DE102010002037A1 - Electromagnetic actuator - Google Patents

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Peter 71672 Boehland
Nadja 70469 Eisenmenger
Hans-Christoph 72764 Magel
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Abstract

Der für Kraftstoffinjektoren vorgesehene Aktor besitzt vorzugsweise einen gebauten Magnettopf mit einem eine ringförmige Magnetspule aufnehmenden Ringkanal, der am Spulenfenster von einem als Teil der Außenwand des Ringkanals angeordneten Ringteil nach radial einwärts bereichsweise überdeckt sein kann.The actuator provided for fuel injectors preferably has a built-in magnetic pot with an annular channel receiving an annular magnetic coil, which can be covered radially inwards in regions on the coil window by an annular part arranged as part of the outer wall of the annular channel.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektromagnetischen Aktor für Kraftstoffinjektoren mit einer elektrisch bestrombaren ringförmigen Magnetspule und einem die Spule in einem offenen Ringkanal aufnehmenden Magnettopf mit einem Innenpol radial innerhalb eines die offene Seite des Ringkanals bildenden Spulenfensters und einem Außenpol radial außerhalb des Spulenfensters, wobei Innen- und Außenpol bei elektrischer Bestromung der Magnetspule entgegengesetzte magnetische Polaritäten aufweisen.The invention relates to an electromagnetic actuator for fuel injectors with an electrically energizable annular magnet coil and a magnet cup receiving the coil in an open annular channel with an inner pole radially inside a coil window forming the open side of the annular channel and an outer pole radially outside the coil window. and external pole have opposite magnetic polarities when the electric current is supplied to the magnetic coil.

Stand der TechnikState of the art

Ein Kraftstoffinjektor mit einem derartigen elektromagnetischen Aktor wird in der DE 10 2007 060 395 A1 beschrieben. Dabei ist ein ringförmiger Magnettopf vorgesehen, dessen Innenpol und dessen Außenpol in einer, mit der Ebene des Spulenfensters zusammenfallenden gemeinsamen Radialebene erstreckte, ringförmige Stirnflächen aufweisen, die magnetisch mit einem Anker zusammenwirken, der seinerseits mit einem Steuerelement eines Steuerventils antriebsmäßig gekoppelt ist, so dass dieses Ventil bei Hubbewegungen des Ankers geöffnet bzw. geschlossen wird. Der Anker ist als sogenannter Flachanker ausgebildet, der bei elektrisch bestromter Magnetspule eine erste Endlage einnimmt. Sobald die elektrische Bestromung der Magnetspule beendet wird, wird der Anker durch Federkraft von den Polen des Magnettopfes wegbewegt und in seine andere Endlage gestellt. Mit dieser bekannten Anordnung können vergleichsweise große Stellkräfte magnetisch erzeugt werden, weil zwischen Anker und Magnettopf zwei Arbeitsluftspalte vorliegen, und zwar am Innen- sowie am Außenpol.A fuel injector with such an electromagnetic actuator is in the DE 10 2007 060 395 A1 described. In this case, an annular magnet pot is provided, the inner pole and the outer pole in a, coincident with the plane of the coil window common radial plane having annular end faces which magnetically cooperate with an armature, which in turn is drivingly coupled to a control of a control valve, so that this Valve is opened or closed during lifting movements of the armature. The armature is designed as a so-called flat armature, which occupies a first end position when electrically energized solenoid. As soon as the electric energization of the magnetic coil is terminated, the armature is moved away by spring force from the poles of the magnet pot and placed in its other end position. With this known arrangement comparatively large restoring forces can be generated magnetically, because there are two working air gaps between the armature and magnet pot, namely at the inner and the outer pole.

Für eine optimale Steuerung eines Verbrennungsmotors ist es von entscheidender Bedeutung, die Einspritzphasen exakt und reproduzierbar steuern zu können.For optimum control of an internal combustion engine, it is of crucial importance to be able to control the injection phases accurately and reproducibly.

Dabei ist es insbesondere erwünscht, auch kleinste Kraftstoffmengen mehrfach hintereinander einspritzen zu können.It is particularly desirable to be able to inject even the smallest amounts of fuel several times in a row.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Hier setzt die Erfindung an, indem angestrebt wird, einerseits sehr reaktionsschnelle Aktoren für die Steuerung der Kraftstoffinjektoren zu schaffen und andererseits durch ein geringes Bauvolumen der Aktoren entsprechend kleine Kraftstoffinjektoren zu ermöglichen.This is where the invention is based, on the one hand, on the one hand to create very fast-reacting actuators for the control of the fuel injectors and, on the other hand, to enable correspondingly small fuel injectors by means of a small construction volume of the actuators.

Dies wird durch Aktoren gemäß dem Anspruch 1 erreicht. Da das Spulenfenster gegenüber dem Boden des die Magnetspule aufnehmenden Ringkanals nach radial innen versetzt ist und dementsprechend gegenüber dem vorgenannten Boden einen verminderten mittleren Durchmesser aufweist, kann der Anker mit entsprechend vermindertem Durchmesser und dementsprechend mit geringerer Masse ausgebildet werden, so dass bei den Hubbewegungen des Ankers vermindernde Trägheitskräfte zu überwinden sind. Dadurch lässt sich eine beschleunigte Reaktion des Aktors erreichen.This is achieved by actuators according to claim 1. Since the coil window relative to the bottom of the magnetic coil receiving annular channel is offset radially inward and accordingly compared to the aforementioned bottom has a reduced mean diameter, the anchor can be formed with a correspondingly reduced diameter and accordingly with a lower mass, so that during the lifting movements of the armature diminishing inertial forces are to be overcome. As a result, an accelerated reaction of the actuator can be achieved.

Durch eine gestufte Form des Ankers können Streuflüsse, die zu einer Reduktion der Magnetkraft führen würden, vermindert werden.By a stepped shape of the armature leakage fluxes that would lead to a reduction of the magnetic force can be reduced.

Um hinsichtlich der Ausgestaltung des Spulenfensters eine weitestgehende Freiheit zu erhalten, ist es vorteilhaft, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung einen gebauten Magnettopf vorzusehen. Damit wird auch eine praktisch unbeschränkte Freiheit hinsichtlich der Form von Außen- und Innenpol geboten, so dass auch insofern eine Optimierung zur Erzielung hoher Stellkräfte ermöglicht wird.In order to obtain the greatest possible freedom with respect to the design of the coil window, it is advantageous, according to a preferred embodiment of the invention, to provide a built magnet cup. Thus, a virtually unlimited freedom in terms of the shape of the outer and inner pole is offered, so that in this respect an optimization to achieve high restoring forces is possible.

Im Übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfindung auf die Ansprüche und die nachfolgende Erläuterung der Zeichnung verwiesen, anhand der besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung näher beschrieben werden.Incidentally, with regard to preferred features of the invention, reference is made to the claims and the following explanation of the drawing, are described in detail with reference to the particularly preferred embodiments of the invention.

Schutz wird nicht nur für angegebene oder dargestellte Merkmalskombinationen, sondern auch für prinzipiell beliebige Kombinationen der angegebenen oder dargestellten Einzelmerkmale beansprucht.Protection is claimed not only for specified or illustrated feature combinations, but also for any combination of the specified or illustrated individual features.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

In der Zeichnung zeigt:In the drawing shows:

1 einen halbseitigen Axialschnitt einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Aktors, 1 a half-side axial section of a first embodiment of an actuator according to the invention,

2 einen der 1 entsprechenden Axialschnitt einer weiteren Ausführungsform, 2 one of the 1 corresponding axial section of a further embodiment,

3 einen Axialschnitt einer nochmals abgeänderten Ausführung, 3 an axial section of a further modified embodiment,

4 einen Axialschnitt einer weiteren Ausführungsform, 4 an axial section of another embodiment,

5 ein Diagramm, welches die stationären Magnetkräfte der in den 1 und 4 dargestellten Ausführungsformen in Abhängigkeit vom Spulenstrom wiedergibt, und 5 a diagram showing the stationary magnetic forces in the 1 and 4 represented embodiments depending on the coil current, and

6 ein Diagramm, welches die instationären Magnetkräfte bei konstantem Hub für die Ausführungsformen der 1 und 4 in Abhängigkeit von der Zeit zeigt. 6 a diagram showing the transient magnetic forces at constant lift for the embodiments of 1 and 4 depending on the time shows.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der ErfindungPreferred embodiments of the invention

Der in 1 dargestellte Aktor besitzt einen ringförmigen Magnettopf 1, der einen zu seiner einen Stirnseite offenen Ringkanal 2 aufweist, innerhalb dessen eine entsprechend ringförmige Magnetspule 3 angeordnet ist. Der Magnettopf 1 besteht aus einem ferromagnetischen Material. Bei elektrischer Bestromung der Magnetspule 3 bildet dann die radial äußere Wand des Ringkanals 2 einen magnetischen Außenpol, während die radial innere Wand des Ringkanals 2 einen zum Außenpol entgegengesetzt magnetisierten Innenpol bildet. Der Innenpol besitzt eine vergleichsweise große Wandstärke und eine geringe axiale Höhe, so dass der Innenpol von der Spule 3 etwas in axialer Richtung überragt wird. Der Außenpol, der im Bereich der Spule 3 eine im Vergleich zum Innenpol geringere Wandstärke aufweist, wird an seinem die Spule 3 axial überragenden freien Ende von einem Ringteil 5 fortgesetzt, welches im dargestellten Beispiel einen parallelogrammähnlichen Querschnitt aufweist und mit seinem radial inneren Rand das Spulenfenster 4 verengt. Bei dem Magnettopf 1 handelt es sich also um einen „gebauten” Magnettopf 1, wobei, wie die 1 zeigt, durch den mehrteiligen Aufbau des Magnettopfes 1 die Möglichkeit geboten wird, das verbleibende Spulenfenster 4 am Magnettopf 1 relativ zum Boden des Ringkanals 2 nach radial einwärts zu verlegen, gleichwohl lässt sich die Magnetspule 3 vor dem endgültigen Zusammenbau des Magnettopfes 1 in denselben einsetzen.The in 1 actuator shown has an annular magnet pot 1 , the one to his one end open ring channel 2 has, within which a corresponding annular magnetic coil 3 is arranged. The magnet pot 1 consists of a ferromagnetic material. For electrical energization of the solenoid 3 then forms the radially outer wall of the annular channel 2 a magnetic outer pole, while the radially inner wall of the annular channel 2 forms an opposite to the outer pole magnetized inner pole. The inner pole has a comparatively large wall thickness and a low axial height, so that the inner pole of the coil 3 something is projected in the axial direction. The outer pole, in the area of the coil 3 has a lower wall thickness compared to the inner pole, is at his the coil 3 axially superior free end of a ring part 5 continued, which in the example shown has a parallelogram-like cross-section and with its radially inner edge of the coil window 4 narrows. At the magnet pot 1 So it is a "built" magnet pot 1 , where, like the 1 shows, by the multi-part structure of the magnet pot 1 the option is offered, the remaining coil window 4 at the magnet pot 1 relative to the bottom of the annular channel 2 to move radially inward, nevertheless, the solenoid can be 3 before the final assembly of the magnet pot 1 insert into it.

Das den freien Rand des Außenpols bildende Ringteil 5 ist als Ringscheibe ausgebildet, die flächig auf dem zugewandten Stirnrand der Außenwand des Ringkanals 2 aufsitzt und mit ihrer freien Stirnseite in der gleichen Radialebene wie die freie Stirnseite der Innenwand des Ringkanals 2 erstreckt ist. Bei elektrischer Bestromung der Magnetspule 3 bildet dann die freie Stirnseite des Ringteils 5 einen ringförmigen Außenpol, und die freie Stirnseite der Innenwand des Ringkanals 2 bildet einen ringförmigen Innenpol, wobei Außen- und Innenpol zueinander entgegengesetzt magnetisiert sind. Außen- und Innenpol 6, 7 wirken magnetisch mit einem gestuften Anker 8 zusammen, der radial außerhalb eines inneren zylinderähnlichen Teils der als Ringscheibe bzw. als Ring mit sternförmig angeordneten radialen Armen ausgebildet sein kann und zwar derart, dass er in seiner an den Magnettopf 1 angenäherten Endlage auf den zugewandten Stirnseiten beider Pole 6 und 7 aufliegt. Stattdessen kann der Anker 8 auch mit einem Hubanschlag (nicht dargestellt) zusammenwirken, so dass der Anker 8 in der genannten Endlage noch einen geringen Abstand zu den Polen 6 und 7 aufweist. Der Anker 8 kann in gleicher Weise, wie es aus der eingangs angegebenen DE 10 2007 060 395 A1 bekannt ist, mit einem hülsenförmigen Ventilschließkörper 9 verbunden sein, der auf einer stationär am Gehäusekörper eines Kraftstoffinjektors abgestützten Führungsstange 10 verschiebbar geführt ist, wobei der Ringspalt zwischen dem Außenumfang der Führungsstange und dem Innenumfang des Ventilschließkörpers 9 als Dichtspalt ausgebildet ist. Mittels einer koaxial zur Führungsstange 10 angeordneten Ventilschließfeder 11, die als Schraubendruckfeder ausgebildet sein kann, werden der Anker 8 und der Ventilschließkörper 9 in eine vom Innen- und Außenpol 6, 7 entfernte Endlage gespannt, in der der Ventilschließkörper 9 mit einer ringlinienförmigen Dichtkante, deren Durchmesser dem Innendurchmesser des Ventilschließkörpers 9 entspricht, gegen einen Sitzkörper 12 im Injektorkörper gespannt wird. Gleichachsig zur Führungsstange 10 ist im Sitzkörper 12 eine gedrosselte Auslassbohrung 13 eines Steuerraumes 14 angeordnet, der seinerseits als Verdrängerarbeitsraum für das düsenferne, plungerartige Ende 15 einer nicht näher dargestellten Düsennadel ausgebildet ist. Der Steuerraum 14 steht über eine Drosselstrecke 16 in Verbindung mit einem Hochdruckanschluss 160 des Kraftstoffinjektors. Wenn also der Ventilschließkörper 9 seine auf dem Sitzkörper 12 aufsitzende Schließlage einnimmt, hat der Steuerraum 14 gleichen Druck wie der vorgenannte Hochdruckanschluss, und das plungerartige Ende 15 der Düsennadel wird in die der Schließlage der Düsennadel entsprechende Endlage ausgeschoben. Dieser Zustand wird immer dann erreicht, wenn die elektrische Bestromung der Magnetspule 3 abgeschaltet wird und die Ventilschließfeder 11 den Ventilschließkörper 9 in seine dargestellte Schließlage stellt. Sobald die Magnetspule 3 elektrisch bestromt wird, werden der Anker 8, der Ventilschließkörper 9 gegen die Kraft der Ventilschließfeder 11 vom Sitzkörper 12 weggezogen, so dass die Auslassbohrung 13 mit dem in der Umgebung des Ventilschließkörpers 9 vorliegenden Niederdruckraum 170 des Kraftstoffinjektors verbunden wird, mit der Folge, dass der Druck im Steuerraum 14 entsprechend auf den Druck im Niederdruckraum abfällt und die Düsennadel mit ihrem plungerartigen Ende 15 in ihre Offenlage für die Einspritzphase übergeht.The ring part forming the free edge of the outer pole 5 is formed as an annular disc, the surface on the facing end edge of the outer wall of the annular channel 2 seated and with its free end face in the same radial plane as the free end face of the inner wall of the annular channel 2 extends. For electrical energization of the solenoid 3 then forms the free end face of the ring part 5 an annular outer pole, and the free end face of the inner wall of the annular channel 2 forms an annular inner pole, wherein the outer and inner pole are magnetized opposite to each other. Outer and inner pole 6 . 7 act magnetically with a stepped anchor 8th together, which may be formed radially outside of an inner cylinder-like part of the annular disc or as a ring with radially arranged radial arms and in such a way that in his to the magnet pot 1 Approximated end position on the facing end faces of both poles 6 and 7 rests. Instead, the anchor can 8th also interact with a stroke stop (not shown), so that the anchor 8th in the mentioned end position still a small distance to the poles 6 and 7 having. The anchor 8th can in the same way as it from the beginning specified DE 10 2007 060 395 A1 is known, with a sleeve-shaped valve closing body 9 connected on a stationary on the housing body of a fuel injector supported guide rod 10 slidably guided, wherein the annular gap between the outer periphery of the guide rod and the inner periphery of the valve closing body 9 is designed as a sealing gap. By means of a coaxial to the guide rod 10 arranged valve closing spring 11 , which may be formed as a helical compression spring, become the anchor 8th and the valve closing body 9 in one of the inner and outer pole 6 . 7 distant end position, in which the valve closing body 9 with a ring-shaped sealing edge whose diameter is the inner diameter of the valve closing body 9 corresponds to a seat body 12 in the injector body is tensioned. Coaxial with the guide rod 10 is in the seat body 12 a throttled outlet hole 13 a control room 14 arranged, in turn, as Verdrängerarbeitsraum for the nozzle-distant, plunger-like end 15 a nozzle needle, not shown, is formed. The control room 14 is over a throttle line 16 in conjunction with a high pressure connection 160 of the fuel injector. So if the valve closing body 9 his on the seat body 12 seated closing position occupies the control room 14 same pressure as the aforementioned high-pressure port, and the plunger-like end 15 the nozzle needle is ejected into the end position corresponding to the closed position of the nozzle needle. This condition is always reached when the electric current supply to the solenoid coil 3 is switched off and the valve closing spring 11 the valve closing body 9 in his illustrated closed position. Once the solenoid 3 electrically energized become the anchor 8th , the valve closing body 9 against the force of the valve closing spring 11 from the seat body 12 pulled away, leaving the outlet hole 13 with the in the vicinity of the valve closing body 9 present low pressure space 170 the fuel injector is connected, with the result that the pressure in the control room 14 corresponding to the pressure in the low pressure space drops and the nozzle needle with its plungerartigen end 15 goes into its open position for the injection phase.

Bei den Öffnungs- und Schließhüben des Ventilschließkörpers 9 ist vorteilhaft, dass der Anker 8 einen relativ geringen Außendurchmesser haben kann und dementsprechend mit vergleichsweise geringer Masse und dementsprechend geringer Trägheit ausgebildet sein kann. Dies beruht darauf, dass das Spulenfenster zwischen Außen- und Innenpol 6 und 7 einen geringen Außendurchmesser aufweist, so dass auch ein bezüglich seines Durchmessers kleiner Anker 8 bei elektrisch bestromter Magnetspule 3 mit beiden Polen 6, 7 simultan zusammenzuwirken vermag.At the opening and closing strokes of the valve closing body 9 is advantageous that the anchor 8th may have a relatively small outer diameter and, accordingly, may be formed with comparatively low mass and correspondingly low inertia. This is due to the fact that the coil window between the outer and inner pole 6 and 7 has a small outer diameter, so that also with respect to its diameter small anchor 8th with electrically energized magnetic coil 3 with both poles 6 . 7 can co-operate simultaneously.

Die in 2 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der vorangehend erläuterten Ausführungsform der 1 im Wesentlichen dadurch, dass die radial äußere Wand des Ringkanals 2 und dessen radial innere Wand miteinander fluchtende Stirnseiten aufweisen. In the 2 illustrated embodiment differs from the previously explained embodiment of 1 essentially in that the radially outer wall of the annular channel 2 and whose radially inner wall have mutually aligned end faces.

Bei der in 3 dargestellten Ausführungsform besitzt der Ringkanal 2 eine im Vergleich zur axialen Länge der Magnetspule 3 verminderte Tiefe, so dass die Magnetspule 3 axial etwas aus dem Ringkanal 2 herausragt. Darüber hinaus wird die Außenwand des Ringkanals 2 durch ein Ringteil 5 mit Winkel-Querschnitt fortgesetzt, wobei dieses Ringteil 5 einen radial nach einwärts gerichteten ringscheibenförmigen Schenkel aufweist, der die Magnetspule 3 in Radialrichtung im Wesentlichen überlappt. Der Anker 8 ist gestuft ausgebildet, derart, dass sein Querschnitt einerseits einen die Innenwand des Ringkanals 2 fortsetzenden Schenkel aufweist und andererseits mit einem radial nach auswärts gerichteten Schenkel auf die freie Stirnseite des Ringteiles 5 auflegbar ist. Dieser letztere Schenkel besitzt einen reduzierten Außendurchmesser, welcher geringer sein kann als der Außendurchmesser der Magnetspule 3. Der radiale Schenkel des Ringteiles 5 ist zu seinem freien Rand hin konisch ausgebildet. Dadurch wird einerseits der in Axialrichtung der Spule 3 wirkende magnetische Fluss zwischen dem radialen Schenkel des Ringteiles 5 und dem radialen Schenkel des Ankers 8 verstärkt. Andererseits wird der gleichwohl verbleibende Streufluss 18 auf den axialen Schenkel des Ankers 8 geleitet, so dass zwischen dem axialen Schenkel des Ankers 8 und der Innenwand des Ringkanals 2 ein entsprechend verstärkter axialer Magnetfluss auftritt.At the in 3 illustrated embodiment has the annular channel 2 one compared to the axial length of the solenoid 3 reduced depth, so that the magnetic coil 3 axially something out of the annular channel 2 protrudes. In addition, the outer wall of the annular channel 2 through a ring part 5 continued with angular cross-section, this ring part 5 a radially inwardly directed annular disk-shaped leg, which has the magnetic coil 3 substantially overlapped in the radial direction. The anchor 8th is stepped, such that its cross section on the one hand, the inner wall of the annular channel 2 continuing leg and on the other hand with a radially outwardly directed leg on the free end face of the ring member 5 can be placed. This latter leg has a reduced outer diameter, which may be less than the outer diameter of the magnetic coil 3 , The radial leg of the ring member 5 is tapered towards its free edge. As a result, on the one hand in the axial direction of the coil 3 acting magnetic flux between the radial leg of the ring member 5 and the radial leg of the armature 8th strengthened. On the other hand, the remaining leakage flux remains 18 on the axial leg of the anchor 8th passed, so that between the axial leg of the armature 8th and the inner wall of the annular channel 2 a correspondingly increased axial magnetic flux occurs.

Der in 4 dargestellte Aktor besitzt einen ringförmigen Magnettopf 1, der einen zu seiner einen Stirnseite offenen Ringkanal 2 aufweist, innerhalb dessen eine entsprechend ringförmige Magnetspule 3 angeordnet ist. Der Magnettopf 1 besteht aus einem ferromagnetischen Material. Bei elektrischer Bestromung der Magnetspule 3 bildet dann die radial äußere Wand des Ringkanals 2 einen magnetischen Außenpol, während die radial innere Wand des Ringkanals 2 einen zum Außenpol entgegengesetzt magnetisierten Innenpol bildet. Der Innenpol ist auf seiner der Spule 3 zugewandten radialen Außenseite am Spulenfenster 4 konisch ausgebildet, derart, dass sich der Innenpol in Richtung seiner freien Stirnseite verjüngt. Der Außenpol, der im Bereich der Spule 3 eine im Vergleich zum Innenpol geringere Wandstärke aufweist, wird an seinem die Spule 3 axial überragenden freien Ende von einem Ringteil 5 fortgesetzt, welches im dargestellten Beispiel einen parallelogrammähnlichen Querschnitt aufweist und mit seinem radial inneren Rand das Spulenfenster 4 verengt. Bei dem Magnettopf 1 handelt es sich also um einen „gebauten” Magnettopf 1, wobei, wie die 1 zeigt, durch den mehrteiligen Aufbau des Magnettopfes 1 die Möglichkeit geboten wird, das verbleibende Spulenfenster 4 am Magnettopf 1 relativ zum Boden des Ringkanals 2 nach radial einwärts zu verlegen, gleichwohl lässt sich die Magnetspule 3 vor dem endgültigen Zusammenbau des Magnettopfes 1 in denselben einsetzen.The in 4 actuator shown has an annular magnet pot 1 , the one to his one end open ring channel 2 has, within which a corresponding annular magnetic coil 3 is arranged. The magnet pot 1 consists of a ferromagnetic material. For electrical energization of the solenoid 3 then forms the radially outer wall of the annular channel 2 a magnetic outer pole, while the radially inner wall of the annular channel 2 forms an opposite to the outer pole magnetized inner pole. The inner pole is on its the coil 3 facing radial outer side of the coil window 4 tapered, such that the inner pole tapers in the direction of its free end face. The outer pole, in the area of the coil 3 has a lower wall thickness compared to the inner pole, is at his the coil 3 axially superior free end of a ring part 5 continued, which in the example shown has a parallelogram-like cross-section and with its radially inner edge of the coil window 4 narrows. At the magnet pot 1 So it is a "built" magnet pot 1 , where, like the 1 shows, by the multi-part structure of the magnet pot 1 the option is offered, the remaining coil window 4 at the magnet pot 1 relative to the bottom of the annular channel 2 to move radially inward, nevertheless, the solenoid can be 3 before the final assembly of the magnet pot 1 insert into it.

Das Ringteil 5 ist als Ringscheibe ausgebildet, die flächig auf dem zugewandten Stirnrand der Außenwand des Ringkanals 2 aufsitzt und mit ihrer freien Stirnseite in der gleichen Radialebene wie die freie Stirnseite der Innenwand des Ringkanals 2 erstreckt ist. Bei elektrischer Bestromung der Magnetspule 3 bildet dann die freie Stirnseite des Ringteils 5 einen ringförmigen Außenpol, und die freie Stirnseite der Innenwand des Ringkanals 2 bildet einen ringförmigen Innenpol, wobei Außen- und Innenpol zueinander entgegengesetzt magnetisiert sind. Außen- und Innenpol 6, 7 wirken magnetisch mit einem flachen Anker 8 zusammen, der als Ringscheibe bzw. als Ring mit sternförmig angeordneten radialen Armen ausgebildet sein kann und zwar derart, dass er in seiner an den Magnettopf 1 angenäherten Endlage auf den zugewandten Stirnseiten beider Pole 6 und 7 aufliegt oder durch einen nicht dargestellten Hubanschlag mit geringem Abstand von den Polen 6 und 7 festgehalten werden kann.The ring part 5 is formed as an annular disc, the surface on the facing end edge of the outer wall of the annular channel 2 seated and with its free end face in the same radial plane as the free end face of the inner wall of the annular channel 2 extends. For electrical energization of the solenoid 3 then forms the free end face of the ring part 5 an annular outer pole, and the free end face of the inner wall of the annular channel 2 forms an annular inner pole, wherein the outer and inner pole are magnetized opposite to each other. Outer and inner pole 6 . 7 act magnetically with a flat anchor 8th together, which can be configured as an annular disk or as a ring with radially arranged radial arms and in such a way that it in his to the magnet pot 1 Approximated end position on the facing end faces of both poles 6 and 7 rests on or by a stroke stop, not shown, with a small distance from the poles 6 and 7 can be held.

Das Diagramm der 5 zeigt nun die zwischen dem jeweiligen Anker 8 und dem Magnettopf 1 bei elektrischer Bestromung der Spule 3 wirkenden magnetischen Kräfte in Abhängigkeit von dem die Magnetspule 3 durchsetzenden elektrischen Strom. Dabei bezieht sich die Kurve K1 auf den Aktor der 1, die Kurve K2 auf den Aktor der 4.The diagram of 5 now shows the between the respective anchor 8th and the magnet pot 1 at electrical energization of the coil 3 acting magnetic forces as a function of the magnetic coil 3 passing through electrical current. In this case, the curve K 1 refers to the actuator of 1 , the curve K 2 on the actuator of the 4 ,

Das Diagramm der 5 zeigt die wirksamen Magnetkräfte in Abhängigkeit von der Zeit, wenn die jeweiligen Magnetkreise bei konstantem Hub mit einer 48 V Boosterung bis 20 A beaufschlagt werden. Auch hier beziehen sich die Indizes der Kurven K1 und K2 auf die Ausführungsformen der Aktoren in den 1 und 4.The diagram of 5 shows the effective magnetic forces as a function of time when the respective magnetic circuits are subjected to a 48 V boost to 20 A at constant stroke. Again, the indices of the curves K 1 and K 2 refer to the embodiments of the actuators in the 1 and 4 ,

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (9)

Elektromagnetischer Aktor für Kraftstoffinjektoren, mit einer elektrisch bestrombaren ringförmigen Magnetspule (3) und einem die Spule in einem offenen Ringkanal (2) aufnehmenden Magnettopf (1) mit einem Innenpol (7) radial innerhalb eines die offene Seite des Ringkanals (2) bildenden Spulenfensters (4) und einem Außenpol (6) radial außerhalb des Spulenfensters (4), wobei Innen- und Außenpol (7, 6) bei elektrischer Bestromung der Magnetspule (3) entgegengesetzte magnetische Polaritäten aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass das Spulenfenster (4) gegenüber dem Boden des Ringkanals (2) nach radial innen ausgedehnt bzw. nach radial innen versetzt angeordnet ist.Electromagnetic actuator for fuel injectors, with an electrically energizable annular magnet coil ( 3 ) and a coil in an open annular channel ( 2 ) receiving magnet pot ( 1 ) with an inner pole ( 7 ) radially within one of the open side of the ring channel ( 2 ) forming coil window ( 4 ) and an external pole ( 6 ) radially outside the coil window ( 4 ), with inner and outer pole ( 7 . 6 ) during electrical energization of the magnetic coil ( 3 ) have opposite magnetic polarities, characterized in that the coil window ( 4 ) opposite the bottom of the annular channel ( 2 ) is radially inwardly extended or arranged offset radially inward. Aktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein gebauter Magnettopf (1) vorgesehen ist.Actuator according to claim 1, characterized in that a built magnet pot ( 1 ) is provided. Aktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit den Innen- und Außenpolen (6, 7) zusammenwirkender Anker (8) einen im Vergleich zum Außenpol (6) und/oder zur Außenwand des Ringkanals (2) verminderten Außendurchmesser aufweist.Actuator according to claim 1 or 2, characterized in that one with the inner and outer poles ( 6 . 7 ) cooperating anchor ( 8th ) one compared to the outer pole ( 6 ) and / or to the outer wall of the annular channel ( 2 ) has reduced outer diameter. Aktor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem gebauten Magnettopf (1) eine mehrteilige Außenwand des Ringkanals (2) vorgesehen ist, wobei am Spulenfenster (4) als freies Ende der Außenwand ein Ringteil (5) vorgesehen ist und wobei die freie Stirnseite des Ringteiles (5) und die freie Stirnseite der Innenwand des Ringkanals (2) in einer gemeinsamen Ebene erstreckt sind.Actuator according to one of claims 1 to 3, characterized in that in a built magnet pot ( 1 ) a multi-part outer wall of the annular channel ( 2 ) is provided, wherein at the coil window ( 4 ) as a free end of the outer wall a ring member ( 5 ) is provided and wherein the free end face of the ring member ( 5 ) and the free end face of the inner wall of the annular channel ( 2 ) are extended in a common plane. Aktor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringteil (5) den Ringkanal (2) nach radial einwärts teilweise überdeckt.Actuator according to claim 4, characterized in that the ring part ( 5 ) the annular channel ( 2 ) is partially covered radially inward. Aktor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwand des Ringkanals (2) kürzer als die mehrteilige Außenwand ist, wobei als freies Ende der Außenwand ein Ringteil (5) mit Winkelquerschnitt vorgesehen ist, dessen einer Schenkel den Ringkanal (2) nach radial einwärts überdeckt, und dass ein Aktor (8) mit Winkelprofil vorgesehen ist, dessen einer Schenkel auf eine freie Stirnseite des Ringteiles (5) auflegbar ist, wobei der andere Schenkel auf einem freien Stirnrand der Innenwand des Ringkanals (2) aufsitzt und die Innenwand axial fortsetzt.Actuator according to one of claims 1 to 3, characterized in that the inner wall of the annular channel ( 2 ) is shorter than the multi-part outer wall, wherein as a free end of the outer wall a ring member ( 5 ) is provided with angular cross-section, one leg of which the annular channel ( 2 ) is covered radially inwardly and that an actuator ( 8th ) is provided with an angle profile, whose one leg on a free end face of the ring member ( 5 ) can be placed, wherein the other leg on a free end edge of the inner wall of the annular channel ( 2 ) and the inner wall continues axially. Aktor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwand des Ringkanals (2) am Spulenfenster (4) spulenseitig einen konischen Abschnitt aufweist, derart, dass sich der Außendurchmeser der Innenwand zu dessen freier Stirnseite hin vermindert.Actuator according to one of claims 1 to 6, characterized in that the inner wall of the annular channel ( 2 ) on the coil window ( 4 ) has a conical section on the coil side, such that the outer diameter of the inner wall decreases towards its free end side. Elektromagnetischer Aktor für Kraftstoffinjektoren, mit einer elektrisch bestrombaren Magnetspule (3) und einem die Spule (3) in einem offenen Ringkanal aufnehmenden Magnettopf (1) mit einem Innenpol (7) radial innerhalb eines die offene Seite des Ringkanals bildenden Spulenfensters (4) und einem Außenpol (6) radial außerhalb des Spulenfensters (4), wobei Innen- und Außenpol (7, 6) bei elektrischer Bestromung der Magnetspule (3) entgegengesetzte magnetische Polaritäten aufweisen, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (8) mit gestuftem Querschnitt ausgebildet ist.Electromagnetic actuator for fuel injectors, with an electrically energized magnetic coil ( 3 ) and one the coil ( 3 ) in an open annular channel magnetic cup ( 1 ) with an inner pole ( 7 ) radially inside a coil window forming the open side of the annular channel ( 4 ) and an external pole ( 6 ) radially outside the coil window ( 4 ), with inner and outer pole ( 7 . 6 ) during electrical energization of the magnetic coil ( 3 ) have opposite magnetic polarities, in particular according to one of claims 1 to 7, characterized in that the armature ( 8th ) is formed with a stepped cross-section. Aktor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Luftspalt zwischen Innenpol (7) und Anker (8) i Vergleich zum Luftspalt zwischen Anker (8) und Außenpol (6) versetzt ist.Actuator according to claim 8, characterized in that an air gap between inner pole ( 7 ) and anchors ( 8th ) i comparison to the air gap between anchor ( 8th ) and outer pole ( 6 ) is offset.
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