WO2011101174A1 - Elektromagnetischer aktor - Google Patents

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WO2011101174A1
WO2011101174A1 PCT/EP2011/050029 EP2011050029W WO2011101174A1 WO 2011101174 A1 WO2011101174 A1 WO 2011101174A1 EP 2011050029 W EP2011050029 W EP 2011050029W WO 2011101174 A1 WO2011101174 A1 WO 2011101174A1
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annular channel
coil
wall
magnetic
pole
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Peter Boehland
Nadja Eisenmenger
Hans-Christoph Magel
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Robert Bosch Gmbh
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    • H01F7/16—Rectilinearly-movable armatures
    • H01F7/1653—Magnetic circuit having axially spaced pole-pieces

Definitions

  • 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.
  • an annular magnet pot is provided, whose inner pole and its 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 strokes of the armature.
  • the armature is designed as a so-called flat armature which assumes a first end position when the solenoid is energized. 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.
  • 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.
  • 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.
  • FIG. 1 shows an axial section of a further embodiment corresponding to FIG. 1
  • FIG. 3 shows an axial section of a further modified embodiment
  • FIG. 4 shows an axial section of a further embodiment
  • Fig. 5 is a diagram showing the stationary magnetic forces of the embodiments shown in Figures 1 and 4 as a function of the coil current
  • Fig. 6 is a diagram showing the unsteady magnetic forces at constant lift for the embodiments of Figs. 1 and 4 as a function of time.
  • the actuator shown in Fig. 1 has an annular magnet pot 1, which has an open to its one end face annular channel 2, within which a corresponding annular magnetic coil 3 is arranged.
  • the magnet pot 1 is made of a ferromagnetic material.
  • electrical energization of the magnetic coil 3 then forms the radially outer wall of the annular channel 2 has a magnetic outer pole, while the radially inner wall of the annular channel 2 forms an opposite to the outer pole magneti- s convinced inner pole.
  • the inner pole has a comparatively large wall thickness and a small axial height, so that the inner pole of the coil 3 is slightly surmounted in the axial direction.
  • the free edge of the outer pole forming annular part 5 is formed as an annular disc which is flat on the facing end edge of the outer wall of the annular channel 2 and extends with its free end face in the same radial plane as the free end side of the inner wall of the annular channel 2.
  • electrical energization of the solenoid 3 then forms the free end face of the ring member 5 has 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 poles are magnetized opposite to each other.
  • Outer and inner pole 6, 7 interact magnetically with a stepped armature 8, which may be formed radially outside of an inner cylinder-like part of the ring disk or as a ring with radially arranged radial arms in such a way that in his to the magnet pot Approximated end position rests on the facing end sides of both poles 6 and 7.
  • the armature 8 (not shown) with a stroke stop cooperate, so that the armature 8 in said end position still has a small distance from the poles 6 and 7.
  • the armature 8 can be connected in the same way as it is known from the aforementioned DE 10 2007 060 395 AI, with a sleeve-shaped valve closing body 9, which is guided on a stationary on the housing body of a fuel injector supported guide rod 10 slidably, wherein the annular gap between the outer circumference of the guide rod and the inner circumference of the valve closing body 9 is formed as a sealing gap.
  • valve closing spring 11 which may be formed as a helical compression spring
  • Anchor 8 coaxial with the guide rod 10 arranged valve closing spring 11, which may be formed as a helical compression spring, are the Anchor 8 and the valve closing body 9 in a spaced from the inner and outer pole 6, 7 end position in which the valve closing body 9 is tensioned with a ring-shaped sealing edge whose diameter corresponds to the inner diameter of the valve closing body 9, against a seat body 12 in the injector body.
  • a throttled outlet bore 13 of a control chamber 14 is arranged in the seat body 12, which in turn is designed as Verdrängerarbeitsraum for the nozzle-distal, plunger-like end 15 of a nozzle needle, not shown.
  • the control chamber 14 is connected via a throttle section 16 in communication with a high pressure port 160 of the fuel injector.
  • the control chamber 14 has the same pressure as the aforementioned high-pressure port, and the plunger-like end 15 of the nozzle needle is ejected into the closed position of the nozzle needle corresponding end position. This state is always reached when the electrical energization of the solenoid coil 3 is switched off and the valve closing spring 11 sets the valve closing body 9 in its illustrated closed position.
  • the valve closing body 9 are pulled away from the seat body 12 against the force of the valve closing spring 11, so that the outlet bore 13 is connected to the low-pressure space 170 of the fuel injector present in the vicinity of the valve closing body 9, with the As a result, the pressure in the control chamber 14 drops correspondingly to the pressure in the low-pressure space and the nozzle needle with its plunger-like end 15 merges into its open position for the injection phase.
  • the armature 8 can have a relatively small outside diameter and can accordingly be designed with comparatively low mass and correspondingly low inertia. This is based on the fact that the coil window between the outer and inner pole 6 and 7 has a small outer diameter, so that even with respect to its diameter small armature 8 with electrically energized magnetic coil 3 with both poles 6, 7 is able to interact simultaneously.
  • FIG. 2 differs from the previously explained embodiment of FIG. 1 essentially in that the radially outer Have wall of the annular channel 2 and its radially inner wall aligned end faces.
  • the annular channel 2 has a reduced depth compared to the axial length of the magnetic coil 3, so that the magnetic coil 3 protrudes axially slightly from the annular channel 2.
  • the outer wall of the annular channel 2 is continued by an annular part 5 with angular cross-section, said annular part 5 has a radially inwardly directed annular disk-shaped leg, which substantially overlaps the magnetic coil 3 in the radial direction.
  • the armature 8 is stepped, such that its cross-section on the one hand has a the inner wall of the annular channel 2 continuing legs and on the other hand can be placed with a radially outwardly directed leg on the free end face of the ring member 5.
  • the actuator shown in Fig. 4 has an annular magnet pot 1, which has an open to its one end face annular channel 2, within which a corresponding annular magnetic coil 3 is arranged.
  • the magnet pot 1 is made of a ferromagnetic material.
  • electrical energization of the magnetic coil 3 then forms the radially outer wall of the annular channel 2 has a magnetic outer pole, while the radially inner wall of the annular channel 2 forms an opposite to the outer pole magneti- s convinced inner pole.
  • the inner pole is conically formed on its coil outer side facing the coil 3 on the coil window 4, such that the inner pole tapers in the direction of its free end face.
  • the outer pole which has a smaller wall thickness in comparison to the inner pole in the region of the coil 3, is continued at its coil end 3 axially projecting free end of a ring member 5, which in the example shown has a parallelogram-like cross section and with his radially inner edge of the coil window 4 narrows.
  • the magnetic pot 1 is therefore a "built-up" magnetic pot 1, wherein, as shown in FIG. 1, the multi-part construction of the magnetic pot 1 offers the possibility of keeping the remaining coil window 4 on the magnetic pot 1 relative to the bottom of the annular channel 2 to move radially inwardly, however, the solenoid 3 can be used before the final assembly of the magnetic pot 1 in the same.
  • the ring member 5 is formed as an annular disc which is seated flat on the facing end edge of the outer wall of the annular channel 2 and extends with its free end face in the same radial plane as the free end side of the inner wall of the annular channel 2.
  • electrical energization of the solenoid 3 then forms the free end face of the ring member 5 has 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 poles are magnetized opposite to each other.
  • Outer and inner pole 6, 7 interact magnetically with a flat armature 8, which can be configured as an annular disk or as a ring with radially arranged radial arms in such a way that in its approximated to the magnetic pot 1 end position on the facing end sides of both Poles 6 and 7 rests or can be held by a stroke stop, not shown, with a small distance from the poles 6 and 7.
  • a flat armature 8 which can be configured as an annular disk or as a ring with radially arranged radial arms in such a way that in its approximated to the magnetic pot 1 end position on the facing end sides of both Poles 6 and 7 rests or can be held by a stroke stop, not shown, with a small distance from the poles 6 and 7.
  • FIG. 5 now shows the magnetic forces acting between the respective armature 8 and the magnet pot 1 during electrical energization of the coil 3 as a function of the electric current passing through the magnet coil 3.
  • the curve Ki refers to the actuator of FIG. 1
  • the curve K 2 to the actuator of FIG. 4th
  • FIG. 5 shows the effective magnetic forces as a function of time, when the respective magnetic circuits are acted upon at constant stroke with a 48 V boost to 20 A.
  • the indices of the curves Ki and K 2 refer to the embodiments of the actuators in FIGS. 1 and 4.

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.

Description

Elektromagnetischer Aktor
Technisches Gebiet
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.
Stand der Technik
Ein Kraftstoffinjektor mit einem derartigen elektromagnetischen Aktor wird in der DE 10 2007 060 395 AI beschrieben. Dabei ist ein ringförmiger Magnettopf vorgesehen, des- sen 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 so- genannter 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 Magnet- topf zwei Arbeitsluftspalte vorliegen, und zwar am Innen- sowie am Außenpol.
Für eine optimale Steuerung eines Verbrennungsmotors ist es von entscheidender Bedeutung, die Einspritzphasen exakt und reproduzierbar steuern zu können. Dabei ist es insbesondere erwünscht, auch kleinste Kraftstoffmengen mehrfach hintereinander einspritzen zu können.
Darstellung der Erfindung
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.
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.
Durch eine gestufte Form des Ankers können Streuflüsse, die zu einer Reduktion der Magnetkraft führen würden, vermindert werden.
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.
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. Schutz wird nicht nur für angegebene oder dargestellte Merkmalskombinationen, sondern auch für prinzipiell beliebige Kombinationen der angegebenen oder dargestellten Einzelmerkmale beansprucht.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 einen halbseitigen Axialschnitt einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Aktors,
Fig. 2 einen der Fig. 1 entsprechenden Axialschnitt einer weiteren Ausführungsform, Fig. 3 einen Axialschnitt einer nochmals abgeänderten Ausführung, Fig. 4 einen Axialschnitt einer weiteren Ausführungsform,
Fig. 5 ein Diagramm, welches die stationären Magnetkräfte der in den Figuren 1 und 4 dargestellten Ausführungsformen in Abhängigkeit vom Spulenstrom wiedergibt, und
Fig. 6 ein Diagramm, welches die instationären Magnetkräfte bei konstantem Hub für die Ausführungsformen der Fig. 1 und 4 in Abhängigkeit von der Zeit zeigt.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung
Der in Fig. 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 magneti- sierten 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 Fig. 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.
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 AI 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 Bestro- mung 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.
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.
Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der vorangehend erläuterten Ausführungsform der Fig. 1 im Wesentlichen dadurch, dass die radial äußere Wand des Ringkanals 2 und dessen radial innere Wand miteinander fluchtende Stirnseiten aufweisen.
Bei der in Fig. 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.
Der in Fig. 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 magneti- sierten 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 Fig. 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.
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.
Das Diagramm der Fig. 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 Ki auf den Aktor der Fig. 1, die Kurve K2 auf den Aktor der Fig. 4.
Das Diagramm der Fig. 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 Ki und K2 auf die Ausführungsformen der Aktoren in den Fig. 1 und 4.

Claims

Ansprüche
1. 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) ra- dial 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.
2. Aktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein gebauter Magnettopf (1) vorgesehen ist.
3. 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.
4. 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 Ring- teiles (5) und die freie Stirnseite der Innenwand des Ringkanals (2) in einer gemeinsamen Ebene erstreckt sind. Aktor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringteil (5) den Ringkanal (2) nach radial einwärts teilweise überdeckt.
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.
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.
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.
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.
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