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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Stellantrieb bzw. einen sogenannten "Aktor", der wegen des englischen
Begriffes "actuator" i.d.R. Aktuator genannt
wird. Aktuatoren bezeichnen in der Steuer- und Regelungstechnik
das wandlerbezogene Gegenstück
zu Sensoren und bilden das "Stellglied" in einem Regelkreis – sie setzen
Signale einer Regelung in i.d.R. mechanische Arbeit (d.h. Bewegung) um.
Allgemein beschreibt ein Aktuator ein Element, das eine Eingangsgröße in eine
andersartige Ausgangsgröße umwandelt.
Eingesetzt wird ein Aktuator praktisch überall dort, wo insbesondere
mit elektrischer Energie eine Bewegung ausgeführt wird. Sehr verbreitet sind
Aktuatoren in Kraftfahrzeugen, wo die Einsatzbereiche denkbar unbegrenzt
sind. Sie reichen von einer einfachen Spiegelverstellung über die Steuerung
von Klappen in der Klimaanlage/Lüftung, automatisch
ausfahrende Cupholder/Aschenbecher sowie Interieur-Versenkmechanismen
bis hin zu vielfältige
Einsatzbereiche im Bereich der Motorsteuerung (v.a. im Ansaug- und
Abgasbereich) etc.
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Aktuatoren
sind hinlänglich
bekannt, insbesondere in Form von Abklappantrieben und Klappenverstellgetrieben.
Ein typisches Beispiel zur Veranschaulichung sind Klimaklappenverstellantriebe.
So ist beispielsweise aus der
DE
100 46 628 eine Heiz- und/oder Klimaautomatik mit automatisch
verstellbaren Düsen
bekannt. Die Düsen
sind als Mitteldüsen oder
Seitendüsen
im Armaturenbrett oder an der Tür oder
am Fond angeordnet, wobei zur Einstellung der Luftrichtung an den
Düsen horizontal
oder vertikal angeordnete Lamellen und zur Einstellung der Luftmenge
Luftmengenklappen vorgesehen sind, wobei die Lamellen und die Luftmengenklappen
motorisch angetrieben sind.
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Nachteilig
bei den bekannten Aktuatoren-Systemen ist, dass die Verstellung
typischerweise mittels Elektromotoren erfolgt. Diese Steuerung ist relativ
aufwendig, da jede einzelne Position der typischerweise eingesetzten
Schrittmotoren von der Steuereinheit exakt nachzuverfolgen ist (wozu
stets eine Rückmeldung
der Schrittmotoren erfolgen muss) und/oder eine exakte Verstellung
nur eingeschränkt
möglich
ist. Nicht zuletzt vor diesem Hintergrund sind die bekannten Systeme
auch relativ teuer.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einen neuartigen Stellantrieb aufzuzeigen,
indem eine Formgedächtnislegierung
in einem Aktuator eingesetzt wird. Diese Aufgabe wird durch die
Merkmale des Anspruches 1 und des Anspruches 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
ergeben sich anhand der weiteren Beschreibung, der abhängigen Ansprüche sowie
der konkreten Beschreibung anhand eines Ausführungsbeispiels.
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Hintergrund
der Erfindung ist, dass aus dem Bereich der Neuen Materialien Aktuatorwerkstoffe mit
smartem Charakter stammen, bei denen diese- z.B. durch integrierte
Aktuator-Sensor-Funktionen – auf Änderungen
bestimmter Umgebungsgrößen mit definierten
Aktuatorwirkungen reagieren können
und deshalb dazu in der Lage sind, aufwändige Regelstrecken mit einem
einzigen Element zu ersetzen.
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Aktuatoren
auf Basis von Formgedächtnis-Legierungen
und Dehnstoffelementen sind temperatursensitiv. Formgedächtnis-Legierungen,
abgekürzt
mit FGL (in englisch mit sma – shape
memory alloy – abgekürzt) werden
oft auch als Memorymetalle bezeichnet, da sie sich an eine frühere Formgebung – trotz
nachfolgender starker Verformung – scheinbar „erinnern" können. Indem
man diesen Effekt nutzt, wird es möglich Aktuatoren wesentlich günstiger
zu bauen, da man auf eine Reihe von Bauteilen, wie insbesondere
den Antriebsmotor, verzichten kann.
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Formgedächtnis-Legierungen
können
zudem sehr große
Kräfte
ohne auffallende Ermüdung
in mehreren 100.000 Bewegungszyklen übertragen. Sie bestechen durch
ihr im Vergleich zu anderen Aktuatorwerkstoffen mit Abstand größtes spezifisches Arbeitsvermögen (Verhältnis von
geleisteter Arbeit zu Werkstoffvolumen). Die Formwandlung basiert
auf der temperaturabhängigen
Gitterumwandlung zweier verschiedener Kristallstrukturen (allotrope
Umwandlung) eines Werkstoffes. Zur Einleitung der Phasenumwandlung
sind die Parameter Temperatur und mechanische Spannung gleichwertig; d.
h. die Umwandlung kann nicht nur thermisch, sondern auch spannungsinduziert
herbeigeführt
werden. Beide Varianten können
beim vorliegenden Patent eingesetzt werden.
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Grundsätzlich können alle
Formgedächtnis-Legierungen
alle Formgedächtnis-Effekte
ausführen.
Der jeweilig gewünschte
Effekt ist Aufgabe der Fertigungs- und Werkstofftechnik und muss durch
Abstimmung von Einsatztemperaturen und Optimierung der Effektgrößen antrainiert
werden.
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Das
nachfolgende Patent basiert auf diesem Ansatz, durch den Einsatz
von Formgedächtnis-Legierungen
in Verbindung mit einer besonderen Art der Umsetzung Aktuatoren
erheblich zu vereinfachen und kostengünstiger herzustellen. Es ist überall dort einsetzbar,
wo heute andere Aktuatoren, insbesondere motorangetriebene Aktuatoren,
Einsatz finden, sowie speziell im Bereich Mechatronik, bei der mechanische,
elektronische und informationstechnischer Systeme zusammenwirken.
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Der
erfindungsgemäße Stellantrieb
besteht aus mindestens einer Formgedächtnislegierungseinheit, einer
mechanischen Umsetzeinheit und einer Stelleinheit. Die mechanische
Umsetzeinheit setzt die temperaturabhängige Formveränderung
der Formgedächtnislegierungseinheit
in eine Drehbewegung um und leitet diese an die Stelleinheit. Hierzu
ist die mechanische Umsetzeinheit mechanisch mit der Formgedächtnislegierungseinheit
gekoppelt, sodass die Formveränderung,
insbesondere die Ausdehnung der Formgedächtnislegierungseinheit, von
der mechanischen Umsetzeinheit aufgegriffen und in eine Drehbewegung
umgesetzt wird.
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Vorzugsweise
ist die Formgedächtnislegierungseinheit
in Form eines Drahtes ausgebildet, der über ein Kraftelement, vorzugsweise
eine Feder, mechanisch eingespannt ist. Durch Temperatureinfluss verändert sich
die Ausdehnung der Formgedächtnislegierungseinheit.
Diese ist eingespannt und verdreht sich somit. Diese Bewegung nimmt
die mechanische Umsetzeinheit auf.
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Die
mechanische Umsetzeinheit ist vorzugsweise als Hebel ausgeführt und
die Stelleinheit als Antriebsrad.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist weiterhin eine
Bremseinheit vorgesehen, welche auf eine Getriebeeinheit einwirkt,
wobei die Getriebeeinheit vorzugsweise zwischen der mechanischen
Umsetzeinheit und der Stelleinheit angeordnet ist und zur Übersetzung
der Drehbewegung der mechanischen Umsetzeinheit dient. In der Bremseinheit
ist weiterhin mindestens eine weitere Formgedächtnislegierungseinheit angeordnet,
welche über ein
Kraftelement, vorzugsweise eine Feder, gekoppelt ist (alternativ
kann ein gegenlaufender und/oder ergänzender Aktuator eingesetzt
werden).
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Die
Formgedächtnislegierungseinheit
und die weitere Formgedächtnislegierungseinheit
werden jeweils mittels eines elektrischen Stromes erwärmt, bzw.
sind mittels eines elektrischen Stromes erwärmbar. Beim elektrischen Strom
handelt es sich vorzugsweise um einen Gleichstrom. In Abhängigkeit der
Erwärmung
verändern
die Formgedächtnislegierungseinheiten
ihre Form (d.h. dehnen sich typischerweise aus).
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Der
elektrische Strom ist vorzugsweise pulsweiten moduliert, wobei eine
Mikrocomputereinheit oder eine Mikrocontrollereinheit vorhanden
ist, welche die Pulsbreite des elektrischen Stromes steuert, wobei
weiterhin – in
einer vorteilhaften Ausgestaltung – mindestens ein Temperatursensor
zur Ermittlung der Umgebungstemperatur vorhanden ist. Die Mikrocomputereinheit
errechnet – in
Abhängigkeit
von der Umgebungstemperatur und der gewünschten Verstellung des Stellantriebes – die Pulsbreite
des elektrischen Stromes. Es besteht aber alternativ auch die Möglichkeit, über eine
Regelschleife die Pulsbreite des Stromes zu regeln oder die Bewegung
mittels anderer Sensorik zu erfassen.
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Bei
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist ebenfalls eine Formgedächtnislegierungseinheit
vorgesehen. Diese Formgedächtnislegierungseinheit
ist mittels eines mechanischen Kraftelementes verbunden. Die Formgedächtnislegierungseinheit
ist insbesondere als Formgedächtnislegierungsdraht
ausgestaltet, und das Kraftelement ist in Form einer Feder (alternativ
gegenläufiger
Aktuator) realisiert. An die Formgedächtnislegierungseinheit ist
ein Hebel angeordnet. Die Formgedächtnislegierungseinheit wird über eine
elektrische Anordnung bestromt. Diese Bestromung erfolgt vorzugsweise
in Form einer Pulsweitenmodulation. Durch die Bestromung, bzw. Abhängigkeit
der Bestromung, erwärmt
sich oder kühlt sich
die Formgedächtnislegierungseinheit
ab. Die Formgedächtnislegierungseinheit
wurde vorher dergestalt "eingelernt", dass sich diese
in Abhängigkeit des
Temperaturunterschiedes zum Normalbetrieb in Ihrer Ausdehnung verändert. Beim
Normalbetrieb – dieser
ist für
eine vordefinierte Temperatur vorgegeben – hat die Formge dächtnislegierungseinheit
eine vordefinierte Große,
insbesondere eine vordefinierte Länge. Da die Formgedächtnislegierungseinheit
in vorteilhafter Ausgestaltung kraftschlüssig eingespannt ist, wird
sich diese bei Erhöhung
ihrer Temperatur bzw. Verringerung ihrer Temperatur verändern (d.h.
sie wird ihre Ausdehnung, d.h. ihre Länge, verändern). In einer vorteilhaften
Ausgestaltung der Erfindung verkürzt
sich die Formgedächtnislegierungseinheit
bei Zufuhr von Wärme. Über die
Temperaturmessung der Formgedächtnislegierungseinheit
und über
die Messung der Widerstandsänderung
kann die exakte Längenveränderung
der Formgedächtnislegierungseinheit
und damit der Drehwinkel des Hebels, der an Formgedächtnislegierungseinheit
angeordnet ist, bestimmt werden. Ändert sich die Ausdehnung der
Formgedächtnislegierungseinheit,
so wird diese Ausdehnung über
den Hebel in eine Drehbewegung umgesetzt. Diese Drehung bzw. Drehbewegung
wird von einer Getriebeeinheit, in vorteilhafter Ausgestaltung in
Form eines Planetengetriebes, aufgegriffen. Über die Getriebeeinheit wird
die Drehbewegung des Hebels aufgegriffen und in eine Drehbewegung
eines Antriebsrads umgesetzt, welches mit der Getriebeeinheit gekoppelt/verbunden
ist. Das Antriebsrad ist mit dem zu bewegenden Element verbunden,
welche dann entsprechend verstellt werden.
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Um
nunmehr die Bewegung an einem exakt vorgeschriebenen Punkt zu arretieren,
ist eine Bremse vorgesehen. Die Bremse arbeitet in vorteilhafter Ausgestaltung
ebenfalls mit einer Formgedächtnislegierungseinheit
und somit in Anhängigkeit
deren Ausdehnung in Temperaturabhängigkeit.
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Auch
bei der Bremse wird das Prinzip der temperaturabhängigen Ausdehnung
einer Formgedächtnislegierungseinheit
verwendet. Die Formgedächtnislegierungseinheit
ist in vorteilhafter Ausgestaltung wiederum über ein Kraftelement eingespannt
und mit einer Bremseinheit verbunden. Durch Erwärmung der Formgedächtnislegierungseinheit, wiederum
in vorteilhafter Ausgestaltung mittels einer Bestromung über eine
Pulsweitenmodulation, verändert
sich die Ausdehnung der Formgedächtnislegierungseinheit.
Durch die Veränderung
der Ausdehnung der Formgedächtnislegierungseinheit
wird die Bremse an das Getriebe herangefahren, bzw. vom Getriebe
weggefahren und bremst das Getriebe ab, beispielsweise bis zum Stillstand,
oder gibt es entsprechend frei.
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Hierdurch
wird über
die Bremse die Bewegung des zu bewegenden Elements beeinflusst.
Die Bremse ist derartig ausgestaltet, dass bei definierter Längenänderung
der in der Bremse angeordneten weiteren Formgedächtnislegierungseinheit diese
auf die Getriebeeinheit einwirkt und diese ggf. stoppt. Auf diese
Weise wird der Aktuator, sprich die Bewegung des mit diesem verbundenen
Elements, positionsgenau gestoppt. Zur Ansteuerung der Formgedächtnislegierungseinheit,
insbesondere deren Bestromung, ist in vorteilhafter Ausgestaltung
eine Regelschleife vorhanden.
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Im
Beispielsfall einer Regelungsklappe in einer Klimaanlage ist diese
Regelschleife mit einem Temperatursensor angeordnet, der die aktuelle
Temperatur ermittelt. Im Weiteren ist eine Eingabeeinheit vorhanden,
mittels welcher ein Nutzer die gewünschte Temperatur, beispielsweise
im Fahrzeug, einstellen kann. Ein Mikrocontroller/Mikrocomputereinheit im
Klimagerät
führt nunmehr
einen Soll-/Ist-Vergleich durch und steuert entsprechend die Lüftungsklappen der
Klimaanlage, insbesondere durch Zuführung von gekühlter Luft
aus dem Klimakompressor in Verbindung mit der Luft, die aus der
Umgebung, bei einem Kraftfahrzeug aus dem Innenraum, respektive
außerhalb
des Kraftfahrzeugs entnommen/angesaugt und dem Innenraum dann zugeführt wird.
Die Mikrocontroller/Mikrocomputereinheit errechnet anhand von Temperatursensoren,
welche im Ansaugluftstrom der Außentemperatur, im Ansaugluftstrom
der Innenraumtemperatur sowie im Ansaugluftstrom der Luft, welche
vom Klimakompressor abgeben wird, das optimale Mischungsverhältnis und
die entsprechenden Klappenstellungen. In Abhängigkeit der Temperaturunterschiede
und der gewünschten
Temperatur errechnet nunmehr die Mikrocomputereinheit die optimale
Klappeneinstellung. Hierzu wird die Formgedächtnislegierungseinheit in
der Art bestromt, dass sich diese in ihrer Ausdehnung verändert und,
wie oben beschrieben, über
den Hebel die entsprechenden Lüftungsklappen
angesteuert werden.
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Im
Weiteren wird die vorliegende Erfindung anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels
beschrieben. Das Ausführungsbeispiel
stellt nur eine mögliche
Ausführungsform
dar und limitiert die Erfindung nicht auf dieses Ausführungsbeispiel.
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Es
zeigen:
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1 einen
schematischen, mechanischen Aufbau der Vorrichtung mit den Formgedächtnislegierungseinheiten
für die
Verstellung von Lüftungsklappen,
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2 einen
schematischen, elektrischen Regelungsaufbau zum Aufbau nach 1.
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In 1 ist
eine Formgedächtnislegierungseinheit 1 dargestellt,
welche über
ein Kraftelement 2 zwischen zwei mechanischen Halterungen 3, 4 eingespannt
ist. Bei der Formgedächtnislegierungseinheit 1 handelt
es sich in vorteilhafter Ausgestaltung um eine Formgedächtnislegierungseinheit
in Form eines Drahtes. Die Formgedächtnislegierungseinheit 1 verändert Ihre
Ausdehnung je nach Temperatur. An der Formgedächtnislegierungseinheit 1 ist
eine mechanische Umsetzeinheit 5, beispielsweise ein Hebel,
angeordnet. Der Hebel 5 setzt die Formausdehnung der Formgedächtnislegierungseinheit 1,
welche in Abhängigkeit
der Temperaturänderung
entsteht, in eine Drehbewegung um. Diese Drehbewegung wird von einer
Getriebeeinheit 6 aufgenommen. Die Getriebeeinheit 6 ist
vorzugsweise als Planetengetriebe ausgestaltet. Über die Getriebeeinheit 6 wird
ein Antriebsrad 7 angetrieben. Dieses Antriebsrad 7 ist
in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung mittig zur Getriebeeinheit 6 angeordnet.
Das Antriebsrad 7 gibt die Drehbewegung des Hebels 5,
welche von der Getriebeeinheit 6 aufgenommen wird und übersetzt wird,
an in 1 nicht dargestellte Lüftungsklappen oder eine Lüftungsklappe
weiter. Es wird somit die Lüftungsklappe(n)
verstellt.
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Im
Weiteren ist eine Bremseinheit 8 vorhanden. Die Bremseeinheit 8 besteht
aus einer weiteren Formgedächtnislegierungseinheit 9 sowie
einer mechanischen Befestigung 10. Außerdem ist die weiteren Formgedächtnislegierungseinheit 9 über ein Kraftelement 11,
in vorteilhafter Ausgestaltung eine Feder, befestigt. Die weiteren
Formgedächtnislegierungseinheit 9 ist
wiederum mit einer Pulsweitenmodulationseinheit verbunden, welche
die weiteren Formgedächtnislegierungseinheit 9 über eine
Stromzuführung
erwärmt.
Hierzu wird die weitere Formgedächtnislegierungseinheit 9,
wie bereits bei der Formgedächtnislegierungseinheit 1 beschrieben, mittels
eines Stromes, der pulsweitenmoduliert ist, bestromt und somit erwärmt. Wird
nunmehr die wei tere Formgedächtnislegierungseinheit 9 über die
Zuführung
von pulsweitenmodulierten Strom erwärmt, oder durch die Abgabe
der Wärmeenergie
der weiteren Formgedächtnislegierungseinheit 9 an
die Umgebung abgekühlt,
so verändert
sich die Ausdehnung der weiteren Formgedächtnislegierungseinheit 9.
In Abhängigkeit
von der Ausdehnung der weiteren Formgedächtnislegierungseinheit 9 bewegt
sich der Bremsklotz 13 der Bremseinheit 8 auf
die Getriebeeinheit 6 und stoppt dieses oder gibt es frei.
Somit kann die Bremseinheit 8 mittels des pulsweitenmodulierten
Stromes, der die weitere Formgedächtnislegierungseinheit 9 erwärmt, die
Getriebeeinheit 6 gestoppt oder freigegeben werden.
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Bei
der Formgedächtnislegierungseinheit 1 wird
deren Ausdehnung in Abhängigkeit
der Erwärmung
in eine Drehbewegung umgesetzt. Wird nunmehr die Formgedächtnislegierungseinheit 1,
welche vorzugsweise als Formgedächtnislegierungsdraht ausgestaltet
ist, erwärmt,
oder kühlt
sich diese ab, so verändert
sich die Ausdehnung der Formgedächtnislegierungseinheit 1.
Ist diese als Draht ausgestaltet, so verlängert bzw. verkürzt sich
dieser. Die relative Ausdehnung ist stets in Relation zu einer vorgegebenen
Temperatur zu sehen. Die Formgedächtnislegierungseinheit 1 ist
zwischen zwei mechanischen Halterungen 3 und 4 über ein
Kraftelement 2, welches vorzugsweise als Feder ausgestaltet
ist, eingespannt. Durch die Ausdehnung bzw. Verkürzung der Formgedächtnislegierungseinheit 1 wird
der Hebel 5, welcher an der Formgedächtnislegierungseinheit 1 angeordnet
ist, bewegt. Diese Bewegung erfolgt in der Weise, dass die Formgedächtnislegierungseinheit 1 sich
ausdehnt und der Hebel 5 die Ausdehnungsbewegung in eine
Drehbewegung umsetzt. Diese Drehbewegung des Hebels 5 wird über die
Getriebeeinheit 6 geleitet, welches vorzugsweise als Planetengetriebe
ausgestaltet ist und die Getriebeeinheit 6 weist das Antriebsrad 7 auf,
welches mit den in 1 nicht dargestellten Lüftungsklappen
der Klimaanlage in einem Kraftfahrzeug verbunden ist und dort die
Lüftungsklappen
entsprechend, in Abhängigkeit
der Längenveränderung
bzw. Ausdehnungsveränderung
der Formgedächtnislegierungseinheit 1 vornimmt.
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Im
System ist nunmehr die Bremseinheit 8 angeordnet, welche
wiederum eine mechanische Befestigung 10, welche die Bremseinheit 8 im
System befestigt, und die weitere Formgedächtnislegierungseinheit 9,
welche wiederum vorzugsweise als Formgedächtnislegierungsdraht ausgestaltet
ist und über ein
Kraftelement 11, hier eine Feder bzw. ein Federelement,
mechanisch befestigt ist. In Abhängigkeit der
Temperaturänderung
und somit der Verlängerung/Verkürzung der
Länge der
Formgedächtnislegierungseinheit 9 bewegt
sich die Bremseinheit 8 an die Getriebeeinheit 6 und
stoppt dieses. Durch geschicktes Zusammenspiel zwischen der Formgedächtnislegierungseinheit 1 und
der Bremseinheit 8 kann somit die über das Antriebsrad 7 gekoppelte Lüftungsklappe
exakt positioniert werden.
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Die
Formgedächtnislegierungseinheit 1 wird durch
Bestromung über
eine Mikrocomputereinheit bzw. einen Mikrocontroller angesteuert.
Durch die Bestromung erfolgt eine Erwärmung oder bei Nicht-Bestromung
eine Abkühlung
und somit eine definierte Ausdehnung der Formgedächtnislegierungseinheit 1 oder
eine Verkürzung
selbiger. Hierzu wird die Formgedächtnislegierungseinheit 1 zunächst bei
definierter Temperatur eingelernt. In Abhängigkeit der Temperatur der
Formgedächtnislegierungseinheit 1 und
der Widerstandsänderung
selbiger kann damit die exakte Formänderung der Formgedächtnislegierungseinheit 1 ermittelt
und damit der Drehwinkel des Hebels 5 bestimmt werden.
In vorzugsweiser Ausführung
ist die Formgedächtnislegierungseinheit 1 derart
ausgebildet, dass diese sich bei Erwärmung verkürzt. Die Formgedächtnislegierungseinheit
in der Bremseinheit 8, verhält sich analog. Verkürzt sich
dort die Formgedächtnislegierungseinheit 9,
so bewegt sich die Bremse 8 auf die Getriebeeinheit 6 zu
und durch die erhöhte
Reibung wird dieses gestoppt.
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In 2 ist
beispielhaft die Anordnung für die
Regelung bzw. die Funktionsweise der elektrischen Komponente in
einem Kraftfahrzeug dargestellt. In 2 ist ein
Klimagerät 20 vorgesehen,
welches eine Bedieneinheit aufweist, welche in 2 nicht
dargestellt ist. Über
die Bedieneinheit ist ein Nutzer in der Lage die gewünschte Temperatur
im Kraftfahrzeug einzustellen. Das Klimagerät 20 weist einen AD-Wandler 21,
einen Mikrocontroller 22 sowie eine Endstufe 23 auf.
Schließlich
ist eine Pulsweitmodulationseinheit 24 vorgesehen. Eingangswerte
für die
Regelung liefert ein Temperatursensor 25. In vorzugshafter
Ausgestaltung ist mindestens ein Temperatursensor im Innenraum des
Fahrzeuges und jeweils ein Temperatursensor in den Ansaugkanälen der
Luftzufuhr, sprich den Ansaugkanälen
für die
Zufuhr von Außenluft,
von Innenluft (Fahrzeuginsassenbereich) und auch von der Luft, welche über den
Klimakompressor geführt
und gekühlt
ist, vorhanden. Der Mikrocontroller 22 errechnet anschließend die optimale
Stellung der Luftklappen, welche in den Lüftungsströmen angeordnet sind, um die
Zumi schung oder Vermischung der Luftströme zu optimieren und um die
Lüftungsklappen
entsprechend einzustellen. Der AD-Wandler 21 dient dazu,
um die Temperatursensorwerte des Temperatursensors 25 zu
digitalisieren. Die Endstufe 23 dient dazu, um die Pulsweitenmodulation
für den
Verstellmechanismus 24 zu erzeugen. Der Mikrocontroller
errechnet dann die optimale Pulsweitenmodulation, um die Formgedächtnislegierungseinheiten 1 bzw.
die weitere Formgedächtnislegierungseinheit 9 auf
die entsprechende Temperatur zu bringen, damit entsprechend den
gewünschten
Temperaturen die Lüftungsklappen
verstellt werden.
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Über den
Temperatursensor 25, welcher beispielsweise im Kraftfahrzeuginnenraum
angeordnet ist, wird diese Temperatur gemessen. Es ist nunmehr möglich einen
automatisierten Regelkreis in der Weise einzustellen, dass in Abhängigkeit
von der Temperatur, welche gemessen wird, die Mechanik der Getriebeeinheit 6 hin
und her bewegt wird, durch Verkürzung
der Bremsabstände
der Bremseinheit 8 kommt die Steuerelektronik an einen
Punkt, an dem die vorgestellte Temperatur der tatsächlichen
Temperatur entspricht. Auf diese Weise kann durch einen einfachen
Regelkreis, welcher lediglich durch den Einsatz der Formgedächtnislegierungseinheiten 1 und/oder 9,
die tatsächlich
gemessene Temperatur über
die Steuerung der Pulsweitenmodulation das System im eingeschwungenen
Zustand gehalten werden.
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Die
Bremseinheit 8 wirkt auf die Getriebeeinheit 6 beispielsweise ähnlich dem
Prinzip einer Trommel oder einer Scheibenbremse ein.