Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Stellvorrichtung, insbesondere für Stellaufgaben an einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs.

Stand der Technik

Aufgrund begrenzten Einbauraums an einem Einsatzort besteht häufig die Notwendigkeit, mit einer Mehrzahl von typischerweise selektiv, d. h. unabhängig voneinander ansteuerbaren Stößeleinheiten für eine jeweilige Stellaufgabe eine Stellvorrichtung hinreichend kompakt zu realisieren. So ist einerseits eine hinreichende elektromagnetische Funktionalität gewährleistet, etwa im Hinblick auf notwendigen Stellhub der Stößeleinheiten sowie Reaktions- bzw. Schaltzeit, andererseits liegt keine unerwünschte gegenseitige Beeinflussung - mechanisch oder elektromagnetisch - vor. Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Stellaufgaben, welche eine Mehrzahl von Aktuatoreinheiten benötigen, mit Hilfe einzelner, unabhängig voneinander befestigter bzw. vorgesehener Aktuatoreinheiten zu realisieren, wobei dies zu erhöhtem Konfigurations- bzw. Montageaufwand führt und üblicherweise die Kompaktheit der Gesamtanordnung nur begrenzt ist.

Dieses Problem wird dadurch verschärft, dass häufig die vorgesehene Einsatzumgebung, welche einen Eingriff einer Mehrzahl von Stößeleinheiten erfordert, vorgibt, dass die Stößeleinheiten einander eng benachbart und häufig lediglich einen vorbestimmten Maximalabstand voneinander beabstandet sein dürfen. Dies ist jedoch häufig mit einzelnen, individuell befestigten Aktuatoreinheiten nicht oder nur mit Einschränkungen lösbar. Aus der DE 10 2007 028 600 B4 ist eine elektromagnetische Stellvorrichtung bekannt, bei der eine Mehrzahl von beispielsweise drei Aktuatoreinheiten mit entsprechend drei Stößeleinheiten in einem gemeinsamen, hohlzylindrischen Gehäuse vorgesehen ist. Dabei erfolgt der Antrieb der langgestreckten zylindrischen, metallischen Stößeleinheiten dadurch, dass die Stößeleinheiten auf einer Eingriffsfläche einer jeweiligen zugeordneten Aktuatoreinheit aufsitzen und beispielsweise dort mittels Magnetwirkung haften. Dabei bildet die Eingriffsfläche typischerweise das distale Ende einer Ankereinheit der betreffenden Aktuatoreinheit. Bei parallel zueinander angetriebenen Eingriffsflächen benachbarter Aktuatoreinheiten wirken jeweilige darauf aufsitzende Stößeleinheiten daher exzentrisch und mit ihren eingriffsseitigen Stirnflächen mit den Eingriffsflächen zusammen, womit eine kompakte Anordnung der achsparallel zueinander geführten Stößeleinheiten erfolgt, und mithin - entsprechend vorgegebenen Stell- bzw. Einsatzbedingungen - minimale Achsenabstände der Stößeleinheiten zueinander realisiert werden können.

Nachteilig wirkt sich bei dieser Lösung aus, dass es durch die exzentrische Krafteinwirkung zu Kippmomenten kommt, die zu einer erhöhten Reibung und Verschleiß führen und über ein zusätzliches Bauteil aufgenommen werden müssen. Weiter wird zur Betätigung für jeden Stößel ein Aktuator benötigt. Im Schadensfall könnten ungewollt die Stößel gleichzeitig betätigt werden.

Aus der DE 10 2009 015 486 A1 ist weiter ein elektromagnetischer Aktuator bekannt, bei dem jedem Aktuatorstift ein Permanentmagnet zugeordnet ist, wobei die Permanentmagnete entgegengesetzt zueinander gepolt ausgerichtet sind und eine Magnetspuleneinrichtung durch elektrische Umpolung ein sich mit der Bestromungsrichtung umkehrendes Magnetfeld erzeugt. Auch hier erfolgt die Krafteinleitung auf die Aktuatorstifte aufgrund des geringen Bauraumes exzentrisch. Ebenso die DE 10 201 1 009 327 A1 beschreibt eine elektromagnetische Stellvorrichtung mit exzentrischer Krafteinwirkung. Permanentmagnete sind dabei jeweils einem Polkörper zugeordnet. Ferner ist aus der DE 10 2009 006 061 A1 eine Betätigungseinrichtung mit zwei Betätigungsaktuatoren bekannt. Die Betätigungsaktuatoren sind als Doppelaktuator mit jeweils einer Anker- und eine Statoreinheit ausgebildet. Die Ankereinheiten umfassen jeweils einen Betätigungspin, welcher zusätzlich zur Magnetkraft mittels Federmitteln betätigbar ist. Permanentmagnete verbinden mittels Magnetkraft die Betätigungspins mit Zentrierelementen.

Offenbarung der Erfindung

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektromagnetische Stellvorrichtung mit einer Mehrzahl von Aktuatorelementen, zu schaffen, welche bei kompakter Bauweise und geringem lateralen Abstand von Betätigungselementen kostengünstig und robust zu fertigen ist.

Die vorgenannte Aufgabe wird nach einem Aspekt der Erfindung gelöst mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 .

Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.

Es wird eine elektromagnetische Stellvorrichtung mit einer Aktuatoreinheit und einer in einer axialen Richtung wirkenden Betätigungseinheit vorgeschlagen, wobei die Aktuatoreinheit eine ein Magnetfeld erzeugende Spule mit einem innerhalb der Spule angeordneten Polkern aufweist. Wenigstens zwei Permanentmagnete sind anschließend an eine Stirnseite des Polkerns in axialer Richtung angeordnet, an diese anlegbar sowie in axialer Richtung verschiebbar ausgeführt, wobei die Permanentmagnete von der Spule unabhängig voneinander antreibbar sind. Weiter sind die Permanentmagnete in axialer Richtung unterschiedlich gepolt und durch Bestromen der Spule jeweils ansteuerbar, so dass bei Bestromung der Spule wenigstens einer von zwei oder mehreren Permanentmagneten sich in der axialen Richtung entgegengesetzt zu den anderen Permanentmagneten bewegt. Die Betätigungseinheit ist in axialer Richtung anschließend an die Aktuatoreinheit angeordnet, wobei die Betätigungseinheit wenigstens zwei Betätigungselemente umfasst, welche in axialer Richtung betätigbar sind. Dabei wird jedes Betätigungselement der Betätigungseinheit jeweils einem der Permanentmagnete zugeordnet ist-und von diesem in axialer Richtung betätigt. Die Aktuatoreinheit und die Betätigungseinheit sind in einem gemeinsamen Gehäuse der Stellvorrichtung angeordnet.

Erfindungsgemäß sind die Betätigungselemente und der jeweilige Permanentmagnet konzentrisch angeordnet, so dass eine Krafteinwirkung auf die Betätigungselemente zentrisch erfolgt, welche drehbar im Gehäuse angeordnet sind. Hierdurch werden eine exzentrische Beaufschlagung und der damit erhöhte Verschleiß ausgeschlossen, ohne dass auf eine Bauraum-optimierte Stellvorrichtung und einen minimalen Achsabstand der Betätigungselemente verzichtet werden muss. Auch kostenintensive Führungsmaßnahmen können entfallen.

Da die Betätigungselemente drehbar ausgeführt sind, kann ein Verschleiß beispielsweise beim Abrollen in Eingriffsnuten minimiert werden.

Die erfindungsgemäße elektromagnetische Stellvorrichtung umfasst eine Mehrzahl von Permanentmagneten, welche insbesondere auch an Einsatzorten mit beschränktem Einbauraum sowie insbesondere bei Systemen mit geringem Abstand der Betätigungselemente eingesetzt werden können.

Die elektromagnetische Stellvorrichtung umfasst dabei eine stromdurchflossene Spule welche in einem Gehäuse angeordnet ist und im Inneren einen Polkern zur Fokussierung des erzeugten Magnetfelds aufweist. Das Magnetfeld der einen Spule wirkt auf mehrere, wenigstens zwei Permanentmagnete, welche Betätigungselemente einer Betätigungseinheit betätigen. Die Betätigungseinheit ist integraler Bestandteil der Stellvorrichtung. Je nach Polung der Permanentmagnete und Polung des in der Spule erzeugten Magnetfelds werden die Permanentmagnete von dem Magnetfeld der Spule angezogen oder abgestoßen. Auf diese Weise werden die Permanentmagnete, beim Bestromen der Spule und Erzeugen des Magnetfelds in der Spule, bewegt und betätigen dadurch auch die Betätigungselemente der Betätigungseinheit. In einer Ausgangsstellung halten die Pernnanentnnagnete die Betatigungselemente durch die Magnetkraft auf dem Polkern fest. Zusätzlich können die Betätigungselemente durch eine Gegenkraft, beispielsweise eine Federkraft, in einer Ausgangslage gehalten werden. Diese Haltekräfte werden beim Bestromen der Spule durch das erzeugte Magnetfeld erst überwunden, bevor sich die Permanentmagnete auf Grund des Magnetfelds in Bewegung setzen. Mit der Bewegung der Betätigungselemente können Stellelemente, beispielsweise an oder in einer Brenn kraftmasch ine eines Kraftfahrzeugs, betätigt werden. Eine mechanische Rückstellung ist insbesondere vorteilhaft, wenn in ausgefahrener Stellung der Betätigungselemente ebenfalls die Permanentmagnetkräfte als Haltekräfte genutzt werden.

Eine Stellvorrichtung kann unabhängig voneinander zwei Betätigungselemente ansteuern. Die erfindungsgemäße Lösung erfordert wenige Bauteile zum Ansteuern von zwei Stößeln. Damit ergibt sich eine Einsparung an Bauraum und Gewicht, da jeweils ein Satz der Bauteile Spule, Polkern und Permanentmagnet wegfallen und ein kleines Gehäuse genutzt werden kann

Bei einem Schadensfall, beispielsweise einem Kurzschluss, ist es nicht möglich, dass beide Betätigungselemente einer Stellvorrichtung betätigt werden. Beim Stand der Technik können alle Aktuatoreinheiten im Gehäuse und damit alle Stößel gleichzeitig betätigt werden.

Die Auswahl des angesteuerten Betätigungselementes erfolgt gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung in einfacher Weise dadurch, dass die Spule eine einzige Wicklung aufweist und die Permanentmagnete durch Umpolen und Bestromen der Spule jeweils ansteuerbar sind.

Gemäß einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt die Auswahl dadurch, dass die Spule auf einem Spulenkörper zwei Wicklungen mit unterschiedlichen Durchströmungsrichtungen aufweist, wobei eine Wicklung jeweils einem Permanentmagneten zugeordnet ist und die Permanentmagnete jeweils durch Bestromen der zugeordneten Wicklung ansteuerbar sind. Durch entsprechenden Anschluss der beiden Spulenwicklungen wird erreicht, dass die beiden Spulenwicklungen beim Bestromen unterschiedliche Durchströmungsrichtungen aufweisen. Damit werden, abhängig welche Wicklung durchströmt wird, unterschiedlich wirkende Magnetfelder aufgebaut und somit wird dieselbe Wirkung erzielt, wie beim Umpolen der Spule. Die beiden + Pole der Spulenwicklungen werden auf Dauerplus gelegt und können idealerweise an denselben Steckerpin verbunden werden. Die beiden anderen Enden der Doppelwicklung werden getrennt über jeweils einen Schalter mit der Masse verbunden. Über den jeweiligen Schalter kann nun die entsprechende Spulenwindung bestromt werden.

Weiter ergibt sich eine Erhöhung der Funktionssicherheit dadurch, dass bei einer Störung der Ansteuerung bzw. Stromführung immer nur ein Betätigungselement betätigt werden kann. Der Energieverbrauch der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung ist günstig, da eine geringere Reibung im System und geringere bewegte Massen vorhanden sind, auf Grund der Tatsache, dass pro Betätigungselement nur ein Permanentmagnetsegment bewegt wird. Dadurch sind außerdem höhere Beschleunigungen und damit kürzere Schaltzeiten möglich.

Vorzugsweise sind die Betätigungselemente als Stößel ausgebildet. Denkbar sind gemäß der Erfindung aber auch andere Formen der Betätigungselemente.

Gemäß weiteren vorteilhaften Ausführungsformen können auch die Betätigungselemente selbst magnetisiert werden oder kleine Permanentmagnete mit ungefähr dem Durchmesser der Betätigungselemente in das Betätigungselement integriert vorgesehen sein.

Vorzugsweise sind die Permanentmagnete als Ringmagnete auf einem umlaufenden Absatz der Betätigungselemente angeordnet und an diesem befestigt vorgesehen.

Zur verlustfreien Anordnung sind die Ringmagnete vorzugsweise jeweils zwischen zwei Scheibenelementen aus einem magnetisch leitenden Werkstoff auf dem Absatz angeordnet, wobei wenigstens das dem Absatz zugewandte Scheibenelement an dem Betätigungselement befestigt ist. Es ergibt es eine einfache Befestigung der Magnete auf den Betätigungselementen.

Sind die Permanentmagnete jeweils von einem magnetisch nicht leitenden Ringelement umfasst, welches an den Scheibenelementen befestigbar ist, sind die Permanentmagnete besonders stoßunempfindlich und eine Beschädigung mit den einhergehenden nachteiligen Folgen kann ausgeschlossen werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Permanentmagnete in Absätze des Gehäuses eintauchbar und jeweils an einem Boden der Absätze anlegbar. Wie weiter oben schon erwähnt, kann die Magnetkraft dann auch in ausgefahrener Stellung des jeweiligen Betätigungselementes als Haltekraft genutzt werden und es ergibt sich jeweils eine bistabile Stellung.

Vorzugsweise ist der Polkern innerhalb der Spule angeordnet und erstreckt sich an seinem den Betätigungselementen zugeordneten Ende in axialer Richtung nahezu bis zu einem Ende der Spule, wobei sich das Gehäuse in axialer Richtung unmittelbar an die Spule anschließt. Dadurch kann eine besonders hohe Magnetkraft erzielt werden, da die Magnetfeldlinien annähernd senkrecht zur axialen Richtung von dem Polkern in das Gehäuse eingeleitet werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen beispielhaft:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine unbestromte Stellvorrichtung nach einem

Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Permanentmagnete am Ende der Betätigungselemente innerhalb der Spule angeordnet sind;

Fig. 2 einen Schnitt durch eine unbestromte Stellvorrichtung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Permanentmagnete am Ende der Betätigungselemente angeordnet sind und stirnseitig am Polkern außerhalb der Spule anliegen;

Fig. 3 einen Schnitt durch eine unbestromte Stellvorrichtung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung in Ausgangsstellung und

Fig. 4 einen Schnitt durch ein Betätigungselement der Stellvorrichtung gemäß

Fig. 3.

Ausführungsformen der Erfindung

In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.

Figur 1 zeigt einen Schnitt durch eine unbestromte Stellvorrichtung 10 nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die elektromagnetische Stellvorrichtung 10 umfasst eine Aktuatoreinheit 44 und eine in einer axialen Richtung L wirkende Betätigungseinheit 46. Die Aktuatoreinheit 44 weist eine zylinderförmig ausgebildete, ein Magnetfeld erzeugende Spule 12 mit einem innerhalb der Spule angeordneten Polkern 13 auf. Zwei Aktuatorelemente 14, 16 sind anschließend an eine Stirnseite 48 des Polkerns 13 in axialer Richtung L angeordnet, wobei ein Aktuatorelement 14, 16 jeweils als ein Permanentmagnet 15, 17, oder mehrere gleichgepolte Permanentmagnetelemente ausgebildet ist. Die Spule 12 treibt beide Aktuatorelemente 14, 16 an. Die Betätigungseinheit 46 ist in axialer Richtung L anschließend an die Aktuatoreinheit 44 angeordnet, wobei die Betätigungseinheit 46 zwei Betätigungselemente in Form von Stößeln 22, 24 umfasst, welche in Bohrungen 32, 34 der Betätigungseinheit 46 in der axialen Richtung L verschiebbar gelagert sind. Die Stößel 22, 24 der Betätigungseinheit 46 sind jeweils einem der Aktuatorelemente 14, 16 zugeordnet und das jeweilige der Aktuatorelemente 14, 16 betätigt den ihm zugeordneten der Stößel 22, 24 in der axialen Richtung L. Aufgrund der Ausführung der Betätigungselemente 22, 24 als Stößel kann die Betätigungseinheit 46 auch als Stößeleinheit bezeichnet werden. Die Form der Betätigungselemente ist jedoch nicht auf eine Stößelform begrenzt.

Die Aktuatoreinheit 44 und die Stößeleinheit 46 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 26 der Stellvorrichtung angeordnet, was die kompakte Bauform der Stellvorrichtung 10 begünstigt.

Die Spule 12 ist eine zylinderförmige Ringspule. Im unbestromten Zustand weist die Spule 12, deren Spulendrähte senkrecht zu der Darstellungsebene verlaufen, kein Magnetfeld auf. Wird die Spule 12 über die Anschlüsse 36, 38 bestromt, so baut sich um die Spule 12 ein Magnetfeld auf, wobei die Feldlinien wiederum senkrecht zu den Spulendrähten verlaufen und so in der Schnittebene parallel zur Darstellungsebene verlaufen. Das Magnetfeld wirkt auch am Ort der Aktuatorelemente 14, 16 und damit der Permanentmagnete 15, 17. Damit tritt eine Wechselwirkung, anziehender oder abstoßender Art, zwischen dem Magnetfeld der Spule 12 und den Magnetfeldern der Permanentmagnete 15, 17 auf, welches eine Bewegung der Aktuatorelemente 14, 16 bewirkt.

Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel können die Betätigungselemente 22, 24 selbst magnetisiert werden oder als kleine Permanentmagnete 15, 17 mit ungefähr dem Durchmesser der Betätigungselemente 22, 24 in das Betätigungselement 22, 24 integriert vorgesehen sein. Um den Einbauraum zu verringern, sind die Permanentmagnete 15, 17 in dieser Ausführung innerhalb der Spule 12 angeordnet. Die Permanentmagnete 15, 17, die die Aktuatorelemente 14, 16 darstellen, sind am Ende der Betätigungselemente 22, 24 angeordnet und tauchen mit den Betätigungselementen 22, 24 in einen Bereich im Inneren der Spule 12 ein. Abstände 40, 42 zwischen den Permanentmagneten 15, 17 und dem Polkern 13 kann so minimal werden, wenn die Permanentmagnete 15, 17 an der Stirnseite 48 des Polkerns 13 anliegen.

Bei Bestromung der Spule 12 wird je nach Polung der Bestromung einer der Permanentmagnete 15, 17 abgestoßen und der andere der beiden Permanentmagnete 17, 15 angezogen. Auf diese Weise werden die Betätigungselemente 22, 24 in der Betätigungseinheit 46 durch ein Rückschlusselement 70, welches als Platte oder Scheibe aus magnetischem Material ausgeführt ist, in axialer Richtung L bewegt. In Figur 1 sind die beiden Permanentmagnete 15, 17 im unbestromten Zustand der Spule 12 in einem mittleren Abstand 40, 42 zwischen Permanentmagneten 15, 17 und der Stirnseite 48 des Polkerns 13 dargestellt.

Da die Betätigungselemente 22, 24 und der jeweilige Permanentmagnet 15, 17 konzentrisch angeordnet sind, erfolgt eine Krafteinwirkung auf die Betätigungselemente 22, 24 zentrisch. Hierdurch können eine exzentrische Beaufschlagung und der damit erhöhte Verschleiß ausgeschlossen werden, ohne dass auf eine Bauraum-optimierte Stellvorrichtung und einen minimalen Achsabstand der Betätigungselemente 22 ,24 verzichtet werden muss. Auch kostenintensive Führungsmaßnahmen, um einem Kippmoment entgegnen zu können, entfallen.

In einem zweiten Ausführungsbeispiel, das in Figur 2 dargestellt ist, sind die Betätigungselemente 22, 24 ebenfalls entweder über einen Bereich ihrer Länge selbst magnetisiert oder mit kleinen Permanentmagneten 15, 17 mit ungefähr dem Durchmesser der Betätigungselemente 22, 24 versehen, die am Ende der Betätigungselemente 22, 24 angeordnet sind. Dieses Beispiel stellt eine sehr kompakte und kosteneffiziente Ausführung der Betätigungselemente 22, 24, wie sie ebenfalls bei dem Ausführungsbeispiel in Figur 1 verwendet wird, dar. In Figur 2 tauchen die Permanentmagnete 15, 17 jedoch nicht in den Innenraum der Spule 12 ein, da dieser Innenraum in diesem Fall mit dem Polkern 13 ausgefüllt ist. Der Abstand 40, 42 zwischen Permanentmagneten 15, 17 und der Stirnseite 48 des Polkerns 13 kann sich lediglich bis auf Null verringern, sodass die Permanentmagnete 15, 17 am Polkern 13 anliegen. Wird die Spule 12 bestromt, so wird je nach Polung der Bestromung einer der Permanentmagnete 15, 17 abgestoßen und der andere der beiden Permanentmagnete 17, 15 angezogen. Auf diese Weise erfahren die Betätigungselemente 22, 24 in der Betätigungseinheit 46 auch bei diesem Ausführungsbeispiel eine vorteilhafte zentrische Krafteinleitung und werden in axialer Richtung L bewegt, wobei bei diesem Ausführungsbeispiel auf eine weitere Führung der Betätigungselemente 22, 24 außer den Bohrungen 32, 34 der Betätigungseinheit 46 verzichtet wurde. In Figur 2 sind die beiden Permanentmagnete 15, 17 im unbestromten Zustand der Spule 12 in einem Abstand 40, 42 zwischen Permanentmagneten 15, 17 und der Stirnseite 48 des Polkerns 13 von Null dargestellt, da im unbestromten Zustand der Aktuatoreinheit 44 die Permanentmagnete 15, 17 von dem Polkern 13, der beispielsweise aus Stahl ausgeführt sein kann, angezogen werden.

Figur 3 zeigt einen Schnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zu den beiden vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die Permanentmagnete 15, 17 hierbei als Ringmagnete auf einem umlaufenden Absatz 18, 20 der Betätigungselemente 22, 24 angeordnet und an diesem befestigt vorgesehen. Das Betätigungselement 22 ist in Figur 4 in vergrößerter Darstellung geschnitten gezeigt. Das Betätigungselement 24 ist baugleich vorgesehen, wobei wie beschrieben die Polung des Permanentmagneten 17 umgekehrt ist.

Es ist ersichtlich, dass der Ringmagnet 15 zwischen zwei Scheibenelementen 28, 30 aus einem magnetisch leitenden Werkstoff auf dem Absatz 18, 20 angeordnet ist. Das dem Absatz 18 zugewandte Scheibenelement ist dabei ringförmig vorgesehen und wird wie der Permanentmagnet 15 von einem mittigen Vorsprung 50 zentriert und an dem Betätigungselement 22 beispielsweise durch Laser-Schweißen oder Kleben befestigt.

Sind die Permanentmagnete 15, 17 jeweils von einem magnetisch nicht leitenden Ringelement 56, 58 umfasst, sind sie durch eine derartige Kapselung besonders stoßunempfindlich und eine Beschädigung mit den einhergehenden nachteiligen Folgen kann ausgeschlossen werden. Auch das Ringelement 56, 58 kann in einfacher und sicherer Weise jeweils mittels Laser-Schweißen oder Kleben an den Scheibenelementen 28, 30 befestigt sein.

Insgesamt ergibt sich eine einfache und sichere Befestigung der Magnete 15, 17 auf den Betätigungselementen 22, 24. Der Polkern 13 ist bei diesem Ausführungsbeispiel ausschließlich innerhalb der Spule 12 bzw. dessen Spulenkörper 60 angeordnet und erstreckt sich an seinem den Betätigungselementen 22, 24 zugeordneten Ende in axialer Richtung nahezu bis zu einem Ende der Spule 12. Das Gehäuse 26 schließt sich dabei in axialer Richtung unmittelbar an die Spule 12 bzw. den Spulenkörper 60 an, so dass eine besonders hohe Magnetkraft erzielt werden, da die Magnetfeldlinien annähernd senkrecht zur axialen Richtung L von dem Polkern 13 in das Gehäuse 26 eingeleitet werden.

Dabei ist die Anordnung des Polkerns 13 zum Gehäuse 26 entscheidend, da ein Luftspalt zwischen dem Polkern 13 und dem Gehäuse 26 sehr starken Einfluss auf das Kraftniveaus der Stellvorrichtung 10 hat.

Wie Figur 3 weiter zu entnehmen ist, ist das Gehäuse 26 im Bereich der Betätigungseinheit 46 einteilig ausgebildet und umfasst zusätzlich die Spule 12 an ihrer Außenseite. Der Spulenkörper 60 bildet an einem der Betätigungseinheit 46 abgewandten Ende einen Boden 72, welcher mit dem Gehäuse 26 abgedichtet verbunden ist.

Die Permanentmagnete 15, 17 sind ferner in Absätze 62, 64 des Gehäuses 26 eintauchbar und jeweils an einem Boden 66, 68 der Absätze 62, 64 anlegbar. Hierdurch kann die Magnetkraft auch in ausgefahrener Stellung des jeweiligen Betätigungselementes 22, 24 als Haltekraft genutzt werden und es ergibt sich jeweils eine bistabile Stellung.

Die Betätigungselemente 22, 24 sind drehbar in dem Gehäuse 26 angeordnet, so dass ein Verschleiß beispielsweise beim Abrollen in Eingriffsnuten minimiert werden kann. Grundsätzlich ist die Erfindung nicht auf zwei Betätigungselemente begrenzt. So ist auch die Anordnung von mehr als zwei - beispielsweise vier oder sechs - Betätigungselementen denkbar.

Die Auswahl des angesteuerten Betätigungselementes 22, 24 erfolgt wie beschrieben in einfacher Weise dadurch, dass die Spule 12 eine einzige Wicklung aufweist und die Permanentmagnete 15, 17 durch Umpolen und Bestromen der Spule 12 jeweils entsprechend ansteuerbar sind.

Alternativ kann die Spule 12 auf dem Spulenkörper 60 auch zwei Wicklungen mit unterschiedlichen Durchströmungsrichtungen aufweisen, wodurch sich das Magnetfeld jeweils in unterschiedlicher Richtung aufbaut. Dabei wird eine unterschiedliche Wirkung auf die Permanentmagneten 15, 17 ausgeübt, so dass diese jeweils durch Bestromen der zugeordneten Wicklung betätigbar sind.

Es sind weitere Varianten möglich, die durch Kombination der hier aufgeführten Merkmale entstehen können, jedoch nicht alle dargestellt sind.

Bezugszeichenliste Stellvorrichtung

Spule

Pol kern

Aktuatorelement

Permanentmagnet

Aktuatorelement

Permanentmagnet

Absatz

Absatz

Betätigungselement

Betätigungselement

Gehäuse

Scheibenelement

Scheibenelement

Bohrung Stößel

Bohrung Stößel

Anschluss Spule

Anschluss Spule

Abstand Aktuatorelement - Polkern

Abstand Aktuatorelement - Polkern

Aktuatoreinheit

Betätigungseinheit

Stirnseite Pol kern Vorsprung

Vorsprung

Ringelement

Ringelement

Spulenkörper Rückschlusselement Boden