprühen der Heizleitungs-Schicht auf einem solchen Anschlusskontaktfeld. In an advantageous embodiment of the method according to the invention, the spraying of the heating line layer on a connection contact field, which is applied as a conductive layer on an attached to the base body electrically insulating layer, wherein the terminal contact pad is connected to a connector terminal. As a result, a simple contacting of the heating coil is possible. In the same way, the spraying of the heating conductor layer on such a connection contact field ends.

Durch die Erfindung kann in einfacher und kostensparender Weise ein als Kraftstoffeinspritzventil ausgebildeter Grundkörper mit einer Heizwicklung versehen werden, wobei sehr unterschiedliche Schichten aus unterschiedlichsten Materialien mit unterschiedlicher Dicke und Breite aufgetragen werden können. So ist es möglich, durch geeignete Wahl von Wendelstruktur und verwendetem Material den Widerstand entweder sehr niederohmig – geeignet für eine Induktivheizung – auszuführen oder einen vorbestimmten Widerstandswert einzustellen, wie es für eine Widerstandsheizung erforderlich ist. Für eine Widerstandsheizung kann dabei das Isolierschichtmaterial aus einem gut wärmeleitenden Material gewählt werden, um die Wärme gut zum Kraftstoff zu transportieren. Außerdem ist es möglich, durch das Sprühverfahren die Isolationsschicht sehr dünn auszuführen, so dass eine gute Wärmeleitfähigkeit erzielt wird. By the invention can be provided in a simple and cost-saving manner designed as a fuel injection valve main body with a heating coil, with very different layers of different materials with different thickness and width can be applied. Thus, it is possible by suitable choice of helix structure and material used either the resistor very low - suitable for an induction heater - perform or set a predetermined resistance value, as required for a resistance heating. For a resistance heating while the insulating layer material can be selected from a good heat conducting material to transport the heat well to the fuel. In addition, it is possible to make the insulating layer very thin by the spraying method, so that good thermal conductivity is achieved.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Hilfe von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen: The invention will be explained in more detail by means of embodiments with the aid of figures. Showing:

1 eine erste Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit je einer Düse für das Isoliermaterial und einer für das Heizleitungsmaterial, 1 a first embodiment of a device according to the invention, each with a nozzle for the insulating material and one for the Heizleitungsmaterial,

2 eine Ausführungsvariante mit einer Fokussiervorrichtung für die Materialstrahlen, 2 a variant with a focusing device for the material jets,

3 eine fertige einschichtige Heizwendel mit einer Drahtrückführung, 3 a finished single-layer heating coil with a wire return,

4 eine Detailansicht eines Anschlusskontaktfeldes, 4 a detailed view of a connection contact field,

5 eine Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit drei Düsen zum Aufsprühen mehrerer Schichtfolgen, 5 An embodiment of the device according to the invention with three nozzles for spraying a plurality of layer sequences,

6 eine fertig gewickelte Heizwendel mit zumindest zwei Schichtfolgen aus Isoliermaterial und Heizleitungsmaterial, 6 a ready-wound heating coil with at least two layers of insulating material and heating-conductor material,

7 eine zweite Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit nur zwei jedoch räumlich entgegengesetzt zueinander angeordneten Düsen, 7 A second embodiment of the device according to the invention with only two but spatially opposed nozzles,

8 die Verwendung der Vorrichtung gemäß 7 zum Aufbringen weiterer Schichtfolgen auf den Grundkörper, 8th the use of the device according to 7 for applying further layer sequences to the base body,

9 eine Vorrichtung zum großflächigen Aufsprühen der Isolierschicht nach dem Stand der Technik und 9 a device for large-scale spraying of the insulating layer according to the prior art and

10 das Aufsprühen der Heizleitungs-Schicht auf die Isolierschicht in einem zweiten Arbeitsschritt gemäß dem Stand der Technik. 10 the spraying of the heating line layer on the insulating layer in a second step according to the prior art.

In 1 ist in schematischer Weise dargestellt, wie mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ein erfindungsgemäßes Verfahren durchgeführt wird. Dazu ist ein Grundkörper 1, der beispielsweise ein Kraftstoffeinspritzventil sein kann, in nicht näher ausgeführter Weise in eine Haltevorrichtung einer Aufsprühvorrichtung eingespannt und kann in der Darstellung der 1 einerseits gedreht werden, was mittels eines Rotationspfeiles 6 angedeutet ist, und in axialer Richtung verschoben werden, was mittels eines Verschiebungspfeiles 7 angedeutet ist. Auf den Grundkörper 1 ist – wie in 4 in größerer Detaillierung dargestellt ist – ein Anschlusskontaktfeld 13 auf einer elektrisch isolierenden Schicht 10 angeordnet, welche ihrerseits auf dem Grundkörper 1 aufgebracht ist. Von dem Anschlusskontaktfeld 13 erstreckt sich ein Steckeranschluss 11 zur externen Kontaktierung der auf den Grundkörper 1 aufzubringenden Heizwicklung. In 1 is shown schematically how an inventive method by means of a device according to the invention is carried out. This is a basic body 1 , which may be, for example, a fuel injection valve, clamped in unspecified manner in a holding device of a Aufsprühvorrichtung and can in the illustration of 1 be rotated on the one hand, what by means of a rotation arrow 6 is implied, and be moved in the axial direction, which by means of a shift arrow 7 is indicated. On the main body 1 is - as in 4 is shown in greater detail - a connection contact field 13 on an electrically insulating layer 10 arranged, which in turn on the body 1 is applied. From the connection contact field 13 extends a plug connection 11 for external contacting of the body 1 applied heating coil.

Um die Heizwicklung aufzubringen, wird zunächst auf den elektrisch leitenden Grundkörper 1 mittels einer ersten Düse 4 ein elektrisch isolierendes Material auf den Grundkörper 1 aufgesprüht, was aufgrund der Drehbewegung einerseits und der Axialbewegung andererseits erfindungsgemäß in sich wendelförmig um den Grundkörper 1 windenden Bahnen erfolgt. To apply the heating coil, is first on the electrically conductive body 1 by means of a first nozzle 4 an electrically insulating material on the base body 1 sprayed, which due to the rotational movement on the one hand and the axial movement on the other hand according to the invention in a helical around the body 1 winding tracks are done.

Beabstandet zur ersten Düse 4 ist eine zweite Düse 5 für ein elektrisch leitendes Material angeordnet, welches, nachdem eine geeignete Anzahl elektrisch isolierender Bahnen aufgesprüht wurde, auf diese, vorzugsweise in der Mitte einer jeweils aufgesprühten elektrisch isolierenden Bahn, aufgesprüht wird, so dass sich eine elektrisch leitfähige Heizleitung 3 ausgehend vom Anschlusskontaktfeld 13 wendelförmig um den Grundkörper 1 windet, bis ein zweites Anschlusskontaktfeld 10 zum Kontaktieren des zweiten Anschlusses der Heizleitung 3 erreicht ist. Spaced to the first nozzle 4 is a second nozzle 5 arranged for an electrically conductive material, which, after a suitable number of electrically insulating sheets has been sprayed on this, preferably in the middle of a respective sprayed electrically insulating sheet, is sprayed, so that an electrically conductive heating cable 3 starting from the connection contact field 13 helical around the main body 1 winds until a second connection contact field 10 for contacting the second terminal of the heating cable 3 is reached.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren kann in einfacher Weise mit nur einem Arbeitsschritt eine Heizwicklung aus Heizleitungen 3 auf einer isolierenden Schicht 2 auf einem Grundkörper 1 aufgebracht werden. By means of the device according to the invention and the method according to the invention, a heating coil made of heating cables can be produced in a simple manner with only one working step 3 on an insulating layer 2 on a base body 1 be applied.

3 zeigt eine entsprechend fertig gestellte Heizwicklung, wobei in der 3 gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in den 1 und 2 versehen sind. In der 3 ist eine nur einschichtige Heizwicklung dargestellt, so dass für eine zweckmäßige Kontaktierung eine Kontaktrückführung 12 – beispielsweise mittels eines Drahtes – nötig und in 3 schematisch dargestellt ist. 3 shows a correspondingly completed heating coil, wherein in the 3 same parts with the same reference numerals as in the 1 and 2 are provided. In the 3 is shown a single-layer heating coil, so that for a convenient contact a contact return 12 - For example, by means of a wire - necessary and in 3 is shown schematically.

Eine Ausführung, bei der zwar der Grundkörper 1 rotiert, was wiederum durch einen Rotationspfeil 6 dargestellt ist, bei dem jedoch nicht der Grundkörper in axialer Richtung bewegt wird, sondern die Anordnung der ersten Düse 4 für das Isoliermaterial und der zweiten Düse 5 für das elektrisch leitfähige Material, ist in der 2 dargestellt. Dies ist schematisch durch einen Verschiebungspfeil 8 angedeutet. Außerdem zeigt die 2 eine Maske 9 zur Fokussierung der Materialstrahlen, was beispielsweise bei elektrisch geladenem Material mittels eines Wehnelt-Zylinders erfolgen kann. An embodiment in which, although the body 1 rotated, which in turn by a rotation arrow 6 is shown, but in which not the base body is moved in the axial direction, but the arrangement of the first nozzle 4 for the insulating material and the second nozzle 5 for the electrically conductive material, is in the 2 shown. This is schematically indicated by a shift arrow 8th indicated. In addition, the shows 2 a mask 9 for focusing the material beams, which can be done for example with electrically charged material by means of a Wehnelt cylinder.

Für den Fall, dass eine oder mehrere weitere Schichtfolgen aus einer Isolierschicht und einer Heizleitungs-Schicht auf den Grundkörper 1 aufgebracht werden sollen, ist in 5 ein erstes Ausführungsbeispiel einer entsprechenden Vorrichtung dargestellt. Dort ist neben der ersten Düse 4 für das Isoliermaterial und der zweiten Düse 5 für das elektrisch leitfähige Material, durch die eine erste Isolierschicht 2 und darauf eine erste Heizleitungs-Schicht auf den Grundkörper 1 aufgebracht werden, eine dritte Düse 16 für das Isoliermaterial vorgesehen. Diese ist derart benachbart zur zweiten Düse 5 für das elektrisch leitfähige Material angeordnet, dass sich die zweite Düse 5 zwischen der ersten Düse 4 und der dritten Düse 16 befindet. Im Ausführungsbeispiel der 5 soll wie im Beispiel der 2 der Grundkörper 1 um seine Achse gedreht werden, was durch den Rotationspfeil 6 angedeutet ist und gleichzeitig die Düsenanordnung in axialer Richtung des Grundkörpers 1 bewegt werden, was durch den Verschiebungspfeil 8 angedeutet ist. In the event that one or more further layer sequences of an insulating layer and a heating line layer on the body 1 to be applied is in 5 a first embodiment of a corresponding device shown. There is next to the first nozzle 4 for the insulating material and the second nozzle 5 for the electrically conductive material through which a first insulating layer 2 and on a first heating line layer on the body 1 be applied, a third nozzle 16 intended for the insulating material. This is adjacent to the second nozzle 5 arranged for the electrically conductive material that the second nozzle 5 between the first nozzle 4 and the third nozzle 16 located. In the embodiment of 5 should be like in the example of 2 the main body 1 to be rotated about its axis, which is indicated by the rotation arrow 6 is indicated and at the same time the nozzle assembly in the axial direction of the body 1 be moved, something by the shift arrow 8th is indicated.

Im dargestellten Beispiel wird durch die erste Düse 4 zunächst die erste Isolierschicht 2 auf den Grundkörper 1 aufgetragen und – wie bereits zur 1 beschrieben – nach dem Auftragen einer Anzahl von Bahnen der ersten Isolierschicht 2 eine erste Heizleitungswendel 3 – die nur strichliert dargestellt ist – aufgesprüht. Mit derselben Bewegung wird nun gleich anschließend mittels der dritten Düse 16 eine zweite Isolierschicht 14 über die erste Heizleitungs-Schicht aufgetragen. Nachdem die erste Wicklungsschicht der Heizwendel 3 fertig gestellt ist, wird die weitere Isolierschicht 14 zu Ende aufgetragen, indem die restlichen Bahnen wendelförmig mittels der dritten Düse 16 aufgesprüht werden und anschließend durch eine Bewegung der Düsenanordnung in die Gegenrichtung eine zweite Heizleitungs-Schicht 15 auf die weitere Isolierschicht 14 aufgetragen, was in 6 mit der fertig gestellten Heizwendel aus zwei Heizleitungs-Schicht 3 und 15 dargestellt ist. In dem in den 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Anschlusskontaktfelder 13 auf derselben Seite der Heizwendel angeordnet, da dort eine geradzahlige Anzahl von Schichtfolgen aus einer Isolierschicht 2, 14 und einer Heizleitungs-Schicht 3, 15 aufgebracht wurden. In the example shown is through the first nozzle 4 first the first insulating layer 2 on the main body 1 applied and - as already for 1 described after applying a number of webs of the first insulating layer 2 a first Heizleitungswendel 3 - which is shown only dashed - sprayed. With the same movement is then immediately afterwards by means of the third nozzle 16 a second insulating layer 14 applied over the first heating line layer. After the first winding layer of the heating coil 3 is completed, the further insulating layer 14 applied to the end by making the remaining webs helical by means of the third nozzle 16 be sprayed and then by a movement of the nozzle assembly in the opposite direction, a second heating line layer 15 on the further insulating layer 14 applied what is in 6 with the finished heating coil of two heating cable layer 3 and 15 is shown. In the in the 5 and 6 illustrated embodiment, the terminal contact fields 13 arranged on the same side of the heating coil, there an even number of layer sequences of an insulating layer 2 . 14 and a heating line layer 3 . 15 were applied.

Im Ausführungsbeispiel der 5 und 6 wurde die erste und die weitere Isolierschicht 2, 14 während der Bewegung der Düsenanordnung in die erste Richtung aufgetragen. Es wäre jedoch auch möglich, zunächst bei der Bewegung in die erste Richtung, wie sie in der 5 durch den Verschiebungspfeil 8 dargestellt ist, nur die erste Isolierschicht 2 und die erste Heizleitungs-Schicht 3 aufzutragen und bei der Bewegung in die entgegengesetzte Richtung in entsprechender Weise mittels der dritten Düse 16 die weitere Isolierschicht 14 und darauf die weitere Heizleitungs-Schicht 15 aufzusprühen. Es versteht sich von selbst, dass auf diese Weise noch weitere Schichten aufgesprüht werden können. In the embodiment of 5 and 6 became the first and the further insulating layer 2 . 14 during the movement of the nozzle assembly in the first direction. However, it would also be possible, first, to move in the first direction, as in the first 5 by the shift arrow 8th is shown, only the first insulating layer 2 and the first heating line layer 3 applying and moving in the opposite direction in a similar manner by means of the third nozzle 16 the further insulating layer 14 and then the other heating cable layer 15 spray. It understands itself, that in this way even more layers can be sprayed on.

Durch entsprechende Auswahl der Materialien für die Isolierschicht 2, 14 und die Heizleitungen 3, 15 können die Eigenschaften wie beispielsweise gut wärmeleitend für die Isolierschicht und großer oder kleiner Widerstand für die Heizleitungen ohne großen Aufwand eingestellt werden. Falls eine induktive Heizung eines sich im Grundkörper 1 befindenden Fluids oder Gases gewünscht ist, beispielsweise eines Kraftstoffes in einem Kraftstoffeinspritzventil, sollte das Heizleitungsmaterial einen möglichst geringen Widerstand haben, was durch entsprechende Materialwahl und auch die Dicke und Breite der Heizleitungsbahnen 3, 15 eingestellt werden kann. Soll jedoch die Heizung durch entsprechende Erwärmung der Heizleitungsbahnen 3, 15 erfolgen, so ist einerseits ein entsprechend hoher Widerstand der Heizleitungsbahnen gewünscht, was durch entsprechendes Material und eine entsprechende Ausführung der Dicke und Breite der Heizleitungsbahnen 3, 15 eingestellt werden kann. By appropriate selection of the materials for the insulating layer 2 . 14 and the heating cables 3 . 15 The properties such as good thermal conductivity for the insulating layer and large or small resistance for the heating cables can be easily adjusted. If an inductive heater is located in the main body 1 located fluid or gas is desired, for example, a fuel in a fuel injection valve, the Heizleitungsmaterial should have the lowest possible resistance, which by appropriate choice of material and also the thickness and width of Heizleitungsbahnen 3 . 15 can be adjusted. However, if the heating by appropriate heating of Heizleitungsbahnen 3 . 15 take place, so on the one hand, a correspondingly high resistance of Heizleitungsbahnen desired, which by appropriate material and a corresponding design of the thickness and width of Heizleitungsbahnen 3 . 15 can be adjusted.

Außerdem ist bei einer Heizung mittels ohmscher Verlustleistung ein guter Wärmeübergang von den Heizleiterbahnen 3, 15 zum Grundkörper 1 erforderlich, so dass das Isoliermaterial möglichst gut wärmeleitend sein sollte. Dies kann auch durch eine entsprechend dünne Isolierschicht 3, 14 erreicht werden, was durch das erfindungsgemäße Verfahren besonders einfach herzustellen ist. In addition, in a heating by ohmic power loss, a good heat transfer from the Heizleiterbahnen 3 . 15 to the main body 1 required, so that the insulating material should be as good as possible heat-conducting. This can also be achieved by a correspondingly thin insulating layer 3 . 14 be achieved, which is particularly easy to produce by the inventive method.

Statt zweier Düsen für das Isoliermaterial 4, 16 kann gemäß der 7 und 8 auch nur eine Düse 4‘ verwendet werden, die in einer Ebene senkrecht zur Achse des Grundkörpers 1 gegenüber der zweiten Düse 5 für das elektrisch leitfähige Material in einem Winkel, der vorzugsweise 180° beträgt, angeordnet ist. Durch diesen Versatz der ersten Düse 4‘ und der zweiten Düse 5 ist es möglich, zunächst eine halbe Bahn Isoliermaterial 2 auf den Grundkörper 1 aufzusprühen, um direkt anschließend darauf die erste Bahn der Heizleitung 3 aufzusprühen. Dies ist in der 7 mit einer ersten Axialbewegung der Düsenanordnung 4‘, 5 mittels der Bewegungspfeile 8 angedeutet. Nach der Beendigung der ersten Schichtfolge aus einer ersten Isolierschicht und einer ersten Heizleitungs-Schicht kann durch eine Gegenbewegung, was in der 8 durch Verschiebungspfeile 8‘ angedeutet ist, eine weitere Schichtfolge aus einer weiteren Isolierschicht 14 und einer weiteren Heizleitungs-Schicht 15 aufgesprüht werden. Instead of two nozzles for the insulating material 4 . 16 can according to the 7 and 8th also only one nozzle 4 ' used in a plane perpendicular to the axis of the main body 1 opposite the second nozzle 5 is arranged for the electrically conductive material at an angle which is preferably 180 °. By this offset of the first nozzle 4 ' and the second nozzle 5 It is possible to first half a sheet of insulating material 2 on the main body 1 spray on, then immediately afterwards the first track of the heating cable 3 spray. This is in the 7 with a first axial movement of the nozzle assembly 4 ' . 5 by means of the movement arrows 8th indicated. After the completion of the first layer sequence of a first insulating layer and a first heating line layer can by a counter-movement, which in the 8th by moving arrows 8th' is indicated, another layer sequence of a further insulating layer 14 and another heating line layer 15 be sprayed on.

Statt der Bewegung der Düsenanordnung 4‘, 15 wäre es genauso gut möglich, den Grundkörper 1 in Axialrichtung zwischen der Düsenanordnung hindurchzuführen. Außerdem wäre es möglich, statt der in den Figuren dargestellten Rotation des Grundkörpers 1 mittels der Rotationspfeile 6 eine Rotation der Düsenanordnungen 4, 5, 16, 4‘ vorzusehen. Allerdings dürfte eine Rotation des Grundkörpers 1 einfacher durchzuführen sein. Instead of the movement of the nozzle assembly 4 ' . 15 it would be just as possible the basic body 1 to pass in the axial direction between the nozzle assembly. In addition, it would be possible, instead of the rotation of the main body shown in the figures 1 by means of the rotation arrows 6 a rotation of the nozzle assemblies 4 . 5 . 16 . 4 ' provided. However, a rotation of the main body is likely 1 be easier to perform.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung ist eine einfache Herstellung einer Heizwendel auf einem elektrisch leitfähigen Grundkörper möglich, indem in einem Arbeitsgang sowohl eine erforderliche Isolationsschicht 2 als auch die Heizleitungs-Schicht 3 aufgesprüht wird. Die Anschlüsse zu einem Stecker werden durch Übersprühen von Anschlusskontaktfeldern 13 realisiert. Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist, dass auf einfache Weise ein mehrlagiger Aufbau der Heizwicklung möglich ist. Durch Auswahl geeigneter Materialien werden optimale Heiz- und Isolationseigenschaften erreicht. Das erfindungsgemäße Verfahren ist zum Aufsprühen von Heizwicklungen sowohl für Induktiv- als auch für Widerstandsheizungen geeignet und hat den besonderen Vorteil, dass die Montage von Einzelteilen wie beispielsweise auf Wicklungskörper aufgewickelte Spulen entfällt. By means of the method according to the invention and the device according to the invention, a simple production of a heating coil on an electrically conductive basic body is possible by providing both a required insulating layer in a single operation 2 as well as the heating cable layer 3 is sprayed on. The connections to a connector are made by over-spraying contact pads 13 realized. A particular advantage of the invention is that a multilayer structure of the heating coil is possible in a simple manner. By choosing suitable materials optimal heating and insulation properties are achieved. The inventive method is suitable for spraying heating coils for both inductive and resistance heaters and has the particular advantage that the assembly of items such as coils wound on winding body deleted.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 2210250 A1 [0001] DE 2210250 A1 [0001]
US 2010/133363 A1 [0001] US 2010/133363 A1 [0001]
DE 102004060382 A1 [0003] DE 102004060382 A1 [0003]

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Heizwicklung auf einem metallischen Grundkörper (1) mit den Schritten: – Aufsprühen einer Isolierschicht (2) auf den Grundkörper (1), – Aufsprühen einer leitenden, sich wendelförmig um den Grundkörper (1) windenden, schmalen Heizleitung (3) auf die Isolierschicht (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht (2) in sich wendelförmig um den Grundkörper (1) windenden Bahnen aufgesprüht wird. Method for producing a heating coil on a metallic base body ( 1 ) comprising the steps of: - spraying an insulating layer ( 2 ) on the basic body ( 1 ), - spraying a conductive, helically around the body ( 1 ) winding, narrow heating cable ( 3 ) on the insulating layer ( 2 ), characterized in that the insulating layer ( 2 ) helically around the base body ( 1 ) is sprayed on winding webs.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Bahnen der Isolierschicht (2) berühren und eine geschlossene Fläche bilden. Method according to claim 1, characterized in that the tracks of the insulating layer ( 2 ) and form a closed surface.

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizleitung (3) etwa in der Mitte einer Bahn der Isolierschicht (2) aufgesprüht wird. A method according to claim 1 or 2, characterized in that the heating line ( 3 ) approximately in the middle of a track of the insulating layer ( 2 ) is sprayed on.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer ersten Schichtfolge aus einer Isolierschicht (2) und einer Heizleitungs-Schicht zumindest eine weitere Schichtfolge aus einer Isolierschicht (2) und einer Heizleitungs-Schicht aufgesprüht wird. Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that on a first layer sequence of an insulating layer ( 2 ) and a Heizleitungs layer at least one further layer sequence of an insulating layer ( 2 ) and a Heizleitungs layer is sprayed.

Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Schichtfolge aus einer Isolierschicht (2) und einer Heizleitungs-Schicht mit zur ersten Schichtfolge entgegengesetzter Wicklungsrichtung aufgesprüht wird. Method according to Claim 4, characterized in that the further layer sequence consists of an insulating layer ( 2 ) and a Heizleitungs layer is sprayed with opposite to the first layer sequence opposite direction of winding.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufsprühen der Heizleitungs-Schicht auf einem Anschlusskontaktfeld (13) beginnt, das als leitende Schicht auf einer auf dem Grundkörper (1) angebrachten elektrisch isolierenden Schicht (10) aufgebracht ist, wobei das Anschlusskontaktfeld (13) mit einem Steckeranschluss (11) verbunden ist. Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the spraying of the heating line layer on a terminal contact field ( 13 ) begins as a conductive layer on one on the body ( 1 ) electrically insulating layer ( 10 ) is applied, wherein the terminal contact field ( 13 ) with a plug connection ( 11 ) connected is.

Vorrichtung zum Aufsprühen einer Isolierschicht (2) und einer wendelförmigen Heizleitungs-Schicht auf einen Grundkörper (1) mit einer Haltevorrichtung für den Grundkörper (1), mit einer ersten Düse (4; 4‘) für das Isolierschichtmaterial und einer zweiten Düse (5) für das leitfähige Heizleitungsmaterial, die derart benachbart zueinander und zu einem in der Haltevorrichtung einzubringenden Grundkörper (1) ausgerichtet sind, dass durch eine Rotationsbewegung (6) des Grundkörpers (1) oder der ersten und der zweiten Düse (4, 5; 4‘) und eine in Axialrichtung des Grundkörpers (1) erfolgende Bewegung (7; 8; 8‘) des Grundkörpers (1) oder der ersten und der zweiten Düse (4, 5; 4‘) zuerst das Isolierschichtmaterial und darauf das Heizleitungsmaterial auf den Grundkörper (1) aufgesprüht werden kann. Device for spraying an insulating layer ( 2 ) and a helical heating line layer on a base body ( 1 ) with a holding device for the main body ( 1 ), with a first nozzle ( 4 ; 4 ' ) for the insulating layer material and a second nozzle ( 5 ) for the conductive Heizleitungsmaterial, which adjacent to each other and to be introduced in the holding body ( 1 ) are aligned so that by a rotational movement ( 6 ) of the basic body ( 1 ) or the first and the second nozzle ( 4 . 5 ; 4 ' ) and one in the axial direction of the main body ( 1 ) movement ( 7 ; 8th ; 8th' ) of the basic body ( 1 ) or the first and the second nozzle ( 4 . 5 ; 4 ' ) first the insulating layer material and then the Heizleitungsmaterial on the body ( 1 ) can be sprayed on.

Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Düse (16) für das Isoliermaterial benachbart zu der zweiten Düse (5) für das Heizleitungsmaterial und an zu deren zur ersten Düse gerichteten Seite entgegengesetzten Seite vorgesehen ist. Apparatus according to claim 7, characterized in that a third nozzle ( 16 ) for the insulating material adjacent to the second nozzle ( 5 ) is provided for the Heizleitungsmaterial and at their side facing the first nozzle side opposite side.

Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Düse (5) bezogen auf die Grundkörperachse in etwa gleicher Höhe wie die erste Düse (4‘) jedoch in einer Ebene senkrecht zur Grundkörperachse in einem Winkel dazu angeordnet ist. Apparatus according to claim 7, characterized in that the second nozzle ( 5 ) relative to the main body axis at approximately the same height as the first nozzle ( 4 ' However, in a plane perpendicular to the main body axis is arranged at an angle thereto.

Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel etwa 180° beträgt. Apparatus according to claim 9, characterized in that the angle is about 180 °.