DE3811844C1

DE3811844C1 -

Info

Publication number: DE3811844C1
Application number: DE3811844A
Authority: DE
Inventors: Georg Dipl.-Ing. Klosterneuburg At Ritzinger
Original assignee: Voestalpine Metal Forming GmbH
Current assignee: Voestalpine Metal Forming GmbH
Priority date: 1988-04-08
Filing date: 1988-04-08
Publication date: 1989-12-14
Also published as: DE58900162D1; EP0336922A1; ES2024073B3; ATE65113T1; EP0336922B1

Abstract

An electromechanical actuator for control elements of injector-pump units, in particular for the element used to adjust the delivery quantity and/or the beginning of injection, in which a hollow- cylindrical rotor (10) of magnetisable material, spring-loaded in one direction of rotation, is mechanically connected to the control element of the injector-pump unit (1) and is arranged essentially concentrically around an actuating element of the injection plunger (3), and assigned to the rotor (10, 29, 43, 47, 60, 62) is a stator (15, 21, 30, 46, 61, 63) which has at least one pole shoe (16, 17, 24a..f, 28, 31, 32) and at least one excitation coil (18, 25a..f 34, 48, 68). <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehmagnetantrieb für Stellglieder von Pumpedüsen für Brennkraftmaschinen, insbesondere für das Fördermengen- und/oder Spritzbeginnverstellglied.The invention relates to a rotary magnet drive for actuators of pump nozzles for internal combustion engines, especially for the Flow and / or spray start actuator.

Bei Pumpedüsen für Brennkraftmaschinen ist es üblich, das Mengenstellwerk mechanisch, z. B. über ein Gestänge, Nocken etc. zu verstellen. Der Einsatz elektronischer Regler für die Kraftstoffeinspritzung hat zur Einführung elektromecha nischer Antriebe für die Mengenstellglieder geführt. Ein der artiger Antrieb für das Mengenstellglied einer Kraftstoff einspritzpumpe ist beispielsweise in der DE-OS 28 45 139 beschrieben. Hierbei wird ein auf einer Welle sitzender, in einer Drehrichtung federbelasteter Drehanker entsprechend dem Feld einer Erregerspule verdreht, wodurch über die Welle und eine Mitnahmekurbel ein Ringschieber verstellt wird.With pump nozzles for internal combustion engines, it is common that Mechanical quantity signal box, e.g. B. via a linkage, cams etc. to adjust. The use of electronic controllers for the fuel injection has electromecha introduction drives for the volume control elements. One of the like drive for the quantity actuator of a fuel injection pump is for example in DE-OS 28 45 139 described. Here, a sitting on a shaft, in corresponding to a direction of rotation of spring-loaded anchors twisted the field of an excitation coil, causing over the shaft and a driving crank a ring slide is adjusted.

Die bekannte Konstruktion benötigt jedoch viel Platz und ist daher im Zusammenhang mit Pumpedüsen, die für jeden Zylinder eines Motors vorgesehen sind und die z. B. in AT-PS 3 72 502 beschrieben sind, kaum verwendbar. Da neben den in den Zy linderkopf eingesetzten Pumpedüsen üblicherweise die Nocken welle für die Betätigung der Ventile und der Kolben der Pum pedüse verläuft, wobei meist Kipphebel zwischengeschaltet sind, steht auch wenig Bauraum zur Verfügung.However, the known construction takes up a lot of space and is therefore related to pump nozzles for each cylinder a motor are provided and the z. B. in AT-PS 3 72 502 are hardly usable. Since in addition to those in the Zy The pump nozzles used for the linderkopf are usually the cams shaft for the actuation of the valves and the pistons of the pump The pedus runs, mostly with rocker arms interposed there is also little installation space available.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen elektromechani schen Antrieb zu schaffen, der auf Grund kompakter Abmessungen und ei nes guten Wirkungsgrades bei einfachem und billigem Aufbau bei Pumpedüsen Anwendung finden kann.The object of the invention is an electromechanical to create that drive due to its compact dimensions and egg good efficiency with simple and cheap construction can be used with pump nozzles.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den im Patent anspruch 1 gekennzeichneten Drehmagnetantrieb gelöst, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen aus den Unteransprüchen hervorgehen.This object is achieved by the in the patent Claim 1 marked solenoid drive, where advantageous embodiments emerge from the subclaims.

Der Antrieb nach der Erfindung ergibt einen überaus raumspa renden Aufbau, der bezüglich des übrigen Aufbaues einer Pum pedüse koaxial liegen kann, wodurch sich eine besonders ein fache mechanische Kupplung mit dem Mengenstellglied oder dem Stellglied für die Änderung des Einspritzzeitpunktes ergibt. The drive according to the invention results in a very space-saving structure, which is related to the rest of the structure of a pump can lie coaxially, which makes a particularly fold mechanical coupling with the quantity actuator or the Actuator for changing the injection timing results.

Weitere bevorzugte Ausbildungen sind Gegenstand der Unteran sprüche.Further preferred training is the subject of the Unteran claims.

Die Erfindung samt ihren weiteren Vorteilen ist im folgenden an Hand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert, die in der Zeichnung veranschaulicht sind. In dieser zeigtThe invention and its other advantages are as follows explained in more detail using two exemplary embodiments, which in the drawing are illustrated. In this shows

Fig. 1 einen Axialschnitt durch den oberen Teil einer Pumpedüse mit einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antrie bes, Fig. Bes 1 is an axial section through the upper part of a unit fuel injector with a first embodiment of the present invention Antrie,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1, Fig. 2 shows a section along the line II-II of Fig. 1,

Fig. 3 in einer Ansicht entsprechend Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der Erfindung, Fig. 3 in a view corresponding to FIG. 2 shows a second embodiment of the invention,

Fig. 4 und Fig. 5 in Ansichten entsprechend Fig. 1 und Fig. 2 eine dritte Ausführungsform der Erfindung, wobei Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 4 darstellt, FIGS. 4 and Fig. 5 in views corresponding to Fig. 1 and Fig. 2 a third embodiment of the invention, in which Fig. 5 shows a section according to the line VV of Fig. 4,

Fig. 5a die Abwicklung eines der beiden Polschuhe des Rotors der dritten Ausführungsform, FIG. 5a, the processing of one of the two pole shoes of the rotor of the third embodiment,

Fig. 6 und Fig. 7 in Ansichten entsprechend Fig. 1 und Fig. 2 eine vier te Ausführungsform der Erfindung, wobei Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie VII-VII der Fig. 6 darstellt,Illustrating FIGS. 6 and Fig. 7 in views corresponding to Fig. 1 and Fig. 2 is a four-th embodiment of the invention, in which FIG. 7 is a section along the line VII-VII of Fig. 6,

Fig. 8 eine fünfte Ausführungsform der Erfindung in einer Ansicht ent sprechend Fig. 1, Fig. 8 shows a fifth embodiment of the invention in a view accordingly Fig. 1,

Fig. 9 eine Draufsicht auf diese Ausfüh rungsform, teilweise geschnitten, und Fig. 9 is a plan view of this Ausfüh approximate shape, partially cut, and

Fig. 10 eine vergrößer te, teilweise geschnittene Teilansicht in Richtung des Pfei les X der Fig. 9 und Fig. 10 is an enlarged partial, partially sectioned view in the direction of Pfei les X of FIG. 9 and

Fig. 11 eine sechste Ausführungsform der Erfindung in einem Axialschnitt durch eine Pumpedüse. Fig. 11 shows a sixth embodiment of the invention in an axial section of a unit fuel injector.

Gemäß Fig. 1 und 2 besitzt eine Pumpedüse 1 ein Gehäuse 2 und einen federbelasteten Kolben 3, der mittels eines strichliert angedeuteten Stößels 4 betätigt werden kann. Der Kolben 3 ist drehfest mit einem Kurbelarm 5 verbunden, von dem ein Stift 6 nach oben absteht. Durch Verdrehen des Kurbelarmes 5 und damit des Kolbens 3 kann die jeweilige Fördermenge eingestellt werden. Der gesamte, hier nicht nä her gezeigte Aufbau einer solchen Pumpedüse, bei der eine mechanische Betätigung des Kurbelarms, etwa mittels einer Verstellstange, vorgesehen ist, kann z. B. der bereits er wähnten AT-PS 3 72 502 entnommen werden. Can be shown in FIG. 1 and 2, a unit fuel injector 1 has a housing 2 and a spring-loaded piston 3 by means of a dashed line indicated the plunger 4 is operated. The piston 3 is rotatably connected to a crank arm 5 , from which a pin 6 protrudes upwards. The respective delivery rate can be adjusted by turning the crank arm 5 and thus the piston 3 . The entire structure, not shown here, of such a pump nozzle, in which mechanical actuation of the crank arm, for example by means of an adjusting rod, is provided, for. B. the already mentioned AT-PS 3 72 502 can be found.

Den Fig. 1 und 2 ist weiters ein auf das Gehäuse 2 aufge setzter Gehäuseoberteil 7 zu entnehmen. Durch einen buchsen artigen Bereich des Gehäuseoberteils 7 tritt, mittels einer Runddichtung 8 abgedichtet, ein nach oben hin offener, hoh ler Druckbolzen 9, an dem der Stößel 4 angreift. An der Außenfläche des buchsenartigen Bereichs des Gehäuseoberteils 7 ist ein im wesentlichen hohlzylindrischer Rotor 10 des er findungsgemäßen elektromechanischen Antriebes gelagert, der den Druckbolzen 9 konzentrisch umgibt. Dieser Rotor ist an seinem Umfang mit zwei hohlzylindersegmentartigen Dauerma gneten 11, 12 versehen, die radial magnetisiert sind, was durch die Buchstaben N und S angedeutet ist. Die Magnete 11, 12 liegen einander diametral bezüglich der Drehachse a gegen über und erstrecken sich je über einen Winkel von z. B. 120°. FIGS. 1 and 2 is shown in a further positioned on the housing 2 translated housing upper part 7. Through a bush-like area of the upper housing part 7 occurs, sealed by means of a round seal 8 , an upwardly open, hollow pressure bolt 9 , on which the plunger 4 engages. On the outer surface of the bush-like area of the upper housing part 7 , a substantially hollow cylindrical rotor 10 of the inventive electromechanical drive is mounted, which surrounds the pressure pin 9 concentrically. This rotor is provided on its circumference with two hollow cylindrical segment-like permanent magnets 11, 12 , which are radially magnetized, which is indicated by the letters N and S. The magnets 11, 12 lie diametrically opposite one another with respect to the axis of rotation a and each extend over an angle of z. B. 120 °.

Der Rotor 10 ist mit einer achsparallelen Außennut 13 verse hen, in die der Stift 6 des Kurbelarms 5 eingreift, so daß der Rotor 10 mit dem Kurbelarm 5 und somit mit dem Kolben 3 auf Drehung verbunden ist. Der Stift 6 ist jedoch in der Außennut 13 axial verschieblich gelagert, so daß er sich dem Kolbenhub entsprechend verschieben kann. Der Rotor 10 ist ferner mit Hilfe einer Druckfeder 14 in einer Drehrichtung federbelastet. Ein Ende 14 a dieser Drehfeder 14 ist an dem Gehäuseoberteil 7, das andere Ende 14 b an dem Rotor 10 ver ankert.The rotor 10 is hen with an axially parallel outer groove 13 verses, in which the pin 6 of the crank arm 5 engages, so that the rotor 10 is connected to the crank arm 5 and thus to the piston 3 for rotation. However, the pin 6 is axially displaceably mounted in the outer groove 13 so that it can move correspondingly to the piston stroke. The rotor 10 is also spring-loaded in one direction of rotation by means of a compression spring 14 . One end 14 a of this torsion spring 14 is anchored on the housing upper part 7 , the other end 14 b on the rotor 10 .

Dem Rotor 10 ist ein Stator 15 zugeordnet, der ein Joch 15 a aus einem halbkreisförmigen Blechpaket 15 a aufweist und der zwei Polschuhe 16, 17 besitzt, die unter Belassung eines Luftspaltes dem Rotor 10 bzw. dessen beiden Dauermagneten 11, 12 zugeordnet sind. Der Stator 15 ist mit einer Erreger spule 18 versehen, deren Windungen in hier nicht näher er sichtlichen Nuten an der Innenseite der Polschuhe 16, 17 achsparallele Abschnitte 19 aufweisen. Die Spule 18 ist hier bei so gewickelt, daß bei einem bestimmten Stromfluß der Strom bei den Abschnitten 19 des einen Polschuhes 16 aus der Zeichenebene der Fig. 2 austritt, wenn er bei den Abschnit ten des gegenüberliegenden Polschuhes 17 in die Zeichenebene eintritt. Die restlichen Wicklungsabschnitte der Spule 18 sind asymmetrisch nach einer Seite geführt (in der Zeichnung nach rechts), wodurch sich auch ein entsprechender Aufbau des Gehäuseoberteils 7 ergibt, der auf die beengten Platz verhältnisse, insbesondere auf die Lage der Nockenwelle, die in der Zeichnung links von der Pumpedüse läge, Rücksicht nimmt.The rotor 10 is assigned a stator 15 , which has a yoke 15 a made of a semicircular laminated core 15 a and which has two pole shoes 16, 17 , which are assigned to the rotor 10 or its two permanent magnets 11, 12 while leaving an air gap. The stator 15 is provided with an excitation coil 18 , the turns of which are not shown in more detail here, he grooves on the inside of the pole shoes 16, 17 axially parallel sections 19 . The coil 18 is wound here in such a way that, at a certain current flow, the current in the sections 19 of a pole piece 16 emerges from the plane of the drawing in FIG. 2 when it enters the plane of the opposite pole piece 17 in the sections. The remaining winding sections of the coil 18 are guided asymmetrically to one side (to the right in the drawing), which also results in a corresponding structure of the upper housing part 7 , the conditions on the tight space, in particular on the position of the camshaft, the left in the drawing from the pump nozzle, considerate.

Fließt durch die Spule 18 Gleichstrom, so treten im Bereich der Nuten bzw. der Spulenabschnitte 18 gleichgerichtete Um fangskräfte auf, die eine Verdrehung des Rotors 10 gegen die Vorspannung der Feder 14 bewirken. Wegen der Federbelastung ergibt sich ein dem Spulenstrom proportionaler Verdrehungs winkel des Rotors 10 und damit auch des Pumpenkolbens 3, so daß über den Strom durch die Erregerspule die Einspritzmen ge der Pumpedüse 1 eingestellt werden kann.Flows through the coil 18 direct current, so in the area of the slots or the coil sections 18 rectified order forces occur which cause a rotation of the rotor 10 against the bias of the spring 14 . Because of the spring load, there is a twist angle proportional to the coil current of the rotor 10 and thus also of the pump piston 3 , so that the injection quantity GE of the pump nozzle 1 can be set via the current through the excitation coil.

Wie ersichtlich, besitzt der erfindungsgemäße Antrieb ei nen raumsparenden Aufbau und ist bei Pumpedüsen anwendbar, ohne daß diese wesentlich modifiziert werden müssen. Die Proportionalität zwischen Stellwinkel und Erregerstrom ist über den gesamten Verstellbereich - bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel etwa 120° - mit guter Linearität gegeben.As can be seen, the drive according to the invention has an egg space-saving construction and can be used with pump nozzles, without having to be significantly modified. The Proportionality between setting angle and excitation current is over the entire adjustment range - with the described Embodiment about 120 ° - given good linearity.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem gleichfalls den beschränkten Platzverhältnissen Rechnung getragen wird, geht aus Fig. 3 hervor. Der Aufbau der Pumpedüse 1 als solcher so wie der des Rotors 10 entspricht im wesentlichen jenem nach Fig. 1 und 2 und bedarf daher keiner weiteren Erläuterung. Der Stift 6 des Kurbelarms 5 ist hier jedoch in einem Mit nehmerauge 20 des Rotors 10 gehalten. A further exemplary embodiment, in which the limited space is also taken into account, is shown in FIG. 3. The structure of the pump nozzle 1 as such as that of the rotor 10 essentially corresponds to that according to FIGS. 1 and 2 and therefore requires no further explanation. However, the pin 6 of the crank arm 5 is held here in a slave eye 20 of the rotor 10 .

Der Stator 21 besteht aus einem geschlossenen, den Rotor 10 völlig umfassenden Joch 22 aus magnetisch weichem, ferroma gnetischen Material. Von dem Joch 22 stehen sechs Kerne 23 a bis f nach innen ab. Jeder dieser Kerne ist an seinem Ende mit einem Polschuh 24 a bis f versehen. Die Polschuhe 24 schließen ohne wesentliche Zwischenräume aneinander an und bedecken hierbei einen Rotorbereich von fast 180°. Jeder der Kerne 23 ist mit einer Erregerwicklung 25 a bis f bewickelt, wobei sämtliche Wicklungen in Serie geschaltet sind. Je nach Impedanzverhältnissen ist natürlich auch eine Parallelschal tung oder Serien-Parallelschaltung der sechs Erregerwicklun gen 25 denkbar.The stator 21 consists of a closed yoke 22 completely comprising the rotor 10 made of magnetically soft, ferromagnetic material. Six cores 23 a to f protrude inward from the yoke 22 . Each of these cores is provided at its end with a pole piece 24 a to f . The pole shoes 24 adjoin one another without significant gaps and in this case cover a rotor area of almost 180 °. Each of the cores 23 is wound with an excitation winding 25 a to f , all windings being connected in series. Depending on the impedance conditions, a parallel connection or series-parallel connection of the six excitation windings 25 is of course also conceivable.

Wie ersichtlich, ist der Stator 21, dessen linke Hälfte in der Zeichnung geschnitten dargestellt ist, bezüglich einer Mittelebene e symmetrisch aufgebaut. Zwischen den Wicklungen 25 a-25 c-25 d-25 e bleibt noch genügend Zwischenraum für drei Befestigungsbolzen 26 od. dgl., die für die Verbindung des Stators 21 bzw. eines hier nicht ersichtlichen Gehäuseober teiles mit dem unteren Teil der Pumpedüse bzw. für die Hal terung des Stators 21 sorgen. Demselben Zweck dienen auch zwei Befestigungsbolzen 27 od. dgl., die Halbbohrungen des Joches 22 durchsetzen. Alle oder einige der genannten Bolzen können auch zur Befestigung der Pumpedüse im Zylinderkopf bzw. an dem Nockenwellengehäuse herangezogen werden.As can be seen, the stator 21 , the left half of which is shown in section in the drawing, is constructed symmetrically with respect to a central plane e . Between the windings 25 a - 25 c - 25 d - 25 e there is still enough space for three fastening bolts 26 or the like, which are used for connecting the stator 21 or an upper part of the housing (not visible here) to the lower part of the pump nozzle or care for the maintenance of the stator 21 . The same purpose is also served by two fastening bolts 27 or the like which penetrate the half-bores of the yoke 22 . All or some of the bolts mentioned can also be used to fasten the pump nozzle in the cylinder head or on the camshaft housing.

Von der magnetischen Wirkung gesehen können die sechs Pol schuhe 24 a bis f als einziger Polschuh einer dem Stromfluß entsprechenden bestimmten Polarität aufgefaßt werden, dem ein zweiter Polschuh 28 entgegengesetzter Polarität gegen überliegt, der sich gleichfalls über fast 180° erstreckt.Seen from the magnetic effect, the six pole shoes 24 a to f can be regarded as the only pole shoe of a specific polarity corresponding to the current flow, to which a second pole shoe 28 is opposite to opposite polarity, which also extends over almost 180 °.

Auch bei dieser Ausführungsform liegen die Erregerwicklungen im wesentlichen an einer Seite der Pumpedüse 1, so daß an der gegenüberliegenden Seite genügend Raum für die Nockenwelle des Motors verbleibt. Bei guter Linearität ist ein Stellwin kel von 90 bis 110° erreichbar, was dem üblichen Stellwinkel des Kurbelarms 5 entspricht. In this embodiment, too, the excitation windings are essentially on one side of the pump nozzle 1 , so that there is sufficient space for the camshaft of the engine on the opposite side. With good linearity, a Stellwin angle of 90 to 110 ° can be achieved, which corresponds to the usual setting angle of the crank arm 5 .

Die in den Fig. 4, 5 und 5a dargestellte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebes besitzt einen den Rotor 29 gabelartig umfassenden Stator 30 mit zwei einander gegenüber liegenden Polschuhen 31, 32. Am Stegteil 33 des annähernd u-förmigen Stators, der z. B. als Blechpaket ausgeführt ist, sitzt eine Erregerspule 34.The embodiment of the drive according to the invention shown in FIGS. 4, 5 and 5a has a stator 30 which surrounds the rotor 29 in a fork-like manner and has two pole shoes 31, 32 lying opposite one another. On the web part 33 of the approximately U-shaped stator, the z. B. is designed as a laminated core, an excitation coil 34 is seated.

Auch hier umgibt der Rotor 29 den Druckbolzen 9, der an sei nem unteren Ende mit einem Abstützteller 35 für eine Druck feder 36 versehen ist, wie es dem Stand der Technik ent spricht (vgl. die bereits erwähnte AT-PS 3 72 502). Der Ro tor 29 ist jedoch im Gegensatz zu den vorgehend beschriebe nen Beispielen nicht mit Dauermagneten versehen, sondern be sitzt zwei diametral gegenüberliegende Rotorpolschuhe 37, 38. Zwischen den Außenflächen der Rotorpolschuhe 37, 38 und den Innenflächen der Statorpolschuhe 31, 32 verbleibt ein Arbeitsluftspalt 39. Die von dem Rotorkörper nach außen ab stehenden Polschuhe 37, 38 sind je an einer Seite mit einer geraden, d. h. in einer Axialebene des Rotors 29 liegenden ebenen Seitenfläche 40 begrenzt, wogegen die entsprechenden Begrenzungsflächen 41 an der anderen Seite (in Umfangsrich tung gesehen) der Polschuhe 37, 38 von oben nach unten ab fallend verläuft. Die Abwicklung der zylindrisch gekrümmten Außenfläche eines Rotorpolschuhes ist in Fig. 5a veranschau licht. Bei dem gegenständlichen Beispiel erstreckt sich ein Rotorpolschuh über einen Winkel von etwa 90°, und die abfal lende Begrenzungsfläche 41 verläuft über einen Winkel von etwa 30° von der oberen Stirnfläche des Rotors bis zu dessen unterer Stirnfläche.Here too, the rotor 29 surrounds the pressure pin 9 , which is provided at its lower end with a support plate 35 for a pressure spring 36 , as speaks to the prior art (cf. the aforementioned AT-PS 3 72 502). However, in contrast to the examples described above, the rotor 29 is not provided with permanent magnets, but instead has two diametrically opposed rotor pole shoes 37, 38 . A working air gap 39 remains between the outer surfaces of the rotor pole shoes 37, 38 and the inner surfaces of the stator pole shoes 31, 32 . The pole shoes 37, 38 projecting outwards from the rotor body are each delimited on one side with a straight side surface 40 , ie lying in an axial plane of the rotor 29 , whereas the corresponding delimitation surfaces 41 on the other side (seen in the circumferential direction) of Pole shoes 37, 38 falling from top to bottom. The development of the cylindrically curved outer surface of a rotor pole shoe is illustrated in FIG. 5a. In the present example, a rotor pole piece extends over an angle of approximately 90 °, and the sloping boundary surface 41 extends over an angle of approximately 30 ° from the upper end face of the rotor to its lower end face.

Der Rotor 29, der gleichfalls mit einer Drehfeder 14 bela stet ist, ist in Fig. 5 in seiner Stellung gezeigt, die der maximalen Verdrehung, d. h. dem maximalen Betriebsstrom durch die Erregerspule 34 entspricht. Bei einer Verdrehung aus dieser Lage heraus, in Fig. 5 im Uhrzeigersinn, nimmt die Überdeckungsfläche zwischen den Statorpolschuhen 31, 32 und den Rotorpolschuhen 37, 38 in Abhängigkeit von dem Drehwinkel ab, wobei diese Abhängigkeit eine Funktion der Steigung der Begrenzungsfläche 41 ist. Somit ändert sich mit dem Dreh winkel der magnetische Widerstand des vorliegenden Magnet kreises, und es läßt sich zeigen, daß sich der Drehwinkel des mit dem Federdrehmoment der Feder 14 belasteten Rotors 29 durch Änderung des Stromes durch die Erregerspule 34 ändern läßt, wobei z. B. über einen Drehwinkel von 90° gewünschtenfalls auch eine weitge hend lineare Abhängigkeit des Verdrehungswinkels von der Stromstärke erzielbar ist.The rotor 29 , which is likewise loaded with a torsion spring 14 , is shown in FIG. 5 in its position which corresponds to the maximum rotation, ie the maximum operating current through the excitation coil 34 . When twisted out of this position, clockwise in FIG. 5, the overlap area between the stator pole shoes 31, 32 and the rotor pole shoes 37, 38 decreases as a function of the angle of rotation, this function being a function of the gradient of the boundary surface 41 . Thus, with the angle of rotation, the magnetic resistance of the present magnetic circuit changes, and it can be shown that the angle of rotation of the rotor 29 loaded with the spring torque of the spring 14 can be changed by changing the current through the excitation coil 34 , z. B. over a rotation angle of 90 °, if desired, a linear linear dependence of the twist angle on the current can be achieved.

Bei dieser Ausführungsform, die ohne Permanentmagnete auskommt, ist der Stift 6 des Kurbelarmes in einer Bohrung 42 des Rotors 29 axial verschieblich und drehbar gehalten.In this embodiment, which does not require permanent magnets, the pin 6 of the crank arm is held axially displaceably and rotatably in a bore 42 in the rotor 29 .

Die in den Fig. 6 und 7 veranschaulichte weitere Ausführungs form entspricht bezüglich des Statoraufbaues im wesentlichen der an Hand der Fig. 4 und 5 erläuterten Ausbildung, wogegen der Rotor 43 wiederum dem Rotor nach den Ausführungsformen der Fig. 1 bis 3 entspricht, d. h. zwei radiale magnetisier te, hohlzylindersegmentartige Dauermagnete 44, 45 an seinem Umfang trägt. Auch die Funktion entspricht der eingangs beschriebenen. Die Verlagerung der Erregerspule 34 bei den Ausführungen nach Fig. 4 bis 7 gänzlich an eine Seite des Antriebes bietet in manchen Fällen den Vorteil, daß der Oberteil der Pumpedüse an der der Erregerspule 34 gegenüber liegenden Seite nahe an die Antriebsnockenwelle herange bracht werden kann.The further embodiment illustrated in FIGS . 6 and 7 corresponds essentially to the configuration explained with reference to FIGS . 4 and 5 with respect to the stator structure, whereas the rotor 43 in turn corresponds to the rotor according to the embodiments of FIGS. 1 to 3, ie two radial magnetized te, hollow cylinder segment-like permanent magnets 44, 45 carries on its circumference. The function also corresponds to that described at the beginning. The displacement of the excitation coil 34 in the embodiments according to FIGS. 4 to 7 entirely to one side of the drive has the advantage in some cases, that the upper part of the pump nozzle to which the excitation coil 34 opposite side close to the drive camshaft Hérange can be introduced.

Fig. 8 und 9 zeigen eine Ausführungsform, deren Stator 46 sich durch einen besonders kompakten und mechaisch stabilen Aufbau auszeichnet. Der Stator 46, der aus einem Blechpaket besteht, umfaßt den Rotor 47 vollständig, wobei die Erreger spule 48 aus zwei mechanisch getrennten Hälften 48 a, 48 b be steht, die auf zwei unter einem stumpfen Winkel gegeneinan dergeneigten Stegbereichen 49, 50 des Stators 46 sitzen. FIGS. 8 and 9 show an embodiment, the stator 46 is characterized by a particularly compact and stable structure mechaisch. The stator 46 , which consists of a laminated core, completely encompasses the rotor 47 , the excitation coil 48 consisting of two mechanically separate halves 48 a , 48 b , which are on two at an obtuse angle opposing web regions 49, 50 of the stator 46 to sit.

Die Spulenhälften 48 a, 48 b schmiegen sich somit gewisser maßen an den Rotor 47 an, woraus der kompakte Aufbau resultiert. Zur Verbesserung der mechanischen Stabilität ist zwischen den die Spulenhälften 48 a, 48 b tragenden Stegberei chen 49, 50 ein zusätzlicher Steg 146 vorgesehen, der magne tisch einen Nebenschluß darstellt. Um diesem unerwünschten Nebenschluß entgegenzuwirken, ist der Steg 146 mit einer starken Querschnittsverengung 246 ausgebildet, in deren Be reich das Material des Stators 46 bereits bei den Betriebs feldstärken in der Sättigung liegt. Eine weitere Verengung 346 dieser Art ist an dem Stator 46 gegenüber der Erreger spule 48 vorgesehen. Die Bleche des Stators 46 sind in den punktiert gezeigten Eckbereichen 446 abwechselnd überlappt zusammengefügt, so daß bei der Montage ein einfaches Auf schieben der Spulenhälften 48 a, 48 b auf die Stegbereiche 49, 50 möglich ist.The coil halves 48 a , 48 b thus nestle to a certain extent against the rotor 47 , which results in the compact structure. To improve the mechanical stability between the coil halves 48 a , 48 b supporting web areas 49, 50 an additional web 146 is provided, which magnetically represents a shunt. In order to counteract this undesirable bypass, the web 146 is formed with a large cross-sectional constriction 246 , in the loading area of which the material of the stator 46 is already at the operating field strengths in the saturation. Another constriction 346 of this type is provided on the stator 46 opposite the excitation coil 48 . The sheets of the stator 46 are alternately overlapped in the dotted corner areas 446 , so that during assembly a simple slide on the coil halves 48 a , 48 b on the web areas 49, 50 is possible.

Der Rotor 47 gleicht dem Rotor 43 der Ausführung nach Fig. 6 und 7, doch ist hier ein Widerstandsgeber für die Rückmel dung des Verdrehungswinkels des Rotors 43 vorgesehen. An der Unterseite des oberen Gehäusedeckels 51 des Antriebes bzw. der Pumpdüse sind zwei an ihren einen Enden elektrisch mit einander verbundene kreisbogenförmige Widerstandsbahnen 52, 53 auf einem isolierenden Träger 54 vorgesehen. Diesen Wi derstandsbahnen ist ein Schleifer 55 mit zwei elektrisch mit einander verbundenen bzw. einstückig ausgebildeten federn den Schleiferarmen 56, 57 zugeordnet, der an dem Rotor 47 befestigt ist, z. B. mittels einer Klemmschraube 58 (Fig. 10). Bei aufgesetztem Gehäusedeckel 51 liegen die Schleiferarme 56, 57 federnd an den Widerstandsbahnen 52, 53 an. Die nicht mit einander verbundenen Enden der Widerstandsbahnen 52, 53 kön nen je über einen an der Oberseite des isolierenden Trägers vorgesehenen filmartigen Abgleichwiderstandes (nicht gezeigt) an eine Spannungsquelle angeschlossen sein, so daß die Span nung am Schleifer 55 ein Maß für den Verdrehungswinkel des Rotors 47 darstellt. Selbstverständlich muß für den Schlei fer 55 eine flexible elektrische Anschlußleitung (nicht ge zeigt) durch das Gehäuse des Antriebes nach außen geführt sein. In dem Gehäusedeckel 51 kann eine Öffnung 59 vorgesehen sein, die den bereits erwähnten Abgleichwiderständen gegenüberliegt. Durch diese Öffnung hindurch ist durch Weg dampfen mittels eines Lasers eine Änderung der Abgleichwider stände, d. h. ein Justieren des Gebers an die jeweilige Pum pedüse möglich. Es versteht sich, daß auch mit einer einzi gen Widerstandsbahn und einem Schleiferarm prinzipiell eine Rückmeldung des Drehwinkels erfolgen kann. Der gezeigte Geber kann in gleicher Weise bei den anderen, hier beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung zur Anwendung kommen.The rotor 47 is similar to the rotor 43 of the embodiment according to FIGS. 6 and 7, but here a resistance sensor for the feedback of the angle of rotation of the rotor 43 is provided. On the underside of the upper housing cover 51 of the drive or the pump nozzle, two circular arc-shaped resistance tracks 52, 53 are provided on their insulating ends 54 on an insulating support 54 . This Wi derstandsbahnen a grinder 55 with two electrically connected or integrally formed springs assigned to the grinder arms 56, 57 , which is attached to the rotor 47 , for. B. by means of a clamping screw 58 ( Fig. 10). When the housing cover 51 is in place, the wiper arms 56, 57 resiliently abut the resistance tracks 52, 53 . The ends of the resistor tracks 52, 53 which are not connected to one another can each be connected to a voltage source via a film-like trimming resistor (not shown) provided on the top of the insulating support, so that the voltage on the grinder 55 is a measure of the angle of rotation of the rotor 47 represents. Of course, a flexible electrical connection line (not shown) must be guided through the housing of the drive to the outside for the loop 55 . An opening 59 can be provided in the housing cover 51 , which is opposite the adjustment resistors already mentioned. Through this opening through steaming away by means of a laser, a change in the trimming resistance is possible, ie an adjustment of the encoder to the respective pump nozzle is possible. It is understood that, in principle, feedback of the angle of rotation can also take place with a single resistance path and a wiper arm. The sensor shown can be used in the same way in the other embodiments of the invention described here.

In Fig. 11 ist eine Ausführungsform beschrieben, die je einen Antrieb für das Mengenstellglied bzw. für die Verstellung des Einspritzbeginns besitzt. Wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen liegt auch hier ein Rotor 60 vor, dem ein Stator 61 zugeordnet ist. An dem Rotor 60 greift der Stift 6 des Kurbelarmes 5 an.An embodiment is described in FIG. 11, each of which has a drive for the quantity actuator or for adjusting the start of injection. As in the previously described embodiments, a rotor 60 is also present here, to which a stator 61 is assigned. The pin 6 of the crank arm 5 engages on the rotor 60 .

Unterhalb dieses ersten Antriebes ist ein zweiter Antrieb vorgesehen, der einen Rotor 62 und einen Stator 63 besitzt. Beide Antriebe können entsprechend einer der zuvor beschrie benen Konstruktionen ausgebildet sein, doch ist in dem Mantel des Rotors 62 eine schraubenförmige Nut 64 ausgebildet, in die der hakenartige Teil 65 einer Trennhülse 66 eingreift, welche ihrerseits mit einer Steuerhülse 67 verbunden ist.A second drive is provided below this first drive and has a rotor 62 and a stator 63 . Both drives can be designed according to one of the previously described constructions, but a helical groove 64 is formed in the jacket of the rotor 62 , in which the hook-like part 65 of a separating sleeve 66 engages, which in turn is connected to a control sleeve 67 .

Es sei an dieser Stelle angemerkt, daß die axiale Verstell barkeit der Steuerhülse zum Zwecke der Veränderung des Ein spritzbeginns beispielsweise aus der DE-A1-31 43 073 bekannt geworden ist, doch erfolgt dort die Verstellung der Steuer hülse unmittelbar duch einen Hydraulikkolben. It should be noted at this point that the axial adjustment Availability of the control sleeve for the purpose of changing the on Beginning of injection is known for example from DE-A1-31 43 073 has become, but the tax is adjusted there sleeve directly through a hydraulic piston.

Zurückkommend auf die Ausführung nach Fig. 11 erkennt man, daß ein Verdrehen des Rotors 62 eine axiale Verschiebung des in die Nut 64 eingreifenden hakenartigen Teils 65 und letzt lich eine axiale Verschiebung der Steuerhülse 67 bewirkt. Die Erregerspule 68 des zweiten Antriebes kann über ein schema tisch gezeigtes elektronisches Steuergerät 69 angesteuert werden.Returning to the embodiment according to FIG. 11, it can be seen that a rotation of the rotor 62 causes an axial displacement of the hook-like part 65 engaging in the groove 64 and ultimately an axial displacement of the control sleeve 67 . The excitation coil 68 of the second drive can be controlled via a schematically shown electronic control unit 69 .

Claims

1. Rotary magnet drive for actuators of pump nozzles for internal combustion engines, in particular for the delivery and / or Spritzbeginnver actuator, characterized in that a spring-loaded in a direction of rotation hollow cylindrical rotor ( 10 ) made of magnetizable material mechanically connected to the actuator of the pump nozzle ( 1 ) and is arranged essentially concentrically around an actuator of the injection piston ( 3 ) and the rotor ( 10, 29, 43, 47, 60, 62 ) is assigned a stator ( 15, 21, 30, 46, 61, 63 ) which has at least one Pol shoe ( 16, 17, 24 a ... F , 28, 31, 32 ) and at least one excitation coil ( 18, 25 a ... F , 34, 48, 68 ).

2. Drive according to claim 1, characterized in that the rotor ( 10, 43, 47 ) on its circumference with at least one, radially magnetized, hollow cylinder segment-like permanent magnet ( 11, 12, 44, 45 ) is provided.

3. Drive according to claim 2, characterized in that the stator ( 15 ) has a yoke ( 15 a) made of soft magnetic material with two approximately diametrically opposite pole shoes hen ( 16, 17 ) and on each pole shoe ( 16, 17 ) inner, approximately axially extending grooves are provided, through which axially extending sections ( 19 ) of the turns of an excitation coil ( 18 ) run.

4. Drive according to claim 2, characterized in that the stator ( 21 ) has a rotor ( 10 ) substantially encompassing yoke ( 20 ) made of soft magnetic material, from which radially inwardly extending cores ( 23 a - f) with protrude from each winding ( 25 a... f) and the cores ( 23 a ... f) carry pole pieces ( 24 a ... f) at their ends, the adjacent pole pieces ( 24 a ... f) extend over a range from 90 ° to 180 ° ( Fig. 3).

5. Drive according to claim 4, characterized in that the juxtaposed pole pieces ( 24 a ... F ) opposite a pole piece ( 28 ) formed on the yoke ( 22 ), which extends over a range of 90 to 180 ° ( Fig. 3).

6. Drive according to claim 1, characterized in that the rotor ( 29 ) has two diametrically opposite rotor pole shoes ( 37, 38 ), each of the lateral boundary surfaces ( 40, 41 ) lies in an axial plane and the other of these boundary surfaces obliquely , ie runs inclined towards a generatrix ( Fig. 4, 5, 5a).

7. Drive according to one of claims 1 to 6, characterized in that the stator ( 46 ) has a closed, the rotor ( 47 ) completely in the circumferential direction encompassing magnetic circuit made of magnetizable material, with a cross-sectional constriction ( 246 , 346 ) is provided, in the area of which the magnetizable material lies at magnetic field saturation at the operating field strength.

8. Drive according to one of claims 1 to 7, with a sensor for the position of the rotor, characterized in that the rotor ( 47 ) is provided on its upper side with at least one electrical grinder ( 57 ), one of which on the underside an upper housing cover ( 51 ) arranged resistance track ( 52, 53 ) is assigned.

9. Drive according to one of claims 1 to 8, characterized in that the rotor ( 10 ) has a driver ( 13, 20 ), for. B. has an axial outer groove ( 13 ) for an axially extending, with a crank arm ( 5 ) of the quantity actuator connected pin ( 6 ).

10. Drive according to one of claims 1 to 8, characterized in that the rotor ( 62 ) on a part of its man's circumference with an inclined path, for. B. a helical groove ( 64 ) is provided, in which a hook-like part ( 65 ) engages, wherein turning the rotor ( 62 ) to axially move the hook-like part with an actuator for changing the injection mechanically connected part ( 65 ) leads.