DE102009014913A1 - Schutzvorrichtung für eine magnetbetätigte Ventilanordnung - Google Patents

Schutzvorrichtung für eine magnetbetätigte Ventilanordnung Download PDF

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Abstract

Ein Treibstoffinjektor wird offenbart. Der Treibstoffinjektor weist eine Injektorventilnadel auf sowie eine Ventilbetätigungsanordnung, die einen Stator, einen Läufer und ein Ventil umfasst, wobei das Ventil in strömungstechnischer Verbindung mit der Injektorventilnadel steht. Eine Statorschutzvorrichtung ist zwischen dem Stator und zumindest einem Bereich des Läufers positioniert. Die Statorschutzvorrichtung ist gestaltet, um den Kontakt zwischen dem Stator und dem Läufer zu verhindern.

Description

  • Technischer Bereich
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine magnet- bzw. elektromagnetgesteuerte Ventilanordnung und genauer auf eine Schutzvorrichtung für eine magnetgesteuerte Ventilanordnung.
  • Stand der Technik
  • Einige Motoren verwenden Treibstoffeinspritzsysteme, um Treibstoff in die Brennkammern und/oder ein Regenerationssystem des Motors einzubringen. Das Treibstoffeinspritzsystem kann eines einer Vielzahl von Treibstoffsystemen sein und kann innerhalb des Systems eine Zahl von Treibstoffeinspritzvorrichtungen (Treibstoffinjektoren) enthalten. Unter den verschiedenen Ventilen, die den Fluss eines Treibstoffs steuern, kann eine Treibstoffeinspritzvorrichtung zumindest eine magnet- bzw. elektromagnetgesteuerte Ventilanordnung aufweisen. Eine magnetgesteuerte Ventilanordnung kann einen Elektromagneten und ein dazugehöriges Ventil aufweisen. Der Elektromagnet kann eine elektromagnetische Spule, einen bei Versorgung der Spule des Elektromagneten mit einer Spannung als Magneten wirkenden Stator, einen Läufer bzw. Anker, und eine Vorspann- bzw. Rückholfeder. Der Läufer bzw. Anker ist bezüglich des Stators beweglich, um das Ventil zu betätigen.
  • Wenn die elektromagnetische Spule mit Spannung versorgt wird, entwickelt sich ein ringförmiges Feld magnetischen Flusses, das eine Bewegung des Läufers in Bezug auf den Stator hervorruft. Beispielsweise bewegt sich der Läufer bei energetischer Speisung der elektromagnetischen Spule in Richtung des Aktors. Nach Beendigung der an die elektromagnetische Spule gelieferten Spannung bringt die Rückholfeder den Läufer in die Ausgangsposition zurück, beispielsweise fort von dem Stator. Ein typisches Treibstoffeinspritzsystem benötigt diese Speisung der elektromagnetischen Spule und die darauf folgenden Bewegungen des Läufers wiederholt, schnell und mit ausreichender Kraft. Folglich kann der Läufer aus verschiedenen Gründen möglicherweise mit dem Stator in Kontakt kommen. Ein Kontakt zwischen dem Läufer und dem Stator kann möglicherweise die Oberfläche des Stators beschädigen. Dies kann wiederum zu einem Verlust an Kraft des Elektromagneten führen und in einer Änderung der Leistungsfähigkeit der Einspritzvorrichtung resultieren.
  • Die US-Patentanmeldungsoffenlegung No. 2007/0028869 (das '869er Patent), veröffentlicht am 08. Februar 2007 im Namen von Ibrahim et al. offenbart ein Beispiel einer Treibstoffeinspritzvorrichtung, die eine magnetbetätigte Ventilanordnung aufweist. Die '869er- Veröffentlichung offenbart einen Läufer, der sich bei Betrieb der Ventilanordnung in Bezug auf einen Stator bewegt. In der Anordnung der '896er- Veröffentlichung wird zumindest eine Distanzscheibe nahe des Stators verwendet, um die Eindämmung der unerwünschten Ausbreitung des magnetischen Flusses auf andere Bereiche der Treibstoffeinspritzvorrichtung zu erleichtern. Obwohl sich die Distanzscheibe in der Anordnung der '896er-Veröffentlichung nahe dem Stator angebracht ist, ist sie nicht derart angebracht, dass sie den Stator vor einem potentiellen Kontakt mit dem Läufer schützen würde. Dementsprechend kann ein Kontakt zwischen dem Läufer und dem Stator auftreten.
  • Die offenbarte Schutzvorrichtung für eine magnetbetätigte Ventilanordnung zielt auf Verbesserungen des Stands der Technik ab.
  • Zusammenfassung
  • In einer Hinsicht zielt die vorliegende Offenbarung auf eine Treibstoffeinspritzvorrichtung (Treibstoffinjektor) ab, die eine Injektorventilnadel, eine Ventilbetätigungsanordnung einschließlich eines Stators, eines Läufers und eines Ventils aufweist, wobei das Ventil in strömungstechnischer Verbindung mit der Injektorventilnadel steht, und eine Statorschutzvorrichtung, die zwischen einem Stator und zumindest einem Teil des Läufers angeordnet ist, wobei die Statorschutzvorrichtung eingerichtet ist, um einen Kontakt zwischen dem Stator und dem Läufer zu verhindern.
  • In einer anderen Hinsicht zielt die vorliegende Offenbarung auf eine Ventilbetätigungsanordnung für einen Treibstoffinjektor ab, wobei die Ventilbetätigungsanordnung einen Stator, einen in elektromagnetischer Verbindung mit dem Stator stehenden Aktor aufweist, wobei der Aktor einen Läufer, ein mit dem Aktor verbundenes Ventil und eine Statorschutzvorrichtung aufweist, die zwischen dem Stator und zumindest einem Teil des Läufers angeordnet ist, und wobei die Statorschutzvorrichtung eingerichtet ist, um einen Kontakt zwischen dem Stator und zumindest einem Teil des Läufers zu verhindern.
  • In noch einer weiteren Hinsicht zielt die vorliegende Offenbarung auf eine Maschine ab, die einen Motor aufweist, der gestaltet ist, um eine Ausgangsleistung zu erzeugen und die zumindest eine Brennkammer, eine Treibstoffquelle, und einen Treibstoffinjektor aufweist, der gestaltet ist, um Treibstoff in die zumindest eine Brennkammer einzuspritzen, wobei der Treibstoffinjektor eine Injektorventilnadel, eine Ventilbetätigungsanordnung einschließlich eines Stators, eines Läufers und eines Ventils aufweist, wobei das Ventil in strömungstechnischer Verbindung mit der Injektorventilnadel steht, und eine Statorschutzvorrichtung, die zwischen dem Stator und zumindest einem Teil des Läufers angebracht ist, wobei die Statorschutzvorrichtung gestaltet ist, um den Kontakt zwischen dem Stator und dem Läufer zu verhindern.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine schematische und diagrammartige Darstellung eines beispielhaften Treibstoffinjektionssystems für einen Motor;
  • 2 ist eine Schnittansicht eines beispielhaften Treibstoffinjektors des Treibstoffinjektionssystems von 1;
  • 3 ist eine teilweise Schnittansicht eines Abschnitts des Treibstoffinjektors der 2;
  • 4 ist eine Schnittansicht eines weiteren beispielhaften Treibstoffinjektors des Treibstoffinjektionssystems von 1; und
  • 5 ist eine teilweise Schnittansicht eines Abschnitts des Treibstoffinjektors der 4.
  • Detaillierte Beschreibung
  • 1 stellt diagrammartig einen Motor 10 mit einem Treibstoffinjektionssystem 12 dar. Der Motor 10 weist einen Motorblock 14 auf, der eine Vielzahl von Zylindern 16 definiert, wobei ein Kolben 18 gleitend innerhalb jedes Zylinders 16 angeordnet ist, sowie einen Zylinderkopf 20, der mit jedem Zylinder 16 assoziiert ist. Der Zylinder 16, der Kolben 18, und der Zylinderkopf 20 bilden eine Brennkammer 22.
  • Das Treibstoffinjektionssystem 12 weist Bestandteile auf, die zusammenwirken, um Treibstoff in die Treibstoffinjektoren 24 zu liefern, die ihrerseits den Treibstoff in jede Brennkammer 22 liefern. Insbesondere weist das Treibstoffinjektionssystem 12 einen Versorgungstank 26, eine Treibstoffpumpe 28 einen Treibstoffleitung 30 mit einem Absperrventil 32 und eine Rohranordnung oder Treibstoffleiste 34 auf. Aus der Treibstoffleiste 34 wird der Treibstoff an jeden Treibstoffinjektor 24 mittels einer Treibstoffleitung 36 geliefert. Wie gezeigt, weist jeder Treibstoffinjektor 24 eine oder mehrere magnetbetätigte Ventilanordnungen 38 auf.
  • 2 ist eine Schnittansicht eines beispielhaften Treibstoffinjektors 24. Der dargestellte Treibstoffinjektor 24 weist eine magnetbetätigte Ventilanordnung 38 auf. Die magnetbetätigte Ventilanordnung 38 weist eine Spule 40 und ein Ventilelement 42 auf. Die Spule 40 steuert das Ventilelement 42, das sich in einem Injektorgehäuse 60 befindet, welches wiederum den Fluss von Treibstoff zu einer Injektorventilnadel oder einem Check 44 steuert. Die Injektorventilnadel bzw. der Check 44 wirkt mit den Öffnungen bzw. Zumessöffnungen 46 zusammen, um Treibstoff in eine Brennkammer 22 einzuspritzen (1).
  • 3 ist eine teilweise Schnittansicht relevanter Bestandteile einer magnetbetätigten Ventilanordnung 38 die beispielsweise in dem Treibstoffinjektor 24 der 2 verwendet werden kann. Der Elektromagnet 40 weist eine elektromagnetische Spule, einen Stator 48 und einen Läufer 50 auf. Der Stator 48 ist zumin dest teilweise durch ein Gehäuse oder eine Elektromagnetenumhüllung 53 umschlossen. Der Stator 48 weist einen inneren Statorpol oder -bereich 49 und einen äußeren Statorpol oder -bereich 47 auf. Der Stator 48 kann aus einem weichmagnetischen Verbundwerkstoff (soft magnetic composite material, SMC) geformt sein, wie beispielsweise dem Werkstoff Somaloy®, der im Handel von der Höganäs AB Corporation aus Schweden erhältlich ist (Somaloy® ist eine eingetragenen Handelsmarke der Höganäs AB Corporation), das verdichtete, oberflächenisolierte Eisenpulverpartikel enthält. Diese Teilchen werden verdichtet, um gleichmäßige, isotrope Bauteile mit gewünschten Formen zu bilden. Das SMC-Material des Stators 48 weist magnetische Eigenschaften wie eine hohe magnetische Sättigung und geringe Wirbelstromverluste auf. Die Festigkeit des Materials des Stators 48 ist vergleichsweise gering, insbesondere bei hohen Betriebstemperaturen. Beispielsweise kann das SMC-Material des Stators 48 eine Bruchfestigkeit von ungefähr 14,5 ksi (100 MPa) aufweisen.
  • Wenn die elektromagnetische Spule bestromt wird, bildet sich ein magnetisches Feld und der Stator 48 wirkt als Magnet. Weil der Läufer 50 aus magnetisch anziehendem Material besteht, wie beispielsweise einem ferromagnetischen Material, wird der Läufer 50 unter dem Einfluss des Stators 48 bewegt. In 3 wird der Läufer 50 beispielsweise dazu gebracht, sich aufwärts in Richtung des Stators 48 zu bewegen, wenn die elektromagnetische Spule bestromt wird.
  • Die magnetbetätigte Ventilanordnung 38 weist einen Kolben 52 auf. Eine Vorspann- oder Rückstellfeder 58 hat die Funktion, den Läufer 50 relativ zum Stator 48 zu bewegen. Wenn sich, wie hier dargestellt, der Läufer 50 und der Kolben 52 unter dem Einfluss des Magnets in aufwärtiger Richtung bewegen, drückt die Rückstellfeder 58 den Läufer 50 und den Kolben 52 nach Beendigung der Bestromung der elektromagnetischen Spule in die entgegengesetzte oder abwärtige Richtung (in 3). Der Elektromagnet 40 ist mit einem Injektorkörper 60 des Treibstoffinjektors 24 (2) verbunden. Der Kolben 52 ist mit einem Ventilbauteil 66 verbunden. Sowohl der Kolben 52 als auch das Ventilbauteil 66 sind an dem Läufer 50 befestigt. Das Ventilelement 42, der Kolben 52 und das Ventilbauteil 66 sind derart geformt, dass sie eine einteilige Kon struktion aufweisen und ein Sitz- oder Drei-Wege-Ventil für den Treibstoffinjektor 24 bilden.
  • Die magnetbetätigte Ventilanordnung 38 weist auch eine Statorschutzvorrichtung 70 auf. Die Statorschutzvorrichtung 70 weist einen inneren Pol 72 und einen äußeren Pol 74 auf. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel sind der innere Pol 72 und der äußere Pol 74 getrennt. Die Statorschutzvorrichtung 70 besteht aus einem Material, das vergleichsweise härter ist und eine größere Dehngrenze, also eine geringere Sprödigkeit aufweist, als das SMC-Material des Stators 48. Zudem kann das Material der Statorschutzvorrichtung 70 magnetische Eigenschaften ähnlich denen des SMC-Materials aufweisen, um die magnetischen Eigenschaften des Elektromagneten 40 zu bewahren. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel kann das Material der Statorschutzvorrichtung 70 vergleichsweise gute magnetische Eigenschaften aufweisen.
  • In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist die Statorschutzvorrichtung 70 aus einem Eisenmaterial mit Siliziumkern gebildet, wie dem Carpenter Siliziumkern-Eisen B-FM („B-FM”), welches eine maschinell bearbeitbare magnetische Legierung ist, die gemäß ASM Fe-116 hergestellt ist. Das B-FM-Material weist eine gute magnetische Permeabilität auf, was eine hohe magnetische Flussdichte zulässt, und kann maschinell bearbeitet oder in eine gewünschte Form formgepresst werden. Das B-FM-Material kann ca. 0,03% Kohlenstoff, ca. 0,120% Phosphor, ca. 0,40% Mangan, ca. 2,50% Silizium enthalten, wobei der Rest aus Eisen besteht. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel kann das B-FM-Material eine Zugfestigkeit zwischen ungefähr 80 ksi (552 MPa) und 85 ksi (586 Mpa) aufweisen, eine 0,2%-Streckgrenze zwischen ca. 65 ksi (448 Mpa) und 70 ksi (483 Mpa) aufweisen, und eine Härtewert nach Rockwell B von zwischen 88 und 90.
  • Die Statorschutzvorrichtung 70 ist zwischen dem Stator 48 und dem Läufer 50 angeordnet, um einen zufälligen Kontakt zwischen dem Stator 48 und dem Läufer 50 während des Vorgangs des Einspritzens von Treibstoff zu verhindern. In 3 ist die Statorschutzvorrichtung 70 beispielsweise als zweiteilige, ringförmige Vorrichtung gebildet, die einen inneren Pol 72 und einen äußeren Pol 74 besitzt. Der innere Pol 72 ist mit dem Läufer 50 verbunden und weist eine Kon taktfläche 71 auf, die an eine Kontaktfläche 54 des inneren Pols 49 des Stators 48 angrenzt, und weist eine an eine Kontaktfläche 55 des Läufers 50 angrenzende gegenüberliegende Kontaktfläche 73 auf. Der äussere Pol 74 besitzt eine Kontaktfläche 76, die an eine Kontaktfläche 51 des äusseren Statorpols 47 des Stators 48 angrenzt, sowie eine gegenüberliegende Kontaktfläche 75, die an die Kontaktfläche 55 des Läufers 50 angrenzen kann.
  • In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist ein Abstand der Kontaktfläche 71 und der Kontaktfläche 73 des inneren Pols 72 der Statorschutzvorrichtung 70 sowie der Kontaktfläche 76 und der Kontaktfläche 75 des äußeren Pols 74 der Statorschutzvorrichtung 70 ca. 0,5 mm (Millimeter), 0,75 mm, 1 mm, 1,2 mm, 1,4 mm, 1,6 mm, 1,8 mm oder 2,0 mm. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel sind die Dicken des inneren Pols 72, definiert zwischen den Kontaktflächen 71 und 73 sowie des äußeren Pols 74, definiert zwischen den Kontaktflächen 76 und 75, im Wesentlichen gleich. Eine Statorschutzvorrichtung 70, die eine solche Dicke aufweist, bietet einen ausreichenden Schutz für den Stator 48 vor dem Kontakt mit dem Läufer 50, während sie die durch den Stator 48 bereitgestellten Reaktionskräfte, d. h. die Geschwindigkeit des Kraftanstiegs und des Kraftabfalls maximiert. In einem Ausführungsbeispiel, wie dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel, ist der äußere Pol 74 der Statorschutzvorrichtung 70 mit dem Gehäuse 53 des Elektromagneten verschweisst, und der innere Pol 72 der Statorschutzvorrichtung 70 ist an dem Läufer 50 mittels einer Befestigungsanordnung befestigt. Andere Methoden der Befestigung des äußeren Pols 74 der Statorschutzvorrichtung 70 an dem Stator 48 umfassen unter anderem Einpressen, Kleben, Kordieren mit anschliessendem Einpressen, und mechanisches Befestigen.
  • Mit Bezug auf die 4 und 5 ist nun eine weiteres beispielhaftes Ausführungsbeispiel einer Statorschutzvorrichtung dargestellt. Wie in 4 gezeigt, weist ein Treibstoffinjektor 124 viele der selben Bestandteile wie der Treibstoffinjektor 24 auf, der oben mit Bezug auf die 2 und 3 beschrieben wurde, wie einen Läufer 50 einen Injektorkörper 60, ein Ventilbauteil 66, ein Ventilelement 42, eine Injektorventilnadel bzw. -check 44, und zumindest eine Öffnung 46. Der Treibstoffinjektor 124 weist eine magnetbetätigte Ventilanordnung 138 auf. Die magnetbetätigte Ventilanordnung 138 umfasst einen Elektromagneten 140 und ein Ventilelement 42 auf. Der Elektromagnet 140 steuert das in dem Injektorkörper 60 befindliche Ventilelement 42, welches wiederum den Fluss von Treibstoff zu der Injektorventilnadel oder -check 44 steuert. Die Injektorventilnadel oder -check 44 wirkt mit den Öffnungen 46 zusammen, um Treibstoff in eine Brennkammer 22 einzuspritzen (1).
  • 5 ist eine teilweise Schnittansicht relevanter Bestandteile der magnetbetätigten Ventilanordnung 138, die beispielsweise bei einem Treibstoffinjektor 124 ähnlich dem in 4 gezeigten verwendet werden kann. Der Elektromagnet 140 weist eine elektromagnetische Spule, einen Stator 148 und einen Läufer 50 auf. Der Stator 148 ist zumindest teilweise von einem Gehäuse oder einer Elektromagnetenumhüllung 153 umschlossen. Der Stator 148 umfasst einen Statorinnenpol 149 und einen Statoraussenpol 147. Der Stator 148 ist aus einem weichmagnetischen Verbundwerkstoff (SMC) gebildet, das im Wesentlichen ähnlich dem Material des Stators 48 ist, das oben mit Bezug auf 3 beschrieben wurde.
  • Wenn die elektromagnetische Spule bestromt wird, bildet sich ein magnetisches. Feld und der Stator 148 wirkt als Magnet. Weil der Läufer 50 aus magnetisch anziehendem Material besteht, wie beispielsweise einem ferromagnetischem Material, wird der Läufer unter dem Einfluss des Stators 148 bewegt. In 4 wird der Läufer 50 beispielsweise dazu gebracht, sich aufwärts in Richtung des Stators 148 zu bewegen, wenn die elektromagnetische Spule bestromt wird.
  • Die magnetbetätigte Ventilanordnung 138 weist einen Kolben 152 auf (4). Eine Vorspann- oder Rückstellfeder 158 (4) hat die Funktion, den Läufer 50 relativ zum Stator 148 zu bewegen. Wenn sich, wie hier dargestellt, der Läufer 50 und der Kolben 152 unter dem Einfluss des Magneten in aufwärtiger Richtung bewegen, drückt die Rückstellfeder 158 den Läufer 50 und den Kolben 152 nach Beendigung der Bestromung der elektromagnetischen Spule in die entgegengesetzte oder abwärtige Richtung (in 4). Der Elektromagnet 140 ist mit einem Injektorkörper 60 des Treibstoffinjektors 124 (4) verbunden. Der Kolben 152 ist mit einem Ventilbauteil 66 verbunden. Sowohl der Kolben 152 als auch das Ventilbauteil 66 sind an dem Läufer 50 befestigt. Das Ventilelement 42, der Kolben 152 und das Ventilbauteil 66 sind derart geformt, dass sie eine einteilige Konstruktion aufweisen und ein Sitz- oder Drei-Wege-Ventil für den Treibstoffinjektor 124 bilden.
  • Die magnetbetätigte Ventilanordnung 138 weist auch eine Statorschutzvorrichtung 170 auf. Die Statorschutzvorrichtung 170 besteht aus einem Material, das vergleichsweise härter ist und eine größere Dehngrenze, also eine geringere Sprödigkeit aufweist, als das SMC-Material des Stators 148. Zudem kann das Material der Statorschutzvorrichtung 170 magnetische Eigenschaften ähnlich denen des SMC-Materials aufweisen. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel kann das Material der Statorschutzvorrichtung 170 vergleichsweise gute magnetische Eigenschaften. aufweisen. Beispielsweise ist die Statorschutzvorrichtung 170 aus einem Material geformt, das im Wesentlichen ähnlich dem Material der Statorschutzvorrichtung 70 ist, das oben mit Bezug auf die 2 und 3 beschrieben wird.
  • Die Statorschutzvorrichtung 170 ist zwischen dem Stator 148 und dem Läufer 50 angeordnet, um einen zufälligen Kontakt zwischen dem Läufer 50 und dem Stator 148 während des Einspritzens von Treibstoff zu verhindern. In den 4 und 5 ist die Statorschutzvorrichtung 170 als ringförmige Vorrichtung geformt, die eine Kontaktfläche 176 besitzt, die an einer Kontaktfläche 151 des Statoraussenpols 147 des Stators 148 anliegt und eine gegenüberliegende Kontaktfläche 175 besitzt, die an der Kontaktfläche 55 (3) des Läufers anliegen kann. Der Statorinnenpol 149 des Stators 148 weist eine der Kontaktfläche 55 (3) des Läufers 50 benachbarte Kontaktfläche 154 auf. Obwohl die Statorschutzvorrichtung 170 in 5 derart dargestellt ist, dass sie den Statoraussenpol 147 des Stators 148 schützt, kann die Statorschutzvorrichtung 170 derart modifiziert werden, dass sie sowohl den Statorinnenpol 149 als auch den Statoraussenpol 147 des Stators 148 schützen kann, ähnlich der oben mit Bezug auf die 2 und 3 beschriebenen Statorschutzvorrichtung 70. In ähnlicher Weise kann die Statorschutzvorrichtung 170 der 4 und 5 in dem Treibstoffinjektor 24 der 2 und 3 verwendet werden, und die Statorschutzvorrichtung 70 der 2 und 3 kann in dem Treibstoffinjektor 124 der 4 und 5 verwendet werden.
  • In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist ein Abstand der Kontaktfläche 176 und der Kontaktfläche 175 der Statorschutzvorrichtung 170 ca. 0,5 mm (Millimeter), 0,75 mm, 1 mm, 1,2 mm, 1,4 mm, 1,6 mm, 1,8 mm oder 2,0 mm. Eine Statorschutzvorrichtung 170, die eine solche Dicke aufweist, bietet einen ausreichenden Schutz für den Stator 148 vor dem Kontakt mit dem Läufer 50, während sie die durch den Stator 148 bereitgestellten Reaktionskräfte, d. h. die Geschwindigkeit des Kraftanstiegs und des Kraftabfalls maximiert. In einem Ausführungsbeispiel, wie dem in den 4 und 5 gezeigten Ausführungsbeispiel, ist die Statorschutzvorrichtung 170 an dem Elektromagneten 140 mittels Schweissen, Kleben, Kordieren mit anschliessendem Einpressen, und/oder mechanischem Befestigen befestigt. Beispielsweise kann der Aussenumfang der Statorschutzvorrichtung 170 eine kordierte Oberfläche aufweisen, die in einen Innenumfang des Elektromagnetengehäuses 153 eingepresst wird, welcher optional ebenfalls eine kordierte Oberfläche aufweisen kann.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Die offenbarten Schutzvorrichtungen können auf jeden Motor und/oder Maschine anwendbar sein, der bzw. die eine magnetbetätigte Ventilanordnung verwendet, wie die in vielen Arten von Treibstoffinjektoren verwendeten Anordnungen.
  • Im Betrieb bildet sich ein magnetisches Feld aus, wenn die elektromagnetische Spule bestromt wird, und der Stator 48, 148 wird ein Magnet, was in Konsequenz den Läufer 50 in Richtung des Stators 48, 148 bewegt. Nach dem Ende der Bestromung der elektromagnetischen Spule bewegt eine Rückstellfeder 58, 158 den Läufer 50 fort von dem Stator 48, 148. Unter diesen Betriebsbedingungen kann der Läufer 50 während des Vorgangs des Einspritzens von Treibstoff möglicherweise mit dem Stator 48, 148 in Kontakt kommen. Die Statorschutzvorrichtung 70, 170 schützt zumindest einen Bereich des Stators 48, 148, indem es den Kontakt zwischen dem Stator 48, 148 und dem Läufer 50 zumindest entlang einer Bewegungsachse des Läufers 50 verhindert. Folglich wird der Läufer 50 daran gehindert, möglicherweise mit einem Bereich des Stators 48, 148 in Kontakt zu kommen, und die Effizienz des Elektromagneten 40, 140 zu verringern.
  • Es wird dem Fachmann offensichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen und Variationen an den offenbarten Schutzvorrichtungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen. Andere Ausführungsbeispiele der Schutzvorrichtungen werden dem Fachmann nach Betrachtung der Beschreibung und Ausführung der hierin offenbarten Schutzvorrichtungen offensichtlich sein. Es ist beabsichtigt, dass die Beschreibungen, Darstellungen und Beispiele lediglich als beispielhaft betrachtet werden, wobei der wahre Umfang der Erfindung durch die folgenden Ansprüche und ihre Entsprechungen dargestellt wird.

Claims (20)

  1. Ein Treibstoffinjektor, der folgendes aufweist: eine Injektorventilnadel; eine Ventilbetätigungsanordnung, die einen Stator, einen Läufer bzw. Anker und ein Ventil aufweist, wobei das Ventil in strömungsmitteltechnischer Verbindung mit der Injektorventilnadel steht; und eine Statorschutzvorrichtung, die zwischen dem Stator und zumindest einem Bereich des Läufers positioniert ist, wobei die Statorschutzvorrichtung eingerichtet ist, um den Kontakt zwischen dem Stator und dem Läufer zu verhindern.
  2. Der Treibstoffinjektor gemäß Anspruch 1, welcher weiterhin ein Statorgehäuse aufweist, wobei die Statorschutzvorrichtung mit dem Statorgehäuse verschweisst ist.
  3. Der Treibstoffinjektor gemäß Anspruch 1, wobei die Statorschutzvorrichtung mit dem Stator durch einen Presssitz verbunden ist.
  4. Der Treibstoffinjektor gemäß Anspruch 1, wobei der Stator einen äußeren Statorbereich und einen inneren Statorbereich aufweist, wobei die Statorschutzvorrichtung gestaltet ist, um zumindest den Kontakt zwischen dem äußeren Statorbereich und dem Läufer zu verhindern.
  5. Der Treibstoffinjektor gemäß Anspruch 1, wobei der Stator einen äußeren Statorbereich und einen inneren Statorbereich aufweist, wobei die Statorschutzvorrichtung gestaltet ist, um den Kontakt zwischen dem äußeren Statorbereich und dem Läufer zu verhindern und um den Kontakt zwischen dem inneren Statorbereich und dem Läufer zu verhindern.
  6. Der Treibstoffinjektor gemäß Anspruch 1, wobei die Statorschutzvorrichtung eine erste Kontaktfläche und eine zweite Kontaktfläche aufweist, wobei die erste Kontaktfläche und die zweite Kontaktfläche eine Dicke der Statorschutzvorrichtung von ungefähr 2 mm definieren.
  7. Der Treibstoffinjektor gemäß Anspruch 1, wobei die Statorschutzvorrichtung eine vergleichsweise höhere Festigkeit aufweist als der Stator.
  8. Der Treibstoffinjektor gemäß Anspruch 1, wobei die Statorschutzvorrichtung ein Eisenmaterial mit Siliziumkern aufweist.
  9. Eine Ventilbetätigungsanordnung für einen Treibstoffinjektor, wobei die Ventilbetätigungsanordnung folgendes aufweist: einen Stator: einen Aktor, der in elektromagnetischer Verbindung mit dem Stator steht, wobei der Aktor einen Läufer aufweist; ein mit dem Aktor assoziiertes Ventil; eine Statorschutzvorrichtung, die zwischen dem Stator und zumindest einem Bereich des Läufers angeordnet ist, wobei die Statorschutzvorrichtung gestaltet ist, um den Kontakt zwischen dem Stator und zumindest einem Teil des Läufers zu verhindern.
  10. Die Ventilbetätigungsanordnung gemäß Anspruch 9, welche weiterhin ein Statorgehäuse aufweist, wobei die Statorschutzvorrichtung mit dem Statorgehäuse verschweisst ist.
  11. Die Ventilbetätigungsanordnung gemäß Anspruch 9, wobei die Statorschutzvorrichtung mit dem Stator mittels eines Presssitzes verbunden ist.
  12. Die Ventilbetätigungsanordnung gemäß Anspruch 9, wobei der Stator einen äußeren Statorbereich und einen inneren Statorbereich aufweist, wobei die Statorschutzvorrichtung gestaltet ist, um den Kontakt zwischen zumindest dem äußeren Statorbereich und dem Läufer zu verhindern.
  13. Die Ventilbetätigungsanordnung gemäß Anspruch 9, wobei die Statorschutzvorrichtung eine erste Kontaktfläche und eine zweite Kontaktfläche aufweist, wobei die erste und zweite Kontaktfläche eine Dicke der Statorschutzvorrichtung von ungefähr 2 mm definieren.
  14. Die Ventilbetätigungsanordnung gemäß Anspruch 9. wobei die Statorschutzvorrichtung ein Eisenmaterial mit Siliziumkern aufweist.
  15. Eine Maschine, welche folgendes aufweist: einen Motor, der gestaltet ist, um eine Leitungsabgabe zu erzeugen und welcher zumindest eine Brennkammer aufweist; und einen Treibstoffinjektor, der gestaltet ist, um Treibstoff in die zumindest eine Brennkammer einzuspritzen, wobei der Treibstoffinjektor aufweist: eine Injektorventilnadel; eine Ventilbetätigungsanordnung, die einen Stator, einen Läufer und ein Ventil aufweist, wobei das Ventil in strömungsmitteltechnischer Verbindung mit der Injektorventilnadel steht; und eine Statorschutzvorrichtung, die zwischen dem Stator und zumindest einem Teil des Läufers positioniert ist, wobei die Statorschutzvorrichtung gestaltet ist, um den Kontakt zwischen dem Läufer und dem Stator zu verhindern.
  16. Die Maschine gemäß Anspruch 15, welche weiterhin ein Statorgehäuse aufweist, wobei die Statorschutzvorrichtung mit dem Gehäuse verschweißt ist.
  17. Die Maschine gemäß Anspruch 15, wobei die Statorschutzvorrichtung mit dem Stator mittels eines Presssitzes verbunden ist.
  18. Die Maschine gemäß Anspruch 15, wobei der Stator einen äußeren Statorbereich und einen inneren Statorbereich aufweist, wobei die Statorschutzvorrichtung gestaltet ist, um den Kontakt zwischen zumindest dem äußeren Statorbereich und dem Läufer zu verhindern.
  19. Die Maschine gemäß Anspruch 15, wobei die Statorschutzvorrichtung eine erste Kontaktfläche und eine zweite Kontaktfläche aufweist, wobei die erste und zweite Kontaktfläche eine Dicke der Statorschutzvorrichtung von ungefähr 2 mm definieren.
  20. Die Maschine gemäß Anspruch 15, wobei die Statorschutzvorrichtung ein Eisenmaterial mit Siliziumkern aufweist.
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