CN109564966A - 致动器系统及致动器系统的使用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种致动器装置，其具有至少部分地由磁性形状可变材料制成的至少一个致动器元件(10a‑e)，并具有包括构成为线圈单元的至少一个第一磁性元件(14a‑c)和构成为永磁体的至少一个第二磁性元件(16a‑c，17b)的磁性单元(12a‑c)。还提出，至少所述第一磁性元件(14a‑c)和所述第二磁性元件(16a‑c；17b)配置成在至少一个操作状态下相互作用，以引起致动器元件(10a‑e)在所述致动器元件(10a‑e)的子区域(22a‑e，24a‑e，25c)中的局部变形(18a‑e，20a‑e，21c)。

Description

致动器系统及致动器系统的使用
技术领域
本发明涉及根据权利要求1前序部分所述的致动器装置和根据权利要求21前序部分所述的使用致动器装置的方法。
背景技术
根据US 2016/0087553 A1已知一种致动器装置，其具有由磁性形状记忆合金材料(也称为MSM材料)构成的致动器元件以及用于影响致动器元件的磁性单元，其中磁性单元仅由线圈组成。
此外，根据US 9 091 251 B1已知一种致动器装置，其中由磁性形状记忆合金材料构成的致动器元件能够借助旋转安装的永磁体而受到影响。
此外，根据DE 10 2013 221 744 A1已知一种流体泵，其具有由磁性形状记忆合金材料构成的泵体以及用于影响泵体的磁性单元，其中磁性单元仅由线圈组成。
发明内容
本发明的目的尤其在于提供一种泛型致动器装置，其在效率方面具有改善的性能。该目的通过权利要求1和权利要求21的特征实现，而本发明有利的设计方案和改进方案可根据从属权利要求获得。
本发明的优势
本发明涉及一种具有磁性单元和至少一个致动器元件的致动器装置，所述致动器元件至少部分地，优选至少大部分地并且特别优选完全地由磁性形状可变的材料制成，所述磁性单元包括构成为线圈单元的至少一个第一磁性元件和构成为永磁体的至少一个第二磁性元件。
提出，至少第一磁性元件和第二磁性元件配置成在至少一个操作状态下相互作用，以引起致动器元件在其子区域中、有利地是边缘区域中的局部变形。“配置”应尤其理解为特别地编程、构想和/或配备。将物体配置成用于特定功能尤其应理解为，该物体在至少一个应用状态和/或操作状态下执行和/或实施该特定功能。这里，术语“至少大部分”应尤其理解为至少55％，有利地至少65％，优选至少75％，特别优选至少85％，并且特别有利地至少95％。
本文中，“致动器装置”应尤其理解为致动器的至少一个部件，尤其是子组件。有利地，致动器装置至少配置成用于流体泵，尤其是微型泵，例如用于汽车领域和/或医疗领域，和/或定位系统，尤其是光学定位系统，尤其是用于定位例如镜子，透镜和/或其他光学系统的光学构件。这里，致动器装置还可尤其包括有利地构成为外壳的致动器壳体，尤其是至少用于收纳致动器元件和/或磁性单元。“致动器元件”应尤其理解为这样的元件，其尤其配置成将外部刺激，例如电信号、热信号、机械信号和/或有利地至少一个磁信号转换成移动。这里，致动器元件尤其至少部分地构成为形状可变的并且尤其配置成根据外部刺激来改变形状。这里，致动器元件的体积优选是恒定的。特别有利地，致动器元件一体构成。在本文中，“一体构成”应尤其理解为至少材料结合地连接和/或一起构成。材料结合可通过例如胶合工艺、添加剂注塑工艺、焊接工艺、钎焊工艺和/或其他工艺来实现。然而，有利地，一体构成应理解为由单片成形和/或成形为单片的。此外，“磁性形状可变的材料”应尤其理解为这样的材料，其可借助尤其是外部的磁场而受影响，并且有利地在至少一个操作状态下配置成至少根据磁场改变形状。
此外，“磁性单元”应尤其理解为这样的单元，其配置成在至少一个操作状态下提供和/或产生尤其是作用于致动器元件的磁场，并由此尤其是影响致动器元件的变形。在本文中，一个物体“影响”另一物体应尤其理解为，所述另一物体在所述物体不存在和/或不活动时具有和/或呈现与在所述物体存在和/或活动时不同的状态、不同的形状和/或不同的位置。所述磁性单元有利地配置成提供垂直于所述致动器元件的纵向延伸取向的磁场。特别优选地，所述磁性单元配置成尤其借助所述磁场来在至少一个应用状态下引起所述致动器元件的形状改变。此外，所述磁性单元有利地至少部分地布置在所述致动器元件的邻近区域中。“邻近区域”应尤其理解为由点形成的空间区域，这些点远离参考点和/或参考构件，尤其是距致动器元件小于致动器元件最小纵向延伸的三分之一、优选小于四分之一、更优选地小于六分之一并且特别优选地小于十分之一，和/或这些点分别具有距参考点和/或参考构件，尤其是致动器元件至多20mm、优选至多10mm并且特别优选至多5mm的间隔。此外，尤其是细长物体的“纵向延伸”应尤其理解为物体的最大延伸。这里，物体的纵向延伸尤其限定了物体的纵向延伸方向。构成为“线圈单元”的磁性元件应尤其理解为具有至少一个线圈和/或多个线圈电路的磁性元件。此外，磁性元件，尤其是构成为永磁体的磁性元件尤其至少部分地，优选至少大部分地并且特别优选完全地由永磁体材料构成。在本文中，“永磁材料”应尤其理解为这样的磁性材料，其尤其是在初始磁化之后具有剩磁。这里，永磁材料有利地具有至少0.2T、尤其是至少0.4T且尤其是至少0.6T的剩余磁通密度。
“两个磁性元件配置成相互作用”应尤其理解为磁性元件分别产生和/或提供单独的磁场，所述单独的磁场尤其如此重叠，使得有利地在致动器元件的区域中尤其是合成和/或共同的磁场尤其是与单独的磁场相比发生改变，尤其是减少和/或增加，尤其是至少10％，有利地至少30％并且特别有利地至少50％，其中，尤其是合成的和/或共同的磁场引起致动器元件的变形。此外，“致动器元件在致动器元件的子区域中的局部变形”应尤其理解为致动器元件的尤其是纯粹的局部变形，该变形完全布置在致动器元件的子区域中。这里，子区域尤其具有延伸长度，其对应于所述致动器元件的延伸长度的至多85％，有利地至多65％，优选至多45％并且特别优选地至多25％，致动器元件的延伸长度对应于子区域的延伸长度和/或至少大致平行于其。特别地，这里，所述致动器元件在与所述子区域不同的子区域中不变形。特别优选地，所述子区域是所述致动器元件纵向侧的子区域，所述纵向侧尤其是沿所述致动器元件的纵向延伸方向延伸，其中，所述局部变形尤其完全布置在所述致动器元件的所述纵向侧。有利地，所述局部变形还具有尤其是纵向延伸的延伸长度，其至少大致平行于所述致动器元件的纵向延伸方向布置，并对应于所述致动器元件纵向延伸的至多85％，有利地至多65％，优选至多45％并且特别优选地至多25％。优选地，所述局部变形至少在垂直于所述致动器元件的纵向延伸方向观察时具有至少大致半椭圆形的轮廓。这里，所述局部变形可构成为例如局部升高。然而，有利地，所述局部变形构成为局部凹陷和/或沉陷。在本文中，“至少大致平行”应尤其理解为尤其是在平面中相对于参考方向的取向，其中所述方向相对于所述参考方向的偏差尤其小于8°、有利地小于5°并且特别有利地小于2°。此外，“至少大致半椭圆形”的物体应尤其理解为与半椭圆形参考物体的面积比偏差至多20％、优选至多15％并且特别优选至多10％的物体。通过该设计方案可实现在效率方面，尤其是在能量效率、构件效率、结构空间效率和/或成本效率方面具有改善特性的致动器装置。此外，可有利地减少例如在专门使用电磁体时产生的热量。此外，可有利地提供特别紧凑的致动器装置。此外，可有利地简化控制装置，尤其是磁性单元。此外，可提供有利地低噪声的致动器装置。
优选地，至少第一磁性元件和第二磁性元件配置成在至少一个另外的操作状态下相互作用，以引起致动器元件在所述致动器元件至少部分地且优选完全地与所述子区域不同的另外的子区域、有利地为另外的边缘区域中的局部变形。有利地，致动器元件另外的边缘区域尤其是相对于致动器元件的纵向延伸与致动器元件的所述边缘区域相对。这里尤其地，另外的操作状态可与所述操作状态相同。然而，优选地，所述另外的操作状态与所述操作状态不同。优选地，在所述另外的操作状态下，致动器元件的所述子区域不变形和/或没有任何的局部变形。由此，可尤其实现多个物体的同时和/或交替促动和/或有利的泵送效果。
在至少第一磁性元件和第二磁性元件配置成产生尤其是共同的可变磁场以引起局部变形从所述子区域到所述另外的子区域的移动时，可尤其实现特别简单的泵送移动。优选地，至少第一磁性元件和第二磁性元件配置成产生至少大致均匀的移动。这里，表述“至少大致均匀”应尤其理解为在设定的精度范围内和/或在技术可能的范围内是均匀的。
磁性形状可变材料可对应于例如磁致伸缩材料。然而，有利地，磁性形状可变材料是磁性有效和/或活性的形状记忆材料，特别是磁性形状记忆材料，并且特别优选为磁性形状记忆合金(也称为MSM材料)。这里优选地，磁性形状可变材料含有镍、锰和镓。由此，可尤其通过有利的大的控制长度实现特别简单的变形。
致动器元件可构成为例如空心体，例如空心圆柱体。然而，优选地，致动器元件构成为实心体并尤其具有至少大致圆柱形的、尤其是圆筒形的、和/或有利地至少大致条形、尤其是长方体形的形状和/或轮廓。在本文中，“至少大致圆柱形的”物体应尤其理解为这样的物体，与圆柱形参考物体的体积比偏差至多20％、优选至多15％并且特别优选地至多10％。相似地，该表述尤其适用于至少大致条形。由此，可尤其提供有利地成本有效的致动器元件。
此外，提出，第一磁性元件和第二磁性元件布置在致动器元件的相对侧。这里，有利地，第一磁性元件和第二磁性元件布置在致动器元件的纵向相对侧，纵向侧尤其是沿致动器元件的纵向延伸方向延伸。由此，可尤其有利地实现致动器元件的局部变形。
此外，提出，第一磁性元件具有至少大致垂直于致动器元件的纵向延伸方向取向的线圈轴线。在本文中，术语“至少大致垂直”应尤其限定一个方向相对于参考方向的取向，其中尤其是在平面中观察时，所述方向和所述参考方向的夹角尤其是在82°和98°之间，有利地在85°和95°之间并且特别优选地在88°和92°之间。由此，可尤其减少所需的线圈单元的数量。
在本发明的一个优选设计方案中提出，第二磁性元件构成为稀土磁体。这里，有利地，第二磁性元件至少部分地，优选至少大部分地并且特别优选地完全由钕铁硼、钕铁硼合金、钐钴和/或钐钴合金构成。由此，可尤其产生有利地强的磁场。
当第二磁性元件与致动器元件间隔开布置时，可以有利地简单的设定由磁性元件产生的磁场。
这里，有利地，第二磁性元件布置在致动器元件的邻近区域中。
第二磁性元件可例如相对于致动器元件移动。然而，当第二磁性元件相对于致动器元件不可移动时，可尤其实现有利地简单的构造。这里，尤其地，第二磁性元件构成为静止的。此外，优选地，第一磁性元件相对于致动器元件不可移动。特别有利地，尤其是整个磁性单元相对于致动器元件不可移动。
在本发明一个特别优选的设计方案中提出，第二磁性元件具有至少大致平行于致动器元件的纵向延伸方向取向的磁化方向。此外，有利地，第二磁性元件具有至少大致平行于致动器元件的纵向延伸方向取向的纵向延伸。由此，可尤其提供有利地紧凑的致动器装置。
替代地，提出，第二磁性元件具有至少大致垂直于致动器元件的纵向延伸方向取向的磁化方向。有利地，第二磁性元件在该情况下还具有至少大致垂直于致动器元件的纵向延伸方向取向的纵向延伸。由此，致动器装置可有利地适配于尤其是外部条件和/或要求。
在本发明的另一个设计方案中提出，磁性单元具有至少一个第三磁性元件，其配置成与第一磁性元件和/或第二磁性元件相互作用，以引起致动器元件有利地在致动器元件的子区域和/或另外的子区域中的局部变形。由此，可尤其减小第一磁性元件和/或第二磁性元件的输出，由此可有利地降低成本和/或提高输出效率。
第三磁性元件可构成为例如另外的线圈单元。然而，在本发明一个优选设计方案中提出，第三磁性元件构成为永磁体。优选地，第三磁性元件构成为稀土磁体并有利地至少部分地，优选至少大部分地并且特别优选地完全地由钕铁硼、钕铁硼合金、钐钴和/或钐钴合金构成。优选地，第三磁性元件相对于致动器元件不可移动。此外，第一磁性元件和第三磁性元件有利地布置在致动器元件的相对侧，有利地为纵向侧。这里，有利地，第三磁性元件布置在致动器元件的邻近区域中，并且特别有利地与致动器元件间隔开布置。此外，第三磁性元件可具有至少大致垂直于致动器元件的纵向延伸方向取向的磁化方向和/或纵向延伸。然而，有利地，第三磁性元件具有至少大致平行于致动器元件的纵向延伸方向取向的磁化方向。此外，第三磁性元件优选具有至少大致平行于致动器元件的纵向延伸方向取向的纵向延伸。由此，可尤其优化安装空间效率。
有利地，还提出，第三磁性元件与第二磁性元件至少大致相同。这里，表述“至少大致相同”应尤其理解为除了制造公差以外和/或在制造技术可能性的范围内和/或在标准化公差的范围内相同。由此，可尤其降低成本。
当第二磁性元件和第三磁性元件布置在致动器元件的同一侧，尤其是纵向侧时，可尤其实现几乎安装空间中立的设计方案。
此外，提出，磁性单元具有至少一个磁通引导件，其至少大致完全地围住至少致动器元件以及有利地第一磁性元件、第二磁性元件和/或第三磁性元件。这里，优选地，磁通引导件与第二磁性元件和/或第三磁性元件一起产生磁路。此外，有利地，磁通引导件至少部分地，优选至少大部分地并且特别优选完全地构成为铁氧体元件，尤其是铁元件。这里，表述“至少大致完全地”应尤其理解为至少85％，有利地至少90％，优选至少90％并且特别优选至少95％。由此，可尤其实现磁场的有利引导以及尤其是局部变形的有利地精确定位和/或设定。
此外，提出，磁性单元具有至少一个磁通集中器，其配置成增加尤其是磁性元件作用于致动器元件的磁场。这里，有利地，磁通集中器与磁性元件之一相关联并且尤其是在安装状态下至少部分地布置在与磁通集中器相关联的磁性元件和致动器元件之间。由此，可尤其增加作用于致动器元件的磁场，由此可有利地减少磁性元件的数量和/或磁性元件的尺寸。因此，可尤其提供有利地节省安装空间的致动器装置。
在本发明一个特别优选的设计方案中提出，磁性单元包括构成为线圈单元的至多两个磁性元件。优选地，磁性单元包括构成为线圈单元的刚好一个磁性元件，尤其是第一磁性元件。由此，可尤其特别有利地使热量产生最小化。
此外，本发明涉及一种使用致动器装置的方法，其中致动器装置具有至少部分地，优选至少大部分地并且特别优选完全地由磁性形状可变材料构成的至少一个致动器元件，和磁性单元，所述磁性单元包括构成为线圈单元的至少一个第一磁性元件和构成为永磁体的至少一个第二磁性元件。提出，致动器元件至少借助第一磁性元件和第二磁性元件的相互作用在子区域中，有利地在边缘区域中局部变形。由此，可尤其提高效率，尤其是能量效率、构件效率、安装空间效率和/或成本效率。此外，可有利地减少例如在专门使用电磁体时的热量产生。此外，可有利地提供特别紧凑的致动器装置。此外，可有利地简化控制装置，尤其是磁性单元。此外，可提供有利地低噪声的致动器装置。
这里，致动器装置和使用所述致动器装置的方法不应限于上述的应用和实施方式。尤其地，致动器装置和使用致动器装置以实现本文所述功能模式的方法可具有与本文提及数量不同的单独元件、构件和单元。
附图说明
根据以下附图说明得到更多的优点。附图中示出了本发明的示例性实施例。附图、说明书和权利要求包括许多组合的特征。本领域技术人员还可根据目的单独考虑这些特征并将它们组合成有意义的另外的组合。附图中：
图1a-b以示意性侧视图示出具有致动器装置的致动器；
图2a-b示出具有致动器装置的致动器处于第一操作状态下；
图3a-b示出具有致动器装置的致动器处于第二操作状态下；
图4以示意性侧视图示出具有另外的致动器装置的另外的致动器；
图5a-b以示意性侧视图示出具有另外的致动器装置的另外的致动器；
图6a-b示出图5a-b中具有另外的致动器装置的另外的致动器处于第一操作状态下；
图7a-b示出图5a-b中具有另外的致动器装置的另外的致动器处于第二操作状态下；
图8以示意性侧视图示出具有另外的致动器装置的流体泵；
图9示出图8中具有另外的致动器装置的流体泵处于第一操作状态下；
图10示出图8中具有另外的致动器装置的流体泵处于第二操作状态下；以及
图11以示意性侧视图示出具有至少一个另外的致动器装置的定位系统。
具体实施方式
图1a和图1b以示意图示出具有致动器装置的示例性致动器36a。致动器装置包括至少一个致动器元件10a(也参见图1b)。致动器装置在当前情况下包括刚好一个致动器元件10a。然而，原则上，致动器装置也可具有其他数量的致动器元件，例如至少两个致动器元件和/或至少三个致动器元件。
致动器元件10a一体构成。致动器元件10a构成为实心体。致动器元件10a构成为至少大致条形和/或长方体形。致动器元件10a构成为细长的并具有纵向延伸，特别地在图1a和1b中布置为水平的。这里，致动器元件10a的纵向延伸限定了致动器元件10a的纵向延伸方向28a。致动器元件10a的纵向延伸优选为至少5mm，有利地至少7.5mm，且特别优选地至少10mm，和/或至多60mm，有利地至多40mm且特别优选地至多20mm。致动器元件10a的横向延伸，在图1a和图1b中特别地布置为垂直的，优选至少0.5mm，有利地至少1mm且特别优选地至少2mm，和/或至多20mm，有利地至多10mm且特别优选地至多5mm。此外，致动器元件10a的高度延伸为优选至多1mm。
此外，致动器元件10a构成为形状可变的。致动器元件10a由磁性形状可变材料构成。致动器元件10a由磁性形状可变的形状记忆材料构成。致动器元件10a在当前情况下由磁性形状记忆合金构成。磁性形状记忆合金含有镍、锰和镓。这里，致动器元件10a由镍锰镓合金构成。致动器元件10a还构成为单晶。然而，替代地，致动器元件也可由含镍锰镓的合金、铁钯合金和/或含铁钯的合金构成。此外，致动器元件也可构成为泡沫、多晶和/或复合结构，其中在后一种情况下，镍、锰和镓组分可嵌入基质中。此外，致动器元件原则上也可由磁致伸缩材料构成。
所使用的磁性形状可变的形状记忆材料是磁活性材料。该材料具有的特性是，致动器元件10a的变形和/或形状变化,在当前情况下是在至少一个操作状态下沿致动器元件10a横向延伸方向上的局部变形及其关联的沿致动器元件10a纵向延伸方向28a上的扩张运动，作为对诸如由构成为线圈和/或永磁体的磁性元件(例如具有限定的最小场强度和限定的方向)施加的磁场的反应而发生。在当前情况下，致动器元件10a因此能够被影响，特别是借助磁场而变形。
致动器装置还包括磁性单元12a。磁性单元12a布置在致动器元件10a的邻近区域中。磁性单元12a相对于致动器元件10a不可移动。磁性单元12a配置成提供作用于致动器元件10a的磁场。磁性单元12a配置成提供至少大致垂直于致动器元件10a的纵向延伸方向28a取向的磁场。磁性单元12a配置成提供可变的磁场。磁性单元12a配置成尤其是借助磁场来影响致动器元件10a的变形。
为此，磁性单元12a包括至少两个磁性元件14a，16a。磁性单元12a在当前情况下包括刚好两个磁性元件14a，16a。磁性元件14a，16a以彼此分开的方式构成。磁性元件14a，16a构成为不同的。磁性元件14a，16a布置在致动器元件10a的不同侧。这里，磁性元件14a，16a布置在致动器元件10a的相反侧。磁性元件14a，16a在当前情况下布置在致动器元件10a相对的纵向侧。
磁性元件14a，16a的第一磁性元件14a构成为线圈单元。这里，第一磁性元件14a构成为单个线圈，尤其是电磁体。第一磁性元件14a可主动控制并具有至致动器装置的供电电子器件(未示出)的有效连接。第一磁性元件14a相对于致动器元件10a不可移动。第一磁性元件14a布置在致动器元件10a的邻近区域中。第一磁性元件14a与致动器元件10a间隔开布置。第一磁性元件14a如此布置，使得借助第一磁性元件14a产生的磁场线至少大致垂直于致动器元件10a的纵向延伸与致动器元件10a相交和/或穿透致动器元件10a。这里，第一磁性元件14a具有垂直于致动器元件10a的纵向延伸方向28a取向的线圈轴线26a。
磁性元件14a，16a的第二磁性元件16a构成为永磁体。因此，磁性单元12a在当前情况下包括构成为线圈单元的至多两个磁性元件。第二磁性元件16a一体构成。第二磁性元件16a构成为至少大体长方体形。
此外，第二磁性元件16a构成为被动的，特别地没有任何主动控制的可能性。第二磁性元件16a由永磁材料构成。永磁材料是硬磁材料，尤其是具有至少1kA/m且有利地至少50kA/m的矫顽场强度的硬磁材料。这里，第二磁性元件16a构成为稀土磁体，特别地在初始磁化之后具有剩磁。第二磁性元件16a的剩余磁通密度有利地为至少0.4T。第二磁性元件16a在当前情况下尤其由钕铁硼构成。
第二磁性元件16a相对于致动器元件10a不可移动。第二磁性元件16a布置在致动器元件10a的邻近区域中。第二磁性元件16a与致动器元件10a间隔开布置。第二磁性元件16a还构成为细长的且具有纵向延伸，特别地在图1a和图1b中布置为水平的。这里，第二磁性元件16a具有平行于致动器元件10a的纵向延伸方向28a取向的纵向延伸。此外，第二磁性元件16a具有平行于致动器元件10a的纵向延伸方向28a取向的磁化方向30a。第二磁性元件16a如此布置，使得第二磁性元件16a的磁场线至少大致平行于致动器元件10a的纵向延伸与致动器元件10a相交和/或穿透致动器元件10a。
第一磁性元件14a和第二磁性元件16a如此布置，使得第一磁性元件14a和第二磁性元件16a相互作用。这里，第一磁性元件14a和第二磁性元件16a如此布置，使得第一磁性元件14a和第二磁性元件16a单独的磁场相互叠加并产生共同的和/或合成的磁场，尤其是在致动器元件10a的区域中。然而，原则上，磁性单元也可具有其他数量的磁性元件、尤其是相互作用的，例如三个磁性元件和/或四个磁性元件。此外，构成为线圈单元的磁性元件和/或构成为永磁体的磁性元件原则上也能够安装成相对于致动器元件可移动的。
此外，磁性单元12a包括至少一个磁通引导件32a。磁性单元12a在当前情况下包括刚好一个磁通引导件32a。磁通引导件32a一体构成。磁通引导件32a构成为铁氧体元件，在当前情况下尤其构成为铁元件。磁通引导件32a与第二磁性元件16a共同形成磁路。
磁通引导件32a具有第一磁通引导件部段40a。第一磁通引导件部段40a对应于尤其是第一磁性元件14a的磁芯。第一磁通引导件部段40a具有平行于线圈轴线26a取向的纵向延伸。这里，第一磁通引导件部段40a布置在第一磁性元件14a的中心区域中。
磁通引导件32a还包括第二磁通引导件部段42a。第二磁通引导件部段42a对应于磁轭，在当前情况下尤其对应于闭合的磁轭。第二磁通引导件部段42a完全围住致动器元件10a。第二磁通引导件部段42a还完全围住第一磁性元件14a。此外，第二磁通引导件部段42a完全围住第二磁性元件16a。
磁通引导件32a配置成至少部分地导向和/或引导磁性单元12a的磁场线，尤其是第一磁性元件14a和第二磁性元件16a的磁场线，尤其是实现限定的致动器元件10a的变形。替代地，磁通引导件也可多件式构成。此外，原则上还可考虑省去第一磁通引导件部段和/或第二磁通引导件部段。此外，可考虑磁通引导件，尤其是第一磁通引导件部段和/或第二磁通引导件部段配置有至少一个间隙、有利地是空气间隙。
下面参照图2a至图3b说明致动器装置的功能模式。
磁性单元12a在当前情况下配置成借助磁场导致致动器元件10a在致动器元件10a的第一子区域22a中和在致动器元件10a与第一子区域22a不同的第二子区域24a中尤其是纯粹的局部变形18a，20a。
这里，子区域22a，24a分别是纵向侧的部分区域，在当前情况下尤其是致动器元件10a同一纵向侧的部分区域。此外，第一子区域22a对应于致动器元件10a的第一边缘区域，其尤其沿致动器元件10a全部纵向延伸的至多50％延伸。第二子区域24a对应于致动器元件10a的第二边缘区域，其尤其沿致动器元件10a的全部纵向延伸的至多50％延伸。这里，第二子区域24a与第一子区域22a相对，尤其是相对于致动器元件10a的纵向延伸方向28a。
在当前情况下，第一磁性元件14a和第二磁性元件16a配置成在至少一个第一操作状态下相互作用，以引起致动器元件10a在致动器元件10a的第一子区域22a中的局部变形18a。
图2a和图2b示出处于第一操作状态下的致动器装置。这里，图2a尤其示出磁性单元12a的磁场线的曲线，而图2b示出致动器元件10a的变形。在第一操作状态下，借助供电电子器件向第一磁性元件14a施加电流，由此尤其与第二磁性元件16a一起引起共同的第一磁场。结果，致动器元件10a在第一子区域22a中局部变形。此外，致动器元件10a在与第一子区域22a不同的子区域中且尤其是第二子区域24a中没有变形。这里，第一子区域22a中的局部变形18a对应于局部凹陷和/或沉陷。第一子区域22a中的局部变形18a具有至少大致半椭圆形的轮廓。第一子区域22a中的局部变形18a具有布置成尤其平行于致动器元件10a的纵向延伸方向28a取向的纵向延伸。
此外，第一磁性元件14a和第二磁性元件16a配置成在至少一个第二操作状态下相互作用，以引起致动器元件10a在致动器元件10a的第二子区域24a中的局部变形20a。
图3a和图3b示出在第二操作状态下的致动器装置。这里，图3a尤其示出磁性单元12a的磁场线的曲线，而图3b示出致动器元件10a的变形。在第二操作状态下，借助供电电子器件向第一磁性元件14a施加电流，尤其是与所述电流相反的电流，由此尤其与第二磁性元件16a一起引起共同的第二磁场。结果，致动器元件10a在第二子区域24a中局部变形。此外，致动器元件10a在与第二子区域24a不同的子区域中且尤其是第一子区域22a中没有变形。这里，第二子区域24a中的局部变形20a对应于局部凹陷和/或沉陷。第二子区域24a中的局部变形20a具有至少大致半椭圆形的轮廓。第二子区域24a中的局部变形20a具有布置成尤其平行于致动器元件10a的纵向延伸方向28a的纵向延伸。第二子区域24a中的局部变形20a至少大致对应于第一子区域22a中的局部变形18a。原则上，致动器元件在至少一个子区域中的变形也可对应于局部升高。此外，可考虑，磁性单元可配置成仅在致动器元件的刚好一个子区域中产生局部变形。磁性单元也可配置成在致动器元件的至少三个和/或至少四个子区域中产生局部变形。
此外，第一磁性元件14a和第二磁性元件16a在当前情况下配置成尤其借助第一磁性元件14a相应的交替控制，尤其借助供电电子器件来产生可变的磁场，以引起局部变形18a，20a从第一子区域22a至第二子区域24a的移动。这里，第一磁性元件14a和第二磁性元件16a配置成产生局部变形18a，20a从第一子区域22a到第二子区域24a至少大体均匀的移动，由此可实现例如有利的泵移动和/或可变可调节的移动。供电电子器件在这种情况下配置成提供具有矩形和/或有利地正弦轮廓的电流，以产生可变的磁场。
在图4至图11中示出本发明另外的示范实施例。以下描述和附图基本上限于示范实施例之间的差异，其中，具有相同命名的组件原则上也可参考其他示范实施例的附图和/或说明，尤其是图1至图3b，尤其是参照具有相同附图标记的组件。为了区分示范实施例，图1至图3b中示范实施例的附图标记缀有字母a。在图4至图11的示范实施例中，字母a由字母b至e代替。
图4中示出本发明的另一示范实施例。图4中的示范实施例缀有字母b。图4的该另一示范实施例与前述示范实施例的不同之处至少大体在于磁性单元12b的设计。
磁性单元12b在当前情况下包括三个磁性元件14b，16b，17b，该三个磁性元件14b，16b，17b配置成相互作用，以引起致动器元件10b的局部变形18b，20b。这里，磁性元件14b，16b，17b配置成在至少一个第一操作状态下相互作用，以引起致动器元件10b在致动器元件10a的第一子区域22b中的局部变形18b。此外，磁性元件14b，16b，17b配置成在至少一个第二操作状态下相互作用，以引起致动器元件10b在致动器元件10a的第二子区域24b中的局部变形20b。此外，磁性元件14b，16b，17b能够配置成产生可变的磁场，以引起局部变形18b，20b从第一子区域22b到第二子区域24b的移动。
这里，磁性元件14b，16b，17b的第一磁性元件14b至少大致对应于前一示范实施例的第一磁性元件14a。
磁性元件14b，16b，17b的第二磁性元件16b和第三磁性元件17b分别构成为永磁体。第二磁性元件16b和第三磁性元件17b彼此分开构成。第二磁性元件16b和第三磁性元件17b构成为至少大致彼此相同的。第二磁性元件16b和第三磁性元件17b分别一体构成。第二磁性元件16b和第三磁性元件17b分别构成为至少大致长方体形。
此外，第二磁性元件16b和第三磁性元件17b构成为被动的且尤其是没有任何主动控制的可能性。第二磁性元件16b和第三磁性元件17b分别由永磁材料构成。在当前情况下，第二磁性元件16b和第三磁性元件17b由相同的永磁材料构成。永磁材料是硬磁材料，尤其是具有至少1kA/m且有利地至少50kA/m的矫顽场强度的硬磁材料。这里，第二磁性元件16b和第三磁性元件17b分别构成为稀土磁体且尤其是在初始磁化之后具有剩磁。剩余磁通密度有利地为至少0.4T。
第二磁性元件16b和第三磁性元件17b分别相对于致动器元件10b不可移动。第二磁性元件16b和第三磁性元件17b分别布置在致动器元件10b的邻近区域中。第二磁性元件16b和第三磁性元件17b布置在致动器元件10b的同一侧。第二磁性元件16b和第三磁性元件17b分别布置成与致动器元件10b间隔开地。这里，第二磁性元件16b和致动器元件10b之间的间隔与第三磁性元件17b和致动器元件10b之间的间隔相同。此外，第二磁性元件16b和第三磁性元件17b彼此间隔开。第二磁性元件16b和第三磁性元件17b在致动器元件10b的纵向延伸上彼此错开。
第二磁性元件16b和第三磁性元件17b还分别构成为细长的且具有尤其是在图4中布置为水平的纵向延伸。这里，第二磁性元件16b和第三磁性元件17b分别具有平行于致动器元件10b的纵向延伸方向28b取向的纵向延伸。此外，第二磁性元件16b和第三磁性元件17b分别具有平行于致动器元件10b的纵向延伸方向28b取向的磁化方向30b，31b。此外，第二磁性元件16b的磁化方向30b与第三磁性元件17b另外的磁化方向31b相同。这里，第二磁性元件16b和第三磁性元件17b如此布置，使得第二磁性元件16b和第三磁性元件17b的磁场线至少大致平行于致动器元件10b的纵向延伸与致动器元件10b相交和/或穿透致动器元件10b。
第一磁性元件14b、第二磁性元件16b和第三磁性元件17b如此布置，使得磁性元件14b，16b，17b单独的磁场相互叠加并且尤其是在致动器元件10b的区域中产生共同的和/或合成的磁场。替代地，可考虑将第二磁性元件和第三磁性元件构成为不同的和/或以不同的构造布置。
此外，磁性单元12b包括至少一个磁通集中器34b。磁性单元12b在当前情况下包括刚好一个磁通集中器34b。磁通集中器34b具有至少大体圆锥形状和/或轮廓。磁通集中器34b构成为铁氧体元件，在当前情况下尤其是铁元件。磁通集中器34b是磁性单元12b的磁通引导件32b的一部分。这里，磁通集中器34b与磁通引导件32b一体构成。磁通集中器34b在当前情况下与磁通引导件32b的第一磁通引导件部段40b一体构成。磁通集中器34b布置在第一磁通引导件部段40b面向致动器元件10b的一侧。磁通集中器34b与第一磁性元件14b相关联。磁通集中器34b在安装状态下布置在第一磁性元件14b和致动器元件10b之间。磁通集中器34b配置成增加尤其是第一磁性元件14b作用于致动器元件10b的磁场。替代地，磁性单元也可具有其他数量的磁通集中器，例如至少两个和/或至少四个磁通集中器，这些磁通集中器可尤其布置在致动器元件的不同侧。此外，可考虑将磁通集中器构成为与磁通引导件分开的。
图5a至图7b示出本发明的另一示范实施例。图5a至图7b的示范实施例缀有字母c。图5a至图7b的该另一示范实施例与前述示范实施例的不同之处至少大致在于磁性单元12c的第二磁性元件16c的取向。
第二磁性元件16c构成为细长的并具有尤其是在图5a至图7b中布置为垂直的纵向延伸。这里，第二磁性元件16c具有垂直于致动器元件10c的纵向延伸方向28c取向的纵向延伸。此外，第二磁性元件16c具有垂直于致动器元件10c的纵向延伸方向28c取向的磁化方向30c。第二磁性元件16c如此布置，使得第二磁性元件16c的磁场线至少大致垂直于致动器元件10c的纵向延伸与致动器元件10c相交和/或穿透致动器元件10c。除此之外，第二磁性元件16c对应于第一示范实施例的第二磁性元件16a。
由于第二磁性元件16c的布置，磁性单元12c配置成借助磁场引起致动器元件10c在致动器元件10c三个不同的子区域22c，24c，25c中、尤其是在致动器元件10c的第一子区域22c中、在致动器元件10c与第一子区域22c不同的第二子区域24c中、以及在致动器元件10c与第一子区域22c和第二子区域24c不同的第三子区域25c中、尤其是纯粹的局部变形18c，20c，21c。
这里，第一子区域22c对应于致动器元件10c的中心区域。第二子区域24c对应于致动器元件10c的第一边缘区域。第三子区域25c对应于致动器元件10c的第二边缘区域。这里，第三子区域25c尤其是相对于致动器元件10c的纵向延伸方向28c与第二子区域24c相对。
在当前情况下，第一磁性元件14c和第二磁性元件16c配置成在至少一个第一操作状态下相互作用，以引起致动器元件10c在致动器元件10c的第一子区域22c中的局部变形18c(尤其是参见图6a和图6b)。
此外，第一磁性元件14c和第二磁性元件16c配置成在至少一个第二操作状态下相互作用，以引起致动器元件10c在致动器元件10c的第二子区域24c中的局部变形20c，并且尤其是同时引起致动器元件10c在致动器元件10c的第三子区域25c中的局部变形21c(尤其是参见图7a和图7b)。
此外，磁性元件14c，16c，尤其是第一磁性元件14c和第二磁性元件16c可配置成产生可变的磁场，以引起局部变形18c，20c，21c从第一子区域22c向第二子区域24c以及向第三子区域25c尤其是同时的移动。替代地或者附加地，磁性元件14c，16c，尤其是第一磁性元件14c和第二磁性元件16c可配置成产生可变的磁场，以引起局部变形18c，20c，21c从第二子区域24c以及从第三子区域25c向第一子区域22c尤其是同时的移动。
图8至图10中示出本发明另一示范实施例。图8至图10的示范实施例缀有字母d。图8至图10的该另一示范实施例示出根据前述示范实施例的致动器装置的示例性应用。
图8至图10示出以示例性方式构成为微型泵的流体泵38d。在当前情况下，流体泵38d配置成用于汽车领域中，例如配置成燃料的计量泵，和/或用于医疗领域中，例如配置成计量医疗活性物质。
流体泵38d包括根据本发明、具有致动器元件10d的致动器装置，其中为了清楚起见省略了磁性单元的表示。
此外，流体泵38d包括流体接收单元44d。流体接收单元44d构成为壳体单元。流体接收单元44d构成为至少大体长方体形。流体接收单元44d具有对应于致动器元件10d的纵向延伸的纵向延伸。流体接收单元44d至少大部分由硅构成。流体接收单元44d限定了用于致动器元件10d、适配于致动器元件10d的接收空间45d。
此外，流体接收单元44d具有入口46d和出口48d。入口46d配置成导入流体，所述流体在当前情况下尤其是液体。入口46d布置在流体接收单元44d的第一边缘区域中。出口48d配置成导出流体。出口48d布置在流体接收单元44d与第一边缘区域相对的第二边缘区域中。入口46d和出口48d在当前情况下布置在流体接收单元44d的同一侧上。
致动器元件10d在操作状态下以至少形状配合的方式布置在接收空间45d中，尤其是以入口46d和出口48d布置在致动器元件10d纵向侧不同的另外的边缘区域中的方式。这里，入口46d与致动器元件10d的第一子区域22d相关联。出口48d与致动器元件10d的第二子区域24d相关联。致动器元件10d封闭了连接入口46d至出口48d的流体管路。此外，致动器元件10d与流体接收单元44d一体式连接。这里，致动器元件10d的至少一个纵向侧与流体接收单元44d一体式连接。在当前情况下，致动器元件10d与入口46d相对和/或与出口48d相对的纵向侧与流体接收单元44d一体式连接。替代地，流体接收单元也可由与硅不同的材料构成，例如塑料和/或铝。此外，可考虑入口和/或出口布置在致动器元件的不同端面处。此外，原则上还可省去致动器元件和流体接收单元之间的一体式连接。
磁性单元的磁性元件在当前情况下配置成在至少一个第一操作状态下相互作用，以引起致动器元件10d在致动器元件10d的第一子区域22d中，尤其是与入口46d相关联的第一子区域22d中的局部变形18d(尤其是参见图9)。
磁性元件还配置成在至少一个第二操作状态下相互作用，以引起致动器元件10d在致动器元件10d的第二子区域24d中，尤其是与出口48d相关联的第二子区域24d中的局部变形20d(尤其是参见图10)。
此外，磁性元件配置成产生可变的磁场，以引起局部变形18d，20d从第一子区域22d向第二子区域24d尤其是均匀的移动。由此，可实现有利的泵送移动，并且特别地，流体可从入口46d输送到出口48d。此外，流体泵38d在该情况下还可包括尤其是在入口46d的区域中的至少一个附加阀，有利地是止回阀，由此可有利地确保流体不会输送回与入口46d连接的供应连接器。然而，优选地，可完全省去止回阀。
替代地或附加地，磁性元件还可配置成产生可变的磁场，以引起局部变形18d，20d从第二子区域24d向第一子区域22d尤其是均匀的移动，由此可尤其实现有利的可逆性。
图11中示出本发明另一示范实施例。图11的示范实施例缀有字母e。图11的该另一示范实施例示出对应于前述示范实施例的致动器装置的另一示范性应用。
图11示出以示例性方式构成为光学定位系统的定位系统50e。定位系统50e在当前情况下用于定位至少一个光学构件52e。
光学构件52e以示例性方式构成为镜子并绕轴承轴线54e可移动地安装。
用于定位光学构件52e的定位系统50e包括根据本发明、具有致动器元件10e的致动器装置，其中为了清楚起见省略了磁性单元的表示。
致动器元件10e具有至光学构件52e的有效连接。为此，致动器装置包括至少一个移动传递元件56e，58e。致动器装置在当前情况下包括两个移动传递元件56e，58e。移动传递元件56e，58e至少大体彼此相同。移动传递元件56e，58e分别构成为弹性元件。移动传递元件56e，58e在当前情况下分别构成为弹性弹簧元件，在当前情况下尤其是压缩弹簧。
移动传递元件56e，58e分别具有至光学构件52e，尤其是光学构件52e相对的边缘区域的接触连接。此外，移动传递元件56e，58e分别具有至致动器元件10e的接触连接。这里，移动传递元件56e，58e的第一移动传递元件56e与致动器元件10e的第一子区域22e相关联。移动传递元件56e，58e的第二移动传递元件58e与致动器元件10e的第二子区域24e相关联。
移动传递元件56e，58e分别配置成引起光学构件52e尤其是绕轴承轴线54e移动。移动传递元件56e，58e在当前情况下配置成分别将致动器元件10e的局部变形18e，20e转换成光学构件52e的移动并传递所述局部变形18e，20e至光学构件52e，尤其是以光学构件52e绕轴承轴线54e的枢转位置改变的方式。替代地，可考虑，通过刚好一个致动器元件移动至少两个光学构件。此外，可考虑，使用多个致动器元件，例如至少三个和/或至少四个致动器元件来精确定位光学构件。还可考虑，完全省去移动传递元件和/或将移动传递元件与致动器元件和/或光学构件一体式构成。在该情况下，移动传递元件也能够尤其设计成形状稳定的。此外，致动器元件可用于光学构件的线性定位。

Claims (21)

1.一种致动器装置，其具有磁性单元(12a-c)和至少一个致动器元件(10a-e)，所述致动器元件(10a-e)至少部分地由磁性形状可变的材料制成，所述磁性单元(12a-c)包括构成为线圈单元的至少一个第一磁性元件(14a-c)和构成为永磁体的至少一个第二磁性元件(16a-c，17b)，其特征在于，至少所述第一磁性元件(14a-c)和所述第二磁性元件(16a-c；17b)配置成在至少一个操作状态下相互作用，以引起所述致动器元件(10a-e)在所述致动器元件(10a-e)的子区域(22a-e，24a-e，25c)中的局部变形(18a-e，20a-e，21c)。
2.根据权利要求1所述的致动器装置，其特征在于，至少所述第一磁性元件(14a-c)和所述第二磁性元件(16a-c，17b)配置成在至少一个另外的操作状态下相互作用，以引起所述致动器元件(10a-e)在所述致动器元件(10a-e)至少部分地与所述子区域(22a-e，24a-e，25c)不同的另外的子区域(22a-e，24a-e，25c)中的局部变形(18a-e，20a-e，21c)。
3.根据权利要求2所述的致动器装置，其特征在于，至少所述第一磁性元件(14a-c)和所述第二磁性元件(16a-c，17b)配置成产生可变的磁场，以引起所述局部变形(18a-e，20a-e，21c)从所述子区域(22a-e，24a-e，25c)向所述另外的子区域(22a-e，24a-e，25c)移动。
4.根据前述权利要求中任一所述的致动器装置，其特征在于，所述磁性形状可变的材料是磁性形状记忆材料。
5.根据前述权利要求中任一所述的致动器装置，其特征在于，所述致动器元件(10a-e)构成为实心体。
6.根据前述权利要求中任一所述的致动器装置，其特征在于，所述第一磁性元件(14a-c)和所述第二磁性元件(16a-c，17b)布置在所述致动器元件(10a-e)的相对侧上。
7.根据前述权利要求中任一所述的致动器装置，其特征在于，所述第一磁性元件(14a-c)具有至少大致垂直于所述致动器元件(10a-e)的纵向延伸方向(28a-c)取向的线圈轴线(26a)。
8.根据前述权利要求中任一所述的致动器装置，其特征在于，所述第二磁性元件(16a-c，17b)构成为稀土磁体。
9.根据前述权利要求中任一所述的致动器装置，其特征在于，所述第二磁性元件(16a-c，17b)与所述致动器元件(10a-e)间隔开布置。
10.根据前述权利要求中任一所述的致动器装置，其特征在于，所述第二磁性元件(16a-c，17b)相对于所述致动器元件(10a-e)不可移动。
11.根据前述权利要求中任一所述的致动器装置，其特征在于，所述第二磁性元件(16a-b，17b)具有至少大致平行于所述致动器元件(10a-b)的纵向延伸方向(28a-b)取向的磁化方向(30a-b，31b)。
12.根据权利要求1至10中任一所述的致动器装置，其特征在于，所述第二磁性元件(16c)具有至少大致垂直于所述致动器元件(10c)的纵向延伸方向(28c)取向的磁化方向(30c)。
13.根据前述权利要求中任一所述的致动器装置，其特征在于，所述磁性单元(12b)具有至少一个第三磁性元件(16b，17b)，其配置成与所述第一磁性元件(14b)和/或所述第二磁性元件(16b，17b)相互作用，以引起所述致动器元件(10b)的局部变形(18b，20b)。
14.根据权利要求13所述的致动器装置，其特征在于，所述第三磁性元件(16b，17b)构成为永磁体。
15.根据权利要求13或14所述的致动器装置，其特征在于，所述第三磁性元件(16b，17b)与所述第二磁性元件(16b，17b)至少大致相同。
16.根据权利要求13至15中任一所述的致动器装置，其特征在于，所述第二磁性元件(16b，17b)和所述第三磁性元件(16b，17b)布置在所述致动器元件(10b)的同一侧。
17.根据前述权利要求中任一所述的致动器装置，其特征在于，所述磁性单元(12b)具有至少一个磁通集中器(34b)，其配置成增加作用于所述致动器元件(10b)的磁场。
18.根据前述权利要求中任一所述的致动器装置，其特征在于，所述磁性单元(12a-c)包括构成为线圈单元的至多两个磁性元件(14a-c)。
19.一种致动器(36a)，其具有根据前述权利要求中任一所述的至少一个致动器装置。
20.一种流体泵(38d)，尤其是微型泵，尤其用于汽车领域和/或医疗领域中，其具有根据权利要求1至18中任一所述的至少一个致动器装置。
21.一种使用尤其是根据权利要求1至18中任一项所述的致动器装置的方法，其中，所述致动器装置具有磁性单元(12a-c)和至少一个致动器元件(10a-e)，所述致动器元件(10a-e)至少部分地由磁性形状可变材料制成，所述磁性单元(12a-c)包括构成为线圈单元的至少一个第一磁性元件(14a-c)和构成为永磁体的至少一个第二磁性元件(16a-c，17b)，其特征在于，所述致动器元件(10a-e)至少借助所述第一磁性元件(14a-c)和所述第二磁性元件(16a-c，17b)的相互作用在子区域(22a-e，24a-e，25c)中局部变形。
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