Title:
Aktorvorrichtung und Verfahren zum Betrieb einer Aktorvorrichtung
Document Type and Number:
Kind Code:
A1

Abstract:

Die Erfindung geht aus von einer Aktorvorrichtung mit zumindest einem Aktorelement (10a–h; 11h), welches zumindest teilweise aus einem magnetisch formveränderlichen Material besteht und, welches in zumindest eine Form überführbar ist, und mit zumindest einer Halteeinheit (12a–e), welche dazu vorgesehen ist, in wenigstens einem Haltebetriebszustand das Aktorelement (10a–h; 11h) mittels eines Haltemagnetfelds (14a; 14d) entgegen zumindest einer rückstellenden Kraft in der Form zu halten.
Es wird vorgeschlagen, dass die Halteeinheit (12a–e) zumindest ein Halteelement (16a–g; 17d; 17e) aufweist, welches aus einem Permanentmagnetwerkstoff besteht und dazu vorgesehen ist, das Haltemagnetfeld (14a; 14d) zu erzeugen.





Inventors:
Schiepp, Thomas, Dr. (78606, Seitingen-Oberflacht, DE)
Schnetzler, René (88605, Meßkirch, DE)
Application Number:
DE102016107460A
Publication Date:
10/26/2017
Filing Date:
04/22/2016
Assignee:
ETO MAGNETIC GmbH, 78333 (DE)
International Classes:
H01F7/122; F16K31/02; H01F7/16
Domestic Patent References:
DE102011052528B3N/A2013-02-14
DE102011014193A1N/A2012-10-04
DE102009014304A1N/A2010-10-07
DE102004047354A1N/A2006-04-06
Foreign References:
WO2013079794A22013-06-06
WO2014019738A12014-02-06
Attorney, Agent or Firm:
Patent- und Rechtsanwaltskanzlei Daub, 88662, Überlingen, DE
Claims:
1. Aktorvorrichtung mit zumindest einem Aktorelement (10a–h; 11h), welches zumindest teilweise aus einem magnetisch formveränderlichen Material besteht und, welches in zumindest eine Form überführbar ist, und mit zumindest einer Halteeinheit (12a–e), welche dazu vorgesehen ist, in wenigstens einem Haltebetriebszustand das Aktorelement (10a–h; 11h) mittels eines Haltemagnetfelds (14a; 14d) entgegen zumindest einer rückstellenden Kraft in der Form zu halten, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinheit (12a–e) zumindest ein Halteelement (16a–g; 17d; 17e) aufweist, welches aus einem Permanentmagnetwerkstoff besteht und dazu vorgesehen ist, das Haltemagnetfeld (14a; 14d) zu erzeugen.

2. Aktorvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetisch formveränderlichen Material eine magnetische Formgedächtnislegierung ist.

3. Aktorvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetische Formgedächtnislegierung Nickel, Mangan und Gallium enthält.

4. Aktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnetwerkstoff ein hartmagnetischer Werkstoff ist.

5. Aktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnetwerkstoff eine Aluminium-Nickel-Kobalt-Legierung ist.

6. Aktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktorelement (10a–h; 11h) von einer Grundform in zumindest zwei unterschiedliche Expansionsformen überführbar ist und die Halteeinheit (12a–e) dazu vorgesehen ist, das Aktorelement (10a–h; 11h) entgegen einer rückstellenden Kraft in zumindest zwei der Formen zu halten.

7. Aktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest eine Magnetisierungseinheit (18a), welche in zumindest einem Betriebszustand zu einer Änderung einer Magnetisierung des Halteelements (16a–g; 17d; 17e) vorgesehen ist.

8. Aktorvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetisierungseinheit (18a) als Spulensystem ausgebildet ist.

9. Aktorvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetisierungseinheit (18a) bei einem Expansionsvorgang des Aktorelements (10a–h; 11h) zu einer Erhöhung der Magnetisierung des Halteelements (16a–g; 17d; 17e) vorgesehen ist. Aktorvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetisierungseinheit (18a) bei einem Kompressionsvorgang des Aktorelements (10a–h; 11h) zu einer Reduzierung der Magnetisierung des Halteelements (16a–g; 17d; 17e) vorgesehen ist.

10. Aktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest eine aktiv ansteuerbare Einstelleinheit (20a; 20b; 20e; 20f), welche dazu vorgesehen ist, eine Formveränderung des Aktorelements (10a–h; 11h) mittels zumindest eines Formveränderungsmagnetfelds (22a) zu bewirken.

11. Aktorvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstelleinheit (20a; 20b; 20e; 20f) als Spulensystem ausgebildet ist.

12. Aktorvorrichtung zumindest nach Anspruch 7 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstelleinheit (20a; 20b; 20e; 20f) und die Magnetisierungseinheit (18a) miteinander identisch sind.

13. Aktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest eine Sicherungseinheit (24a), welche dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Fehlerbetriebszustand eine Bewegung des Aktorelements (10a–h; 11h) in eine definierte Form zu bewirken.

14. Aktorvorrichtung zumindest nach Anspruch 7 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungseinheit (24a) in dem Fehlerbetriebszustand dazu vorgesehen ist, die Magnetisierungseinheit (18a) auszulösen, um eine Magnetisierung des Halteelements (16a–g; 17d; 17e) zu verändern.

15. Aktorvorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungseinheit (24a) zumindest ein Energiespeicherelement (26a) aufweist.

16. Ventil (28g) mit einer Aktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

17. Positionierungssystem (80h) mit einer Aktorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, insbesondere zur Positionierung optischer Bauelemente (82h).

18. Verfahren zum Betrieb einer Aktorvorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 16, welche zumindest ein Aktorelement (10a–h; 11h) aufweist, welches zumindest teilweise aus einem magnetisch formveränderlichen Material besteht und, welches in zumindest eine Form überführbar ist, und welche zumindest eine Halteeinheit (12a–e) aufweist, welche dazu vorgesehen ist, in wenigstens einem Haltebetriebszustand das Aktorelement (10a–h; 11h) mittels eines Haltemagnetfelds (14a; 14d) entgegen zumindest einer rückstellenden Kraft in der Form zu halten, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Halteelements (16a–g; 17d; 17e) der Halteeinheit (12a–e), welches aus einem Permanentmagnetwerkstoff besteht, das Haltemagnetfeld (14a; 14d) erzeugt wird.

Description:
Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Aktorvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und von einem Verfahren zum Betrieb einer Aktorvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 19.

Aus dem Stand der Technik sind Aktorvorrichtungen mit Aktorelementen aus magnetischen Formgedächtnislegierungsmaterialien (auch bekannt als MSM-Material = Magnetic Shape Memory) bekannt, welche mittels eines Magnetfelds und/oder einer mechanischen Kraft in verschiedene Formen überführbar sind. Um die Aktorelemente dabei entgegen einer rückstellenden Kraft in einer der Formen zu halten, weisen die Aktorvorrichtungen in der Regel eine als Elektromagnet ausgebildete Halteeinheit auf.

Derartige Aktorvorrichtungen sind beispielsweise aus der WO 2013/079794 A2, der DE 10 2009 014 304 A1 und/oder der DE 10 2011 052 528 B3 bekannt.

Zudem ist aus der WO 2014/019738 A1 eine Aktorvorrichtung mit einem Aktorelement aus einem magnetisch formveränderlichen Formgedächtnismaterial bekannt, wobei eine Rückstellung des Aktorelements mittels eines Permanentmagneten erfolgt, wobei ein Magnetfeld des Permanentmagneten jedoch nicht auf das Aktorelement einwirkt und lediglich dazu genutzt wird, eine Kraft zu generieren, die das Aktorelement mechanisch rückstellt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Aktorvorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Effizienz bereitzustellen. Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche 1 und 19 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung geht aus von einer Aktorvorrichtung mit zumindest einem Aktorelement, welches zumindest teilweise, vorzugsweise zu wenigstens einem Großteil und besonders bevorzugt vollständig, aus einem magnetisch formveränderlichen Material besteht und, welches in zumindest eine Form, vorteilhaft ausgehend von einer Grundform in wenigstens eine Expansionsform, überführbar ist, insbesondere mittels einer thermischen Energie, mittels einer mechanischen Kraft und/oder vorteilhaft zumindest mittels eines Magnetfelds, und mit zumindest einer Halteeinheit, welche dazu vorgesehen ist, in wenigstens einem Haltebetriebszustand das Aktorelement mittels eines Haltemagnetfelds entgegen zumindest einer, insbesondere von einer reinen Schwerkraft und/oder einem Umgebungsdruck verschiedenen, rückstellenden Kraft, insbesondere einer Rückstelleinheit und/oder einer Antriebseinheit, in der Form, vorteilhaft Expansionsform, zu halten.

Es wird vorgeschlagen, dass die Halteeinheit zumindest ein Halteelement aufweist, welches, insbesondere vollständig, aus einem Permanentmagnetwerkstoff besteht und dazu vorgesehen ist, das Haltemagnetfeld zu erzeugen. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt. Unter dem Ausdruck „zu wenigstens einem Großteil“ sollen dabei insbesondere zumindest 55 %, vorteilhaft zumindest 65 %, vorzugsweise zumindest 75 %, besonders bevorzugt zumindest 85 % und besonders vorteilhaft zumindest 95 % verstanden werden. Unter einer „Aktorvorrichtung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere zumindest ein Teil, insbesondere eine Unterbaugruppe, eines Aktors verstanden werden. Vorteilhaft ist die Aktorvorrichtung zumindest zu einer Verwendung in einem Ventil, insbesondere Sitzventil und/oder Schieberventil, und/oder einem Positionierungssystem, insbesondere optischen Positionierungssystem, insbesondere zur Positionierung optischer Bauelemente, wie beispielsweise Spiegel, Linsen und/oder anderer Optiken, vorgesehen. Insbesondere kann die Aktorvorrichtung dabei auch die Rückstelleinheit und/oder Antriebseinheit umfassen. Die Rückstelleinheit kann insbesondere zumindest ein weiteres Aktorelement, zumindest eine Feder und/oder zumindest ein Magnetelement, insbesondere ein Elektromagnet und/oder Permanentmagnet, umfassen. Die Antriebseinheit kann insbesondere zumindest ein, vorteilhaft elektromagnetisches, Stellelement, insbesondere Ankerelement, umfassen.

Unter einem „Aktorelement“ soll insbesondere ein Element verstanden werden, das insbesondere dazu vorgesehen ist, einen externen Stimulus, wie beispielsweise ein elektrisches Signal, ein thermisches Signal, ein mechanisches Signal und/oder vorteilhaft zumindest ein magnetisches Signal, in eine Bewegung, insbesondere eine Rotationsbewegung, eine Schwenkbewegung und/oder vorzugsweise eine Linearbewegung, umzusetzen. Insbesondere ist das Aktorelement dabei zumindest teilweise formveränderlich ausgebildet und insbesondere dazu vorgesehen, abhängig von dem externen Stimulus eine Form, vorteilhaft zumindest eine Längserstreckung, zu verändern. Vorzugsweise ist dabei ein Volumen des Aktorelements konstant. Besonders bevorzugt verbleibt das Aktorelement nach einem Deaktivieren des externen Stimulus in seiner aktuellen Form und/oder Position, insbesondere zumindest in einem Zustand, in welchem keine, von einer reinen Schwerkraft und/oder einem Umgebungsdruck verschiedene, externe Kraft, insbesondere rückstellende Kraft, und/oder lediglich eine unterhalb eines Grenzwert befindliche externe Kraft auf das Aktorelement wirkt. Besonders vorteilhaft ist das Aktorelement einstückig ausgebildet. Unter „einstückig“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere zumindest stoffschlüssig verbunden und/oder miteinander ausgebildet verstanden werden. Der Stoffschluss kann beispielsweise durch einen Klebeprozess, einen Anspritzprozess, einen Schweißprozess, einen Lötprozess und/oder einen anderen Prozess hergestellt werden. Vorteilhaft soll unter einstückig jedoch aus einem Stück und/oder in einem Stück geformt verstanden werden. Zudem soll unter einer „Längserstreckung“ eines, insbesondere länglichen, Objekts soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine maximale Erstreckung des Objekts verstanden werden. Ferner soll unter einem „magnetisch formveränderlichen Material“ insbesondere ein Material verstanden werden, welches mittels eines, insbesondere äußeren, Magnetfelds beeinflussbar ist und vorteilhaft in zumindest einem Betriebszustand dazu vorgesehen ist, zumindest abhängig von dem Magnetfeld eine Form zu verändern.

Unter einer „Halteeinheit“ soll darüber hinaus insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, in dem Haltebetriebszustand eine Formveränderung des Aktorelements zu verhindern. Die Halteeinheit ist dabei zumindest dazu vorgesehen, das Haltemagnetfeld bereitzustellen. Bevorzugt kann das Haltemagnetfeld dabei eine Feldstärke aufweisen, welche geringer ist als eine für eine Verformung des Aktorelements benötigte Feldstärke. Vorteilhaft entspricht eine, insbesondere mittels des Haltemagnetfelds erzeugte und insbesondere der rückstellenden Kraft entgegengesetzte, Haltekraft gerade der rückstellenden Kraft, wodurch insbesondere das Aktorelement gerade in seiner aktuellen Form gehalten und gleichzeitig eine Energieeffizienz optimiert werden kann. Vorteilhaft ist die Halteeinheit zumindest in dem Haltebetriebszustand frei von einer aktiven Ansteuerung. Darüber hinaus ist das Halteelement vorteilhaft einstückig ausgebildet und bevorzugt unbeweglich relativ zu dem Aktorelement. Besonders vorteilhaft ist die Halteeinheit und/oder zumindest das Halteelement in einem Nahbereich des Aktorelements angeordnet. Unter einem „Nahbereich“ soll insbesondere ein räumlicher Bereich verstanden werden, welcher aus Punkten gebildet ist, die weniger als ein Drittel, vorzugsweise weniger als ein Viertel, bevorzugt weniger als ein Sechstel und besonders bevorzugt weniger als ein Zehntel einer minimalen Längserstreckung des Aktorelements von einem Referenzpunkt und/oder einem Referenzbauteil, insbesondere dem Aktorelement, entfernt sind und/oder die jeweils einen Abstand von höchstens 20 mm, vorzugsweise von höchstens 10 mm und besonders bevorzugt von höchstens 5 mm von einem Referenzpunkt und/oder einem Referenzbauteil, insbesondere dem Aktorelement, aufweisen. Ferner soll unter einem „Permanentmagnetwerkstoff“ insbesondere ein Magnetwerkstoff verstanden werden, welcher, insbesondere nach einer anfänglichen Magnetisierung, eine Remanenz aufweist. Vorteilhaft weist der Permanentmagnetwerkstoff dabei eine Remanenzflussdichte von zumindest 0,2 T, insbesondere von zumindest 0,4 T und insbesondere von zumindest 0,6 T, auf. Des Weiteren soll unter dem Ausdruck „erzeugen“ insbesondere ein Vorgang verstanden werden, welcher von einer reinen Veränderung eines Magnetfelds, insbesondere einer Erhöhung und/oder Abschwächung des Magnetfelds, beispielsweise mittels eines Eisenkerns, verschieden ist. Durch diese Ausgestaltung kann eine Aktorvorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Effizienz, insbesondere einer Energieeffizienz, einer Bauteileeffizienz, einer Bauraumeffizienz und/oder einer Kosteneffizienz, bereitgestellt werden. Darüber hinaus kann vorteilhaft eine Wärmeentwicklung, wie beispielsweise bei Verwendung von Elektromagneten, reduziert und/oder vorteilhaft gänzlich vermieden werden. Zudem kann vorteilhaft eine besonders kompakte Aktorvorrichtung bereitgestellt und/oder eine Stellfunktion verbessert werden.

Darüber hinaus kann insbesondere eine Aktorvorrichtung mit einer Haltekraft bereitgestellt werden, welche vorteilhaft an verschiedene Anforderungen angepasst werden kann.

Das magnetisch formveränderliche Material könnte beispielsweise einem magnetostriktiven Material entsprechen. Vorteilhaft ist das magnetisch formveränderliche Material jedoch ein magnetisch wirksames und/oder aktives Formgedächtnismaterial und besonders bevorzugt eine magnetische Formgedächtnislegierung (auch bekannt als MSM-Material = Magnetic Shape Memory). Insbesondere kann eine Längserstreckung des Aktorelements zwischen der Grundform und einer maximalen Expansionsform in diesem Fall um zumindest 1 %, vorteilhaft um zumindest 5 %, vorzugsweise um zumindest 7,5 % und besonders bevorzugt um zumindest 10 %, und/oder um höchstens 20 % und vorteilhaft um höchstens 15 % einer minimalen Längserstreckung des Aktorelements, insbesondere in der Grundform, variieren. Hierdurch kann insbesondere eine besonders vorteilhafte Stellfunktion realisiert werden.

Eine besonders hohe Kosteneffizienz und/oder Wirkeffizienz kann insbesondere dann erreicht werden, wenn die magnetische Formgedächtnislegierung Nickel, Mangan und Gallium enthält.

Ferner wird vorgeschlagen, dass der Permanentmagnetwerkstoff ein hartmagnetischer Werkstoff ist. Besonders bevorzugt weist der Permanentmagnetwerkstoff dabei eine Koerzitivfeldstärke von zumindest 1 kA/m, insbesondere von zumindest 2 kA/m und insbesondere von zumindest 5 kA/m, auf. Hierdurch kann insbesondere ein Haltemagnetfeld vorteilhaft einfach und/oder energieeffizient erzeugt werden. Zudem können Kosten vorteilhaft gering gehalten werden.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Permanentmagnetwerkstoff eine Aluminium-Nickel-Kobalt Legierung ist. Aufgrund der moderaten Koerzitivfeldstärke und der relativ hohen Remanenz des Werkstoffs kann insbesondere ein Halteelement bereitgestellt werden, dessen Magnetisierung bei Bedarf vorteilhaft einfach verändert werden kann.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Aktorelement von einer Grundform in zumindest zwei, vorteilhaft in zumindest drei, vorzugsweise in zumindest vier und besonders bevorzugt in beliebig viele, unterschiedliche Expansionsformen und/oder umgekehrt überführbar ist und die Halteeinheit dazu vorgesehen ist, das Aktorelement entgegen einer rückstellenden Kraft in zumindest zwei der Formen, vorteilhaft zumindest drei der Formen, vorzugsweise zumindest vier der Formen und besonders bevorzugt jeder der Formen, vorteilhaft Expansionsformen, zu halten, bevorzugt derart, dass eine, insbesondere mittels des Haltemagnetfelds erzeugte und insbesondere der rückstellenden Kraft entgegengesetzte, Haltekraft gerade der rückstellenden Kraft entspricht. Besonders bevorzugt ist das Aktorelement dabei von einer Grundform in eine beliebige Anzahl unterschiedlicher Expansionsformen und/oder umgekehrt überführbar. Insbesondere ist das Aktorelement in diesem Fall multistabil ausgebildet. Hierdurch kann vorteilhaft eine multistabile Aktorvorrichtung bereitgestellt werden.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Aktorvorrichtung zumindest eine Magnetisierungseinheit aufweist, welche in zumindest einem Betriebszustand zu einer Änderung einer Magnetisierung des Halteelements, insbesondere des Permanentmagnetwerkstoffs, vorgesehen ist, insbesondere mittels eines Magnetisierungsmagnetfelds. Insbesondere ist die Magnetisierungseinheit dazu vorgesehen, das Magnetisierungsmagnetfeld bereitzustellen und/oder vorteilhaft zu erzeugen. Vorteilhaft weist die Magnetisierungseinheit dabei eine Wirkverbindung mit zumindest einer Versorgungselektronik auf. Insbesondere kann die Aktorvorrichtung dabei die Versorgungselektronik umfassen. Dabei ist die Magnetisierungseinheit insbesondere zum Aufmagnetisieren, Ummagnetisieren und/oder Entmagnetisieren des Halteelements, insbesondere des Permanentmagnetwerkstoffs, vorgesehen. Insbesondere kann die Magnetisierungseinheit dabei zumindest teilweise einstückig mit der Halteeinheit ausgebildet sein. Darunter, dass ein Objekt mit einem weiteren Objekt „zumindest teilweise einstückig ausgebildet“ ist soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Objekte zumindest ein gemeinsames Bauteil aufweisen und/oder zumindest ein Bauteil des Objekts und/oder das Objekt einstückig mit zumindest einem Bauteil des weiteren Objekts und/oder dem weiteren Objekt verbunden und/oder ausgebildet ist. Hierdurch kann insbesondere vorteilhaft eine Änderung einer Magnetisierung des Haltelements und damit einer Haltekraft und/oder einer Form des Aktorelements erreicht werden.

Die Magnetisierungseinheit könnte dabei insbesondere als Permanentmagnet ausgebildet sein und beispielsweise beweglich relativ zu dem Halteelement und/oder dem Aktorelement gelagert sein. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird jedoch vorgeschlagen, dass die Magnetisierungseinheit als Spulensystem, vorteilhaft mit zumindest einer Spule und/oder mit zumindest einem Elektromagneten, ausgebildet ist. Zu einer Aufmagnetisierung des Halteelements wird die Magnetisierungseinheit dabei vorteilhaft mit einem Strom, insbesondere einem Strompuls, beaufschlagt und/oder betrieben. Zu einer Ummagnetisierung des Halteelements wird die Magnetisierungseinheit vorteilhaft mit einem zu dem Strom entgegengesetzten Gegenstrom, insbesondere einem Gegenstrompuls, beaufschlagt und/oder betrieben. Zu einer Entmagnetisierung des Halteelements wird die Magnetisierungseinheit ferner vorzugsweise mit einem zu dem Strom entgegengesetzten Gegenstrom, insbesondere Gegenstrompuls, beaufschlagt und/oder betrieben. Alternativ oder zusätzlich könnte zumindest eine Entmagnetisierung jedoch auch thermisch, beispielsweise durch Aufheizen des Halteelements, erfolgen. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhaft einfache und/oder exakte Magnetisierung des Halteelements erreicht werden.

Ist die Magnetisierungseinheit bei einem Expansionsvorgang des Aktorelements zu einer Erhöhung der Magnetisierung, insbesondere zu einer Aufmagnetisierung, des Halteelements, insbesondere des Permanentmagnetwerkstoffs, vorgesehen, kann insbesondere eine Haltekraft vorteilhaft einfach, schnell und/oder möglichst energieeffizient an eine benötigte Haltekraft des Aktorelements angepasst und/oder angeglichen werden.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Magnetisierungseinheit bei einem Kompressionsvorgang des Aktorelements zu einer Reduzierung der Magnetisierung des Halteelements, insbesondere des Permanentmagnetwerkstoffs, vorgesehen ist. Vorteilhaft ist die Magnetisierungseinheit dabei bei zumindest einem Kompressionsvorgang des Aktorelements zu einer Entmagnetisierung und/oder Ummagnetisierung des Halteelements, insbesondere des Permanentmagnetwerkstoffs, vorgesehen, wobei in diesem Fall die rückstellende Kraft das Aktorelement vorteilhaft in die Grundform zurückführt. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhaft einfache Rückstellung des Aktorelements erreicht werden.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Aktorvorrichtung zumindest eine aktiv ansteuerbare Einstelleinheit aufweist, welche dazu vorgesehen ist, vorteilhaft zusammen mit dem Halteelement, eine Formveränderung des Aktorelements mittels zumindest eines Formveränderungsmagnetfelds zu bewirken.

Insbesondere ist die Einstelleinheit dabei dazu vorgesehen, das Formveränderungsmagnetfeld bereitzustellen und/oder vorteilhaft zu erzeugen. Vorteilhaft weist die Einstelleinheit dazu eine Wirkverbindung mit zumindest einer weiteren Versorgungselektronik auf. Insbesondere kann die Aktorvorrichtung die weitere Versorgungselektronik umfassen. Vorzugsweise ist die weitere Versorgungselektronik mit der Versorgungselektronik identisch. Bevorzugt ist die Einstelleinheit in dem Haltebetriebszustand abgeschaltet, unbestromt und/oder unbetrieben. Besonders bevorzugt ist die Einstelleinheit zumindest dazu vorgesehen, insbesondere mittels des Formveränderungsmagnetfelds und vorteilhaft zusammen mit dem Halteelement, eine Form des Aktorelement von der Grundform in die wenigstens eine Expansionsform zu verändern. Besonders bevorzugt weist das Haltemagnetfeld, insbesondere zum Halten des Aktorelements in der Expansionsform dabei im Vergleich zu dem Formveränderungsmagnetfeld, insbesondere zur Formveränderung des Aktorelements von der Grundform in dieselbe Expansionsform, eine um zumindest 10 %, vorteilhaft um zumindest 20 % und besonders vorteilhaft um zumindest 30 % geringere Feldstärke auf. Zudem kann die Einstelleinheit insbesondere zumindest teilweise einstückig mit der Halteeinheit ausgebildet sein. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhaft einfache Verformung des Aktorelements erreicht werden.

Die Einstelleinheit könnte dabei insbesondere als Permanentmagnet ausgebildet sein und beispielsweise beweglich relativ zu dem Aktorelement gelagert sein. Vorteilhaft wird jedoch vorgeschlagen, dass die Einstelleinheit als Spulensystem, vorteilhaft mit zumindest einer Spule und/oder mit zumindest einem Elektromagneten, ausgebildet ist. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhaft einfache und/oder exakte Einstellung des Formveränderungsmagnetfelds erreicht werden.

Die Einstelleinheit und die Magnetisierungseinheit könnten beispielsweise separat voneinander ausgebildet sein. Vorteilhaft wird jedoch vorgeschlagen, dass die Einstelleinheit und die Magnetisierungseinheit miteinander identisch sind. Hierdurch kann insbesondere eine Bauraumeffizienz, eine Bauteileeffizienz, eine Energieeffizienz und/oder eine Kosteneffizienz vorteilhaft optimiert werden.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Aktorvorrichtung zumindest eine Sicherungseinheit aufweist, welche dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Fehlerbetriebszustand, wie beispielsweise bei einem Stromausfall und/oder einem Ausfall einer Versorgungselektronik, eine Bewegung des Aktorelements in eine definierte Form, vorteilhaft die Grundform, zu bewirken. Hierdurch kann insbesondere eine Betriebssicherheit verbessert werden. Zudem kann eine vorteilhafte Fail-Safe-Funktion und/oder Notabschaltung realisiert werden.

Die Sicherungseinheit könnte beispielsweise mechanisch ausgebildet sein und/oder zu einer Ansteuerung der Rückstelleinheit vorgesehen sein. Eine besonders einfache Ansteuerung und/oder hohe Betriebssicherheit kann jedoch insbesondere dann erreicht werden, wenn die Sicherungseinheit in dem Fehlerbetriebszustand dazu vorgesehen ist, die Magnetisierungseinheit auszulösen, um eine Magnetisierung des Halteelements zu verändern, insbesondere derart, dass die rückstellende Kraft das Aktorelement verformt. Vorteilhaft ist die Sicherungseinheit dabei dazu vorgesehen, die Magnetisierungseinheit derart auszulösen, dass die Magnetisierungseinheit das Halteelement entmagnetisiert. Insbesondere weist die Sicherungseinheit dazu zumindest eine Wirkverbindung mit der Magnetisierungseinheit auf.

Vorzugsweise weist die Sicherungseinheit, insbesondere zur Ansteuerung der Rückstelleinheit und/oder vorteilhaft zur Auslösung der Magnetisierungseinheit, zumindest ein Energiespeicherelement auf. Das Energiespeicherelement kann dabei als beliebiges Energiespeicherelement ausgebildet sein, wie beispielsweise als Akkumulator, als Batterie und/oder als Kondensator. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhaft einfache und/oder kosteneffiziente Notabschaltung erreicht werden.

Zudem geht die Erfindung aus von einem Verfahren zum Betrieb einer Aktorvorrichtung, welche zumindest ein Aktorelement aufweist, welches zumindest teilweise, vorzugsweise zu wenigstens einem Großteil und besonders bevorzugt vollständig, aus einem magnetisch formveränderlichen Material besteht und, welches in zumindest eine Form, vorteilhaft ausgehend von einer Grundform in wenigstens eine Expansionsform, überführbar ist, insbesondere mittels einer thermischen Energie, mittels einer mechanischen Kraft und/oder vorteilhaft zumindest mittels eines Magnetfelds, und welche zumindest eine Halteeinheit aufweist, welche dazu vorgesehen ist, in wenigstens einem Haltebetriebszustand das Aktorelement mittels eines Haltemagnetfelds entgegen zumindest einer, insbesondere von einer reinen Schwerkraft und/oder einem Umgebungsdruck verschiedenen, rückstellenden Kraft, insbesondere einer Rückstelleinheit und/oder einer Antriebseinheit, in der Form, vorteilhaft Expansionsform, zu halten.

Es wird vorgeschlagen, dass mittels eines Halteelements der Halteeinheit, welches, insbesondere vollständig, aus einem Permanentmagnetwerkstoff besteht, das Haltemagnetfeld erzeugt wird. Hierdurch kann insbesondere eine Effizienz, insbesondere eine Energieeffizienz, eine Bauteileeffizienz, eine Bauraumeffizienz und/oder eine Kosteneffizienz, verbessert werden. Darüber hinaus kann vorteilhaft eine Wärmeentwicklung, wie beispielsweise bei Verwendung von Elektromagneten, reduziert und/oder vorteilhaft gänzlich vermieden werden.

Die Aktorvorrichtung und das Verfahren zum Betrieb der Aktorvorrichtung sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die Aktorvorrichtung und das Verfahren zum Betrieb der Aktorvorrichtung zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.

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:

1 ein Aktor mit einer Aktorvorrichtung in einer schematischen Seitenansicht,

2a–e der Aktor mit der Aktorvorrichtung in verschiedenen Betriebszuständen,

3 ein Schaubild eines zeitlichen Verlaufs einer Feldstärke der Aktorvorrichtung,

4 ein Schaubild eines zeitlichen Verlaufs einer Stromstärke der Aktorvorrichtung,

5 ein weiterer Aktor mit einer weiteren Aktorvorrichtung in einer schematischen Ansicht,

6 ein weiterer Aktor mit einer weiteren Aktorvorrichtung in einer schematischen Ansicht,

7 ein weiterer Aktor mit einer weiteren Aktorvorrichtung in einer schematischen Ansicht,

8 ein weiterer Aktor mit einer weiteren Aktorvorrichtung in einer schematischen Ansicht,

9 ein weiterer Aktor mit einer weiteren Aktorvorrichtung in einer schematischen Ansicht,

10 ein Ventil mit einer weiteren Aktorvorrichtung in einer schematischen Seitenansicht und

11 ein Positionierungssystem mit zumindest einer weiteren Aktorvorrichtung in einer schematischen Seitenansicht.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

1 zeigt einen beispielhaften Aktor 30a mit einer Aktorvorrichtung in einer schematischen Ansicht. Die Aktorvorrichtung umfasst zumindest ein Aktorelement 10a. Im vorliegenden Fall umfasst die Aktorvorrichtung genau ein Aktorelement 10a. Grundsätzlich könnte eine Aktorvorrichtung jedoch auch eine andere Anzahl an Aktorelementen aufweisen, wie beispielsweise zumindest zwei Aktorelemente und/oder zumindest drei Aktorelemente.

Das Aktorelement 10a ist einstückig ausgebildet. Das Aktorelement 10a ist zumindest im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet. Das Aktorelement 10a ist länglich ausgebildet und weist eine, insbesondere in 1 vertikal angeordnete, Längserstreckung auf.

Darüber hinaus ist das Aktorelement 10a formveränderlich ausgebildet. Das Aktorelement 10a besteht aus einem magnetisch formveränderlichen Formgedächtnismaterial. Im vorliegenden Fall besteht das Aktorelement 10a aus einer magnetischen Formgedächtnislegierung. Die magnetische Formgedächtnislegierung enthält Nickel, Mangan und Gallium. Das Aktorelement 10a besteht im vorliegenden Fall aus einer Nickel-Mangan-Gallium Legierung. Das Aktorelement 10a ist ferner als Einkristall ausgebildet. Alternativ könnte ein Aktorelement jedoch auch aus einer Nickel-Mangan-Gallium-haltigen Legierung bestehen. Zudem könnte ein Aktorelement auch als Schaum, als Polykristall und/oder als Kompositstruktur ausgebildet sein, wobei in letzterem Fall Nickel-, Mangan- und Gallium-Bestandteile in einer Matrix eingebettet sein können.

Das magnetisch formveränderliche Formgedächtnismaterial weist dabei die Eigenschaft auf, dass als Reaktion auf ein angelegtes Magnetfeld mit einer definierten minimalen Feldstärke und einer definierten Richtung eine Formveränderung, insbesondere eine Expansions- oder Kompressionsbewegung in Richtung der Längserstreckung des Aktorelements 10a, stattfindet. Nach einer Reduktion und/oder einem Deaktivieren des Magnetfelds findet jedoch nicht automatisch eine Bewegung zurück in eine Grundform und/oder Ausgangsform statt. Vielmehr verbleibt das Aktorelement 10a auch nach der Reduktion und/oder dem Deaktivieren des Magnetfelds in der aktuellen, insbesondere expandierten und/oder komprimierten, Form, insbesondere zumindest in einem Zustand, in welchem keine, von einer reinen Schwerkraft und/oder einem Umgebungsdruck verschiedene, externe Kraft, insbesondere rückstellende Kraft, auf das Aktorelement 10a wirkt.

Darüber hinaus weist das magnetisch formveränderliche Formgedächtnismaterial die Eigenschaft auf, dass als Reaktion auf eine mechanische Kraft mit einer definierten minimalen Stärke und einer definierten Richtung eine Formveränderung, insbesondere eine Expansions- oder Kompressionsbewegung in Richtung der Längserstreckung des Aktorelements 10a, stattfindet. Auch in diesem Fall findet nach einer Reduktion und/oder einer Unterbrechung der mechanischen Kraft und/oder der mechanischen Beanspruchung nicht automatisch eine Bewegung zurück in die Grundform und/oder Ausgangsform statt, sodass das Aktorelement 10a ebenfalls in der aktuellen, insbesondere expandierten und/oder komprimierten, Form verbleibt, insbesondere zumindest in einem Zustand, in welchem keine, von einer reinen Schwerkraft und/oder einem Umgebungsdruck verschiedene, externe Kraft, insbesondere rückstellende Kraft, auf das Aktorelement 10a wirkt.

In beiden Fällen wird dabei im Fall, dass eine rückstellende Kraft auf das Aktorelement 10a wirkt, ein gewisses Magnetfeld benötigt, um das Aktorelement 10a in der expandierten und/oder komprimierten, Form zu halten. Dieses Magnetfeld ist aufgrund der besonders hohen Hysterese des magnetisch formveränderlichen Formgedächtnismaterials geringer als ein zur Formveränderung des Aktorelements 10a, insbesondere während eines Expansions- oder Kompressionsvorgangs, benötigtes Magnetfeld.

Im vorliegenden Fall ist das Aktorelement 10a somit mittels einer mechanischen Kraft und/oder mittels eines Magnetfelds in zumindest eine Form überführbar. Im vorliegenden Fall ist das Aktorelement 10a zudem multistabil ausgebildet und insbesondere von einer Grundform in eine Vielzahl unterschiedlicher Expansionsformen und umgekehrt überführbar. Das Aktorelement 10a ist somit dazu vorgesehen, einen externen Stimulus, insbesondere eine mechanische Kraft und/oder ein Magnetfeld, in eine Bewegung, im vorliegenden Fall insbesondere eine Linearbewegung in Richtung der Längserstreckung des Aktorelements 10a, umzusetzen. Eine Längserstreckung des Aktorelements 10a zwischen der Grundform und einer maximalen Expansionsform variiert dabei um zumindest 1 % einer minimalen Längserstreckung des Aktorelements 10a. Zudem variiert die Längserstreckung des Aktorelements 10a zwischen der Grundform und der maximalen Expansionsform um höchstens 15 % einer minimalen Längserstreckung des Aktorelements 10a.

Darüber hinaus umfasst die Aktorvorrichtung eine Rückstelleinheit 32a. Die Rückstelleinheit 32a umfasst im vorliegenden Fall beispielhaft ein als Feder ausgebildetes Rückstellelement 34a. Das Rückstellelement 34a weist eine Wirkverbindung mit dem Aktorelement 10a auf. Im vorliegenden Fall kontaktiert das Rückstellelement 34a eine, insbesondere senkrecht zu der Längserstreckung des Aktorelements 10a angeordnete, Stirnseite des Aktorelements 10a. Das Rückstellelement 34a beaufschlagt das Aktorelement 10a zumindest in den Expansionsformen mit einer rückstellenden Kraft, welche insbesondere derart ausgelegt ist, dass das Aktorelement 10a in einem magnetfeldfreien Zustand aus den Expansionsformen in die Grundform zurückbewegt wird. Alternativ könnte ein Rückstellelement jedoch auch als beliebiges von einer Feder abweichendes Rückstellelement ausgebildet sein, wie beispielsweise als weiteres Aktorelement und/oder Magnetelement. Zudem könnte eine Aktorvorrichtung prinzipiell und insbesondere anstatt einer Rückstelleinheit auch eine Antriebseinheit, wie beispielsweise zumindest ein Stellelement, aufweisen, welches insbesondere in zumindest einer Form des Aktorelements eine rückstellende Kraft auf das Aktorelement ausübt.

Ferner umfasst die Aktorvorrichtung eine Magneteinheit 36a. Die Magneteinheit 36a ist dazu vorgesehen, in zumindest einem Betriebszustand zumindest ein Magnetfeld bereitzustellen. Dazu weist die Magneteinheit 36a zumindest eine Wirkverbindung mit einer Versorgungselektronik 38a der Aktorvorrichtung auf. Im vorliegenden Fall ist die Magneteinheit 36a dazu vorgesehen, insbesondere mittels des zumindest einen Magnetfelds eine Form des Aktorelements 10a zu beeinflussen.

Dazu umfasst die Magneteinheit 36a zumindest eine Einstelleinheit 20a. Die Einstelleinheit 20a ist in einem Nahbereich des Aktorelements 10a angeordnet. Die Einstelleinheit 20a ist aktiv ansteuerbar. Die Einstelleinheit 20a weist eine elektrische Verbindung mit der Versorgungselektronik 38a auf. Die Einstelleinheit 20a ist als Spulensystem ausgebildet. Die Einstelleinheit 20a umfasst im vorliegenden Fall genau eine Induktivität 40a. Die Induktivität 40a ist im vorliegenden Fall als Spule ausgebildet. Die Induktivität 40a ist dabei derart angeordnet, dass mittels der Induktivität 40a erzeugte Magnetfeldlinien das Aktorelement 10a zumindest im Wesentlichen senkrecht bezüglich der Längserstreckung des Aktorelements 10a schneiden und/oder durchdringen. Zudem umfasst die Einstelleinheit 20a zumindest ein Flussleitmittel 42a. Das Flussleitmittel 42a ist im vorliegenden Fall als Ferritkern, insbesondere Eisenkern, ausgebildet. Das Flussleitmittel 42a weist im vorliegenden Fall einen zumindest im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt auf. Das Flussleitmittel 42a umgibt das Aktorelement 10a zu wenigstens einem Großteil. Zudem umgreift das Flussleitmittel 42a die Induktivität 40a zumindest teilweise. Das Flussleitmittel 42a ist dabei in einem von einem zentralen Bereich der Induktivität 40a verschiedenen Bereich angeordnet. Das Flussleitmittel 42a bildet zumindest teilweise einen Magnetkreis der Einstelleinheit 20a. Das Flussleitmittel 42a ist dazu vorgesehen, Magnetfeldlinien der Induktivität 40a zumindest teilweise zu leiten und hierdurch vorteilhaft eine Feldstärke der Induktivität 40a zumindest teilweise zu erhöhen.

Die Einstelleinheit 20a ist zumindest im Wesentlichen dazu vorgesehen, ein Formveränderungsmagnetfeld 22a bereitzustellen und/oder zu bewirken (vgl. auch 3). Zudem ist die Einstelleinheit 20a dazu vorgesehen, mittels des Formveränderungsmagnetfelds 22a eine Formveränderung des Aktorelements 10a zu bewirken. Im vorliegenden Fall ist die Einstelleinheit 20a dazu vorgesehen, mittels des Formveränderungsmagnetfelds 22a eine Formveränderung des Aktorelement 10a von der Grundform in die Expansionsformen zu bewirken. Alternativ könnte ein Spulensystem auch andere Induktivitäten, wie beispielsweise Elektromagneten aufweisen. Ferner ist insbesondere auch denkbar, auf ein Flussleitmittel zu verzichten oder ein Flussleitmittel aus einem beliebigen von Eisen abweichenden Material zu fertigen. Darüber hinaus könnte eine Einstelleinheit eine abweichende Anzahl an Induktivitäten aufweisen, wie beispielsweise zumindest zwei, zumindest drei und/oder zumindest vier Induktivitäten.

Zudem umfasst die Magneteinheit 36a eine Halteeinheit 12a. Die Halteeinheit 12a ist im vorliegenden Fall zumindest teilweise einstückig mit der Einstelleinheit 20a ausgebildet. Die Halteeinheit 12a ist in wenigstens einem Haltebetriebszustand, in welchem die Einstelleinheit 20a insbesondere unbetrieben ist, dazu vorgesehen, eine, insbesondere aufgrund der rückstellenden Kraft bewirkte, Formveränderung des Aktorelements 10a zu verhindern. Die Halteeinheit 12a ist dabei dazu vorgesehen, wenigstens ein Haltemagnetfeld 14a bereitzustellen (vgl. auch 3). Die Halteeinheit 12a ist dazu vorgesehen, in dem Haltebetriebszustand das Aktorelement 10a mittels des Haltemagnetfelds 14a entgegen der rückstellenden Kraft, insbesondere der Rückstelleinheit 32a, in zumindest einer der Expansionsformen, im vorliegenden Fall insbesondere jeder der Expansionsformen, zu halten. Dabei entspricht eine, insbesondere mittels des Haltemagnetfelds 14a erzeugte und insbesondere der rückstellenden Kraft entgegengesetzte, Haltekraft in jedem Haltebetriebszustand gerade der rückstellenden Kraft, wodurch insbesondere das Aktorelement 10a gerade in seiner aktuellen Form gehalten und gleichzeitig eine Energieeffizienz optimiert werden kann.

Zur Erzeugung des Haltemagnetfelds 14a umfasst die Halteeinheit 12a zumindest ein Halteelement 16a. Im vorliegenden Fall umfasst die Halteeinheit 12a genau ein Halteelement 16a. Das Halteelement 16a ist einstückig ausgebildet. Das Halteelement 16a ist zumindest im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet. Das Halteelement 16a ist länglich ausgebildet und weist eine, insbesondere senkrecht zu der Längserstreckung des Aktorelements 10a und insbesondere in 1 horizontal angeordnete, weitere Längserstreckung auf. Das Halteelement 16a ist zumindest teilweise in einem Nahbereich des Aktorelements 10a angeordnet. Zudem ist das Halteelement 16a unbeweglich relativ zu dem Aktorelement 10a.

Darüber hinaus ist das Halteelement 16a passiv ausgebildet und insbesondere zumindest in dem Haltebetriebszustand frei von einer aktiven Ansteuermöglichkeit. Das Halteelement 16a besteht aus einem Permanentmagnetwerkstoff. Der Permanentmagnetwerkstoff ist ein hartmagnetischer Werkstoff, welcher insbesondere eine Koerzitivfeldstärke von zumindest 1 kA/m aufweist. Im vorliegenden Fall entspricht der Permanentmagnetwerkstoff einer Aluminium-Nickel-Kobalt Legierung. Demnach ist das Halteelement 16a im vorliegenden Fall als Permanentmagnet ausgebildet und weist insbesondere nach einer anfänglichen Magnetisierung eine Remanenz auf. Eine Remanenzflussdichte des Halteelements 16a liegt dabei vorteilhaft zwischen 0,4 T und 1,2 T.

Ferner ist das Halteelement 16a im vorliegenden Fall in den Magnetkreis der Einstelleinheit 20a integriert. Das Halteelement 16a kontaktiert dabei das Flussleitmittel 42a und ist vorteilhaft mit dem Flussleitmittel 42a verbunden. Das Halteelement 16a ist in dem zentralen Bereich der Induktivität 40a angeordnet. Das Halteelement 16a ist zudem als weiteres Flussleitmittel ausgebildet und insbesondere dazu vorgesehen, Magnetfeldlinien der Induktivität 40a zumindest teilweise zu leiten und hierdurch vorteilhaft eine Feldstärke der Induktivität 40a zumindest teilweise zu erhöhen. Alternativ ist denkbar, eine Halteeinheit separat von einer Einstelleinheit auszubilden. Zudem könnte ein Halteelement in einem anderen Bereich angeordnet sein und/oder aus einem von einer Aluminium-Nickel-Kobalt Legierung verschiedenen Legierung und/oder Material bestehen. Darüber hinaus könnte eine Halteeinheit auch zumindest zwei, zumindest drei und/oder zumindest vier, vorteilhaft zueinander identisch ausgebildete, Halteelemente zur Erzeugung des Haltemagnetfelds aufweisen.

Zu einer Änderung einer Magnetisierung des Halteelements 16a umfasst die Magneteinheit 36a ferner eine Magnetisierungseinheit 18a. Die Magnetisierungseinheit 18a ist als Spulensystem ausgebildet. Die Magnetisierungseinheit 18a weist eine Wirkverbindung mit dem Halteelement 16a auf. Im vorliegenden Fall ist die Magnetisierungseinheit 18a mit der Einstelleinheit 20a identisch, wodurch insbesondere eine besonders kompakte und/oder energieeffiziente Aktorvorrichtung bereitgestellt werden kann. Alternativ ist jedoch auch denkbar, eine Magnetisierungseinheit separat von einer Einstelleinheit auszubilden.

Im vorliegenden Fall ist die Magnetisierungseinheit 18a dazu vorgesehen, während einer Formveränderung des Aktorelements 10a mittels des Formveränderungsmagnetfelds 22a eine Magnetisierung des Halteelements 16a zu ändern. Die Magnetisierungseinheit 18a ist bei einem Expansionsvorgang des Aktorelements 10a zu einer Erhöhung der Magnetisierung des Halteelements 16a vorgesehen. Zudem ist die Magnetisierungseinheit 18a bei einem Kompressionsvorgang des Aktorelements 10a zu einer Reduzierung der Magnetisierung des Halteelements 16a vorgesehen. Die Magnetisierungseinheit 18a ist dazu vorgesehen, eine, insbesondere durch das Haltemagnetfeld 14a bewirkte, Haltekraft an eine benötigte Haltekraft anzupassen, welche insbesondere benötigt wird, um das Aktorelement 10a in dem Haltebetriebszustand in einer bestimmten Form, insbesondere Expansionsform, insbesondere entgegen der rückstellenden Kraft, zu halten. Zudem ist die Magnetisierungseinheit 18a bei zumindest einem Kompressionsvorgang des Aktorelements 10a, insbesondere bei einem Kompressionsvorgang, bei welchem das Aktorelement 10a in die Grundform zurückbewegt werden soll, zu einer Entmagnetisierung und/oder Ummagnetisierung des Halteelements 16a vorgesehen. Prinzipiell könnte eine Änderung einer Magnetisierung eines Halteelements jedoch auch zeitlich vor und/oder zeitlich nach einer Formveränderung eines Aktorelements erfolgen.

Darüber hinaus umfasst die Aktorvorrichtung im vorliegenden Fall eine Sicherungseinheit 24a. Die Sicherungseinheit 24a stellt dabei eine Fail-Safe-Funktion bereit, wodurch eine Notabschaltung des Aktors 30a und/oder zumindest der Aktorvorrichtung realisiert werden kann. Die Sicherungseinheit 24a ist dazu vorgesehen, in zumindest einem Fehlerbetriebszustand, wie beispielsweise bei einem Stromausfall und/oder einem Ausfall der Versorgungselektronik 38a, eine Bewegung des Aktorelements 10a in die Grundform zu bewirken. Im vorliegenden Fall ist die Sicherungseinheit 24a in dem Fehlerbetriebszustand dazu vorgesehen, die Magnetisierungseinheit 18a auszulösen, um das Halteelement 16a zu entmagnetisieren, wodurch insbesondere die rückstellende Kraft das Aktorelement 10a in die Grundform bewegt und/oder zurückbewegt.

Dazu weist die Sicherungseinheit 24a eine, insbesondere in zumindest einem Betriebszustand trennbare, elektrische Verbindung mit der Magnetisierungseinheit 18a auf. Zudem umfasst die Sicherungseinheit 24a ein Energiespeicherelement 26a. Das Energiespeicherelement 26a ist im vorliegenden Fall als Batterie ausgebildet. Darüber hinaus umfasst die Sicherungseinheit 24a ein Schaltelement 44a. Das Schaltelement 44a ist dazu vorgesehen, in dem Fehlerbetriebszustand eine Verbindung zwischen dem Energiespeicherelement 26a und der Magnetisierungseinheit 18a herzustellen, sodass die Magnetisierungseinheit 18a eine Magnetisierung des Halteelements 16a zumindest einmal ändern kann. Alternativ könnte eine Sicherungseinheit auch dazu vorgesehen sein, in einem Fehlerbetriebszustand eine Bewegung eines Aktorelements in eine maximale Expansionsform und/oder eine beliebige andere Expansionsform zu bewirken. Ferner könnte ein Energiespeicherelement auch als Akkumulator und/oder Kondensator ausgebildet sein. Darüber hinaus ist denkbar, auf eine Sicherungseinheit vollständig zu verzichten.

Die 2a bis 2e zeigen einen beispielhaften, vollständigen Schaltzyklus der Aktorvorrichtung.

2a zeigt das Aktorelement 10a in der Grundform. In diesem Anfangszustand ist die Einstelleinheit 20a und/oder die Magnetisierungseinheit 18a unbetrieben. Zudem ist das Halteelement 16a entmagnetisiert. Alternativ könnte ein Halteelement jedoch auch ummagnetisiert sein und/oder eine, insbesondere geringe, Magnetisierung aufweisen.

2b zeigt einen Expansionsvorgang des Aktorelements 10a von der Grundform in eine Expansionsform. In diesem Expansionsbetriebszustand wird die Einstelleinheit 20a und/oder die Magnetisierungseinheit 18a, im vorliegenden Fall insbesondere die Induktivität 40a, mittels der Versorgungselektronik 38a mit einem Strom, insbesondere einem Strompuls, beaufschlagt, wodurch insbesondere ein Formveränderungsmagnetfeld 22a bewirkt und/oder induziert wird. Als Folge verformt sich das Aktorelement 10a von der Grundform in die Expansionsform. Darüber hinaus wird im vorliegenden Fall mittels des Formveränderungsmagnetfelds 22a gleichzeitig das Halteelement 16a aufmagnetisiert.

2c zeigt einen Haltebetriebszustand. Im Haltebetriebszustand wird der Strom abgeschalten. Demzufolge ist die Einstelleinheit 20a und/oder die Magnetisierungseinheit 18a, im vorliegenden Fall insbesondere zumindest die Induktivität 40a, in dem Haltebetriebszustand unbetrieben und/oder unbestromt. Im Haltebetriebszustand ist die Halteeinheit 12a und insbesondere das Halteelement 16a dazu vorgesehen, ein im Vergleich zu dem Formveränderungsmagnetfeld 22a reduziertes Haltemagnetfeld 14a zu erzeugen und/oder aufrecht zu erhalten. Das Haltemagnetfeld 14a reicht dabei aus, um das Aktorelement 10a entgegen der rückstellenden Kraft in der Expansionsform zu halten. Das Haltemagnetfeld 14a ist jedoch zu schwach, um eine Verformung des Aktorelements 10a zu bewirken. Hierdurch kann eine erhöhte Reaktionskraft des Aktorelements 10a entgegen einer äußeren, insbesondere rückstellenden, Kraft aufgebracht werden.

2d zeigt einen Kompressionsvorgang des Aktorelements 10a von der Expansionsform in die Grundform. In diesem Kompressionsbetriebszustand wird die Einstelleinheit 20a und/oder die Magnetisierungseinheit 18a, im vorliegenden Fall insbesondere die Induktivität 40a, mittels der Versorgungselektronik 38a mit einem dem Strom entgegengerichteten Strom, insbesondere einem Gegenstrompuls, beaufschlagt, wodurch insbesondere eine Entmagnetisierung des Halteelements 16a erfolgt. Eine Entmagnetisierung erfolgt dabei, falls das durch die Induktivität 40a induzierte Magnetfeld größer ist, als die Koerzitivfeldstärke des Halteelements 16a. Als Folge verformt sich das Aktorelement 10a aufgrund der rückstellenden Kraft von der Expansionsform in die Grundform. Alternativ ist jedoch auch denkbar, ein Halteelement mittels eines Gegenstroms umzumagnetisieren.

2e zeigt das Aktorelement 10a in der Grundform und insbesondere in einem zu dem Anfangszustand identischen Zustand. Demzufolge wird das Halteelement 16a während des Schaltzyklus aufmagnetisiert, entmagnetisiert und/oder ummagnetisiert.

3 zeigt ein Schaubild eines zeitlichen Verlaufs einer magnetischen Feldstärke der Magneteinheit 36a. Auf einer Ordinatenachse 46a ist die magnetische Feldstärke dargestellt. Auf einer Abszissenachse 48a ist eine Zeit dargestellt. Eine Kurve 50a zeigt einen beispielhaften Verlauf der magnetischen Feldstärke der Magneteinheit 36a. Die Kurve 50a zeigt dabei eine benötigte magnetische Feldstärke, um das Aktorelement 10 in dem zuvor beschriebenen Schaltzyklus in einer stabilen Expansionsform zu halten. Ein erstes Zeitintervall t1 zwischen einem Anfangszeitpunkt T0 und einem Zeitpunkt T entspricht dem Expansionsvorgang des Aktorelements 10a von der Grundform in die Expansionsform. Das in dem ersten Zeitintervall t1 benötigte Magnetfeld entspricht dem Formveränderungsmagnetfeld 22a zur Formveränderung des Aktorelements 10a. Zum Zeitpunkt T wird der Strom zum Betrieb der Induktivität 40a abgeschaltet, wodurch die magnetische Feldstärke der Magneteinheit 36a abnimmt. Ein in dem zweiten Zeitintervall t2 benötigtes Magnetfeld entspricht dem Haltemagnetfeld 14a. Das Haltemagnetfeld 14a weist dabei im Vergleich zu dem Formveränderungsmagnetfeld 22a eine um zumindest 30 % geringere Feldstärke auf.

4 zeigt ein Schaubild eines zu der magnetischen Feldstärke der Magneteinheit 36a korrespondierenden Stromverlaufs. Auf einer Ordinatenachse 52a ist deine Stromstärke dargestellt. Auf einer Abszissenachse 54a ist wiederum die Zeit dargestellt. Eine Kurve 56a zeigt einen beispielhaften Verlauf der Stromstärke zum Betrieb der Magneteinheit 36a, insbesondere der Induktivität 40a. 4 zeigt, dass lediglich während des Expansionsvorgangs eine Bestromung der Induktivität 40a stattfindet, während der Haltebetriebszustand energielos und/oder stromlos realisiert werden kann. Hierdurch wird ersichtlich, dass mit steigender Haltezeit des Aktorelements 10a in der Expansionsform eine Energieeffizienz verbessert werden kann, wobei insbesondere eine Energieersparnis zunimmt.

In den 5 bis 11 sind weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der 1 bis 4, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den 1 bis 4 nachgestellt. In den Ausführungsbeispielen der 5 bis 11 ist der Buchstabe a durch die Buchstaben b bis h ersetzt.

In 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Dem Ausführungsbeispiel der 5 ist der Buchstabe b nachgestellt. Das weitere Ausführungsbeispiel der 5 unterscheidet sich von dem vorherigen Ausführungsbeispiel zumindest im Wesentlichen durch eine Ausgestaltung einer Magneteinheit 36b einer Aktorvorrichtung.

Im vorliegenden Fall umfasst die Aktorvorrichtung eine relativ zu einem Aktorelement 10b spiegelsymmetrisch ausgebildete Magneteinheit 36b. Hierzu umfasst die Magneteinheit 36b eine Einstelleinheit 20b mit zwei, im vorliegenden Fall zumindest im Wesentlichen identisch ausgebildeten, Induktivitäten 40b und zwei, im vorliegenden Fall zumindest im Wesentlichen identisch ausgebildeten, Flussleitmitteln 42b sowie eine Halteeinheit 12b mit zwei, im vorliegenden Fall zumindest im Wesentlichen identisch ausgebildeten, Halteelementen 16b.

Zudem umgeben die Flussleitmittel 42b die jeweilige Induktivität 40b jeweils zu wenigstens einem Großteil. Alternativ ist denkbar, eine Magneteinheit nicht spiegelsymmetrisch auszubilden und/oder Induktivitäten, Flussleitmittel und/oder Halteelemente verschieden voneinander auszubilden.

In 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Dem Ausführungsbeispiel der 6 ist der Buchstabe c nachgestellt. Das weitere Ausführungsbeispiel der 6 unterscheidet sich von den vorherigen Ausführungsbeispielen zumindest im Wesentlichen durch eine Ausgestaltung einer Magneteinheit 36c einer Aktorvorrichtung.

Im vorliegenden Fall weisen Flussleitmittel 42c einen zumindest im Wesentlichen W-förmigen und/oder E-förmigen Querschnitt auf. Zudem sind die Flussleitmittel 42c jeweils in einem zentralen Bereich einer jeweiligen Induktivität 40c sowie einem von einem zentralen Bereich der jeweiligen Induktivität 40c verschiedenen Bereich angeordnet.

Ferner sind Halteelemente 16c einer Halteeinheit 12c jeweils vollständig in einem Nahbereich eines Aktorelements 10c angeordnet. Die Halteelemente 16c sind dabei jeweils in einem von dem zentralen Bereich der jeweiligen Induktivität 40c verschiedenen Bereich angeordnet.

In 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Dem Ausführungsbeispiel der 7 ist der Buchstabe d nachgestellt. Das weitere Ausführungsbeispiel der 7 unterscheidet sich von den vorherigen Ausführungsbeispielen zumindest im Wesentlichen durch eine Ausgestaltung einer Halteeinheit 12d.

Im vorliegenden Fall umfasst die Halteeinheit 12d vier Halteelemente 16d, 17d. Die Halteelemente 16d, 17d sind dabei auf vier verschiedenen Seiten, vorteilhaft Längsseiten, eines Aktorelements 10d angeordnet. Demnach umgeben die Halteelemente 16d, 17d das Aktorelement 10d von vier Seiten, wodurch insbesondere ein homogenes Haltemagnetfeld realisiert werden kann.

In 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Dem Ausführungsbeispiel der 8 ist der Buchstabe e nachgestellt. Das weitere Ausführungsbeispiel der 8 unterscheidet sich von den vorherigen Ausführungsbeispielen zumindest im Wesentlichen durch eine Ausgestaltung einer Halteeinheit 12e und/oder von Flussleitmitteln 42e einer Einstelleinheit 20e.

Im vorliegenden Fall umfasst die Halteeinheit 12e wiederum vier, im Vergleich zu dem vorherigen Ausführungsbeispiel großflächige, Halteelemente 16e, 17e, welche ein Aktorelement 10e von vier Seiten umgeben.

Zudem weisen Flussleitmittel 42e einen zumindest im Wesentlichen I-förmigen Querschnitt auf und sind, insbesondere lediglich, in einem dem Aktorelement 10e abgewandten Randbereich eines Magnetkreises der Einstelleinheit 20e angeordnet.

In 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Dem Ausführungsbeispiel der 9 ist der Buchstabe f nachgestellt. Das weitere Ausführungsbeispiel der 9 unterscheidet sich von den vorherigen Ausführungsbeispielen zumindest im Wesentlichen durch eine Ausgestaltung einer Einstelleinheit 20f.

In diesem Fall ist die Einstelleinheit 20f frei von Flussleitmitteln. Ein Magnetkreis der Einstelleinheit 20f wird in diesem Fall vollständig durch zwei, im vorliegenden Fall insbesondere identisch ausgebildete, Halteelemente 16f gebildet. Im vorliegenden Fall umgreifen die Halteelemente 16f ein Aktorelement 10f vollständig. Zudem umgreifen die Halteelemente 16f zwei Induktivitäten 40f vollständig.

In 10 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Dem Ausführungsbeispiel der 10 ist der Buchstabe g nachgestellt. Das weitere Ausführungsbeispiel der 10 zeigt ein Anwendungsbeispiel eines Aktors 30g entsprechend der vorherigen Ausführungsbeispiele.

10 zeigt ein beispielhaft als Sitzventil ausgebildetes Ventil 28g. Das Ventil 28g ist steuerbar ausgebildet. Das Ventil 28g ist als Proportionalventil ausgebildet. Das Ventil 28g ist im vorliegenden Fall zudem als fluiddruckunterstützt arbeitendes Ventil ausgebildet. Alternativ ist jedoch auch denkbar, ein Ventil als Schieberventil oder beliebiges anderes Ventil auszubilden.

Das Ventil 28g umfasst eine Fluidaufnahmeeinheit 58g. Die Fluidaufnahmeeinheit 58g ist als Fluidgehäuse ausgebildet. Die Fluidaufnahmeeinheit 58g weist eine Einlassöffnung 60g und eine Auslassöffnung 62g auf. Die Einlassöffnung 60g ist zu einer Einleitung eines, im vorliegenden Fall insbesondere gasförmigen, Fluidstroms vorgesehen. Die Auslassöffnung 62g ist zu einer Ausleitung des Fluidstroms vorgesehen. Die Fluidaufnahmeeinheit 58g definiert ferner zumindest eine, im vorliegenden Fall insbesondere genau eine, Fluidleitung 64g. Die Fluidleitung 64g verbindet die Einlassöffnung 60g mit der Auslassöffnung 62g. Die Fluidleitung 64g ist dazu vorgesehen, den Fluidstrom zumindest teilweise zu führen. Das Ventil 28g und insbesondere die Fluidaufnahmeeinheit 58g ist dabei frei von einer Bypassleitung und/oder einem Pilotventil.

Das Ventil 28g umfasst ferner einen Ventilsitz 66g. Der Ventilsitz 66g ist innerhalb der Fluidaufnahmeeinheit 58g angeordnet. Der Ventilsitz 66g begrenzt dabei die Fluidleitung 64g zumindest teilweise.

Darüber hinaus weist das Ventil 28g eine Verschlusseinheit 68g auf. Die Verschlusseinheit 68g ist zu wenigstens einem Großteil innerhalb der Fluidaufnahmeeinheit 58g angeordnet. Die Verschlusseinheit 68g ist ferner zumindest teilweise innerhalb der Fluidleitung 64g angeordnet. Die Verschlusseinheit 68g steht in Wirkverbindung mit dem Ventilsitz 66g. Die Verschlusseinheit 68g ist beweglich relativ zu dem Ventilsitz 66g ausgebildet. Im vorliegenden Fall ist die Verschlusseinheit 68g dabei linear beweglich ausgebildet. Die Verschlusseinheit 68g ist dazu vorgesehen, in einer Verschlussstellung mit dem Ventilsitz 66g zusammenzuwirken, um die Fluidleitung 64g zu verschließen.

Dazu umfasst die Verschlusseinheit 68g zumindest ein Verschlusselement 70g. Das Verschlusselement 70g ist vollständig innerhalb der Fluidleitung 64g angeordnet. Das Verschlusselement 70g ist einstückig ausgebildet. Das Verschlusselement 70g ist zumindest im Wesentlichen tellerförmig ausgebildet. Das Verschlusselement 70g ist als Drosselelement ausgebildet. Das Verschlusselement 70g kontaktiert in der Verschlussstellung den Ventilsitz 66g. Das Verschlusselement 70g liegt in der Verschlussstellung fluiddicht an dem Ventilsitz 66g an. Dazu kann das Verschlusselement 70g ein, insbesondere in Umfangrichtung umlaufendes, vorteilhaft elastisches, Dichtelement umfassen. Alternativ ist jedoch auch denkbar, ein Verschlusselement mehrteilig auszubilden und/oder zumindest im Wesentlichen kugelförmig.

Ferner umfasst die Verschlusseinheit 68g einen Ventilstößel 72g. Der Ventilstößel 72g ist einstückig ausgebildet. Der Ventilstößel 72g besteht zumindest teilweise aus einem magnetischen Material. Der Ventilstößel 72g weist eine Wirkverbindung mit dem Verschlusselement 70g auf. Im vorliegenden Fall kontaktiert der Ventilstößel 72g das Verschlusselement 70g unmittelbar. Dabei ist der Ventilstößel 72g einstückig mit dem Verschlusselement 70g ausgebildet. Der Ventilstößel 72g weist eine Haupterstreckungsrichtung auf, welche senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene des Verschlusselements 70g angeordnet ist. Der Ventilstößel 72g ist dabei aus der Fluidaufnahmeeinheit 58g hinausgeführt. Der Ventilstößel 72g dient zu einer, insbesondere steuerbaren, Bewegung des Verschlusselements 70g. Alternativ könnte ein Ventilstößel auch mehrteilig und/oder separat von einem Verschlusselement ausgebildet sein.

Des Weiteren umfasst die Verschlusseinheit 68g im vorliegenden Fall mehrere Fluiddruckflächen 76g, 77g, 78g. Im vorliegenden Fall umfasst die Verschlusseinheit 68g zumindest drei Fluiddruckflächen 76g, 77g, 78g. Die Fluiddruckflächen 76g, 77g, 78g sind senkrecht zu einer Bewegungsrichtung der Verschlusseinheit 68g angeordnet. Eine erste Fluiddruckfläche 76g der Fluiddruckflächen 76g, 77g, 78g ist auf einer dem Ventilsitz 66g zugewandten Seite des Verschlusselements 70g angeordnet. Eine zweite Fluiddruckfläche 77g der Fluiddruckflächen 76g, 77g, 78g ist auf einer dem Ventilsitz 66g abgewandten Seite des Verschlusselements 70g angeordnet. Eine dritte Fluiddruckfläche 78g der Fluiddruckflächen 76g, 77g, 78g ist an dem Ventilstößel 72g angeformt. Die dritte Fluiddruckfläche 78g ist dem Verschlusselement 70g zugewandt. Alle Fluiddruckflächen 76g, 77g, 78g weichen dabei mit einem Flächenanteil von zumindest 10 % voneinander ab. Vorteilhaft ist jedoch eine Flächensumme der zweiten Fluiddruckfläche 77g und der dritten Fluiddruckfläche 78g identisch zu der ersten Fluiddruckfläche 76g. Die Fluiddruckflächen 76g, 77g, 78g sind dazu vorgesehen, eine Bewegung der Verschlusseinheit 68g zu beeinflussen, wodurch eine fluiddruckunterstützte Bewegung der Verschlusseinheit 68g erreicht und/oder zumindest in einer Öffnungsstellung der Verschlusseinheit 68g, in welcher insbesondere ein Fluidstrom von der Einlassöffnung 60g zu der Auslassöffnung 62g ermöglicht ist, ein druckausgeglichenes Ventil realisiert werden kann. Alternativ könnte eine Verschlusseinheit eine andere Anzahl an Fluiddruckflächen aufweisen, wie beispielsweise zumindest vier Fluiddruckflächen.

Darüber hinaus umfasst das Ventil 28g den Aktor 30g mit einer erfindungsgemäßen Aktorvorrichtung. Der Aktor 30g und insbesondere ein Aktorelement 10g ist im vorliegenden Fall dazu vorgesehen, mittels einer Formveränderung eine Bewegung der Verschlusseinheit 68g zu bewirken. Dazu kontaktiert das Aktorelement 10g den Ventilstößel 72g unmittelbar. Das Aktorelement 10g ist dazu vorgesehen, durch eine Formveränderung eine Hubkraft und/oder Schiebekraft auf die Verschlusseinheit 68g und insbesondere den Ventilstößel 72g auszuüben. Hierdurch ist das Aktorelement 10g dazu vorgesehen, die Verschlusseinheit 68g entgegen einer zumindest von einem Fluiddruck bewirkten Druckschließkraft aus der Verschlussstellung in wenigstens eine Öffnungsstellung und vorteilhaft eine Vielzahl unterschiedlicher Öffnungsstellungen zu bewegen.

In 11 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Dem Ausführungsbeispiel der 11 ist der Buchstabe h nachgestellt. Das weitere Ausführungsbeispiel der 11 zeigt ein weiteres Anwendungsbeispiel eines Aktors 30h entsprechend der vorherigen Ausführungsbeispiele.

11 zeigt ein beispielhaft als optisches Positionierungssystem ausgebildetes Positionierungssystem 80h. Das Positionierungssystem 80h dient im vorliegenden Fall zur Positionierung zumindest eines optischen Bauelements 82h.

Das optische Bauelement 82h ist beispielhaft als Spiegel ausgebildet und beweglich um eine Lagerachse 84h gelagert.

Zur Positionierung des optischen Bauelements 82h umfasst das Positionierungssystem 80h im vorliegenden Fall beispielhaft zwei Aktoren 30h, 31h jeweils mit einer erfindungsgemäßen Aktorvorrichtung. Die Aktoren 30h, 31h sind im vorliegenden Fall zumindest im Wesentlichen identisch zueinander und weisen jeweils ein Aktorelement 10h, 11h auf. Die Aktoren 30h, 31h entsprechen dabei im Wesentlichen einem Aktor 30a eines ersten Ausführungsbeispiels.

Die Aktorelemente 10h, 11h weisen eine Wirkverbindung mit dem optischen Bauelement 82h auf. Die Aktorelemente 10h, 11h sind im vorliegenden Fall dazu vorgesehen, jeweils mittels einer Formveränderung eine Bewegung des optischen Bauelements 82h um die Lagerachse 84h zu bewirken. Alternativ ist denkbar, genau einen Aktor zu verwenden, insbesondere um eine lineare Positionierung eines optischen Bauelements zu erreichen.

Zudem ist denkbar, einen Aktor mit mehreren Aktorelementen und/oder weitere Aktoren, wie beispielsweise zumindest drei und/oder zumindest vier Aktoren, vorteilhaft jeweils mit einer erfindungsgemäßen Aktorvorrichtung, zu verwenden. Zudem ist denkbar, unterschiedliche Aktoren, vorteilhaft jeweils mit einer erfindungsgemäßen Aktorvorrichtung, zu verwenden. In letzterem Fall ist jedoch prinzipiell auch denkbar, zumindest einen Aktor der Aktoren als herkömmlichen Aktor, insbesondere ohne magnetisch formveränderliches Aktorelement, auszugestalten.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

  • WO 2013/079794 A2 [0003]
  • DE 102009014304 A1 [0003]
  • DE 102011052528 B3 [0003]
  • WO 2014/019738 A1 [0004]