DE102010030034A1 - Actuator for use in e.g. automobile industry, has electrodes, and groups of nanotubes, which are in parallel connection between force transmission elements in mechanical manner, where groups are electrically subjected opposite to each other - Google Patents
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Abstract
Description
TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNGTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
Die Erfindung betrifft einen Aktuator mit zwei Kraftübertragungselementen, an denen sich elektrisch beaufschlagbare Nanotubes abstützen.The invention relates to an actuator with two power transmission elements, on which are supported electrically charged nanotubes.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Bei Nanotubes handelt es sich um Röhren mit einem Durchmesser von weniger als 100 Nanometern bis hin zu Durchmessern von wenigen Angstrom. Die Länge derartiger Nanotubes beträgt beispielsweise zwischen einigen Mikrometern bis hin zu mehreren Zentimetern. Bekannt sind Nanotubes aus Kohlenstoff, wobei auch Nanoröhren aus Bornitrid, Sulfiden (Molybdän- und Wolframdisulfid, Kupfersulfid), Metalloxide (z. B. V2O5) und Halogeniden (Nickel, Chlorid, Cadmiumchlorid, Cadmiumiodid) Einsatz finden können. Prinzipiell können allen tube-förmigen Materialien verwendet werden, die unter Anlegung elektrischer Größen wie z. B. Spannung oder Strom eine mechanische Auslenkung zeigen. Soweit nachfolgend der Begriff ”Bucky-Paper” verwendet wird, beinhaltet dieser nicht nur Schichten aus Carbon-Nanotubes, sondern auch Schichten aus beliebigen anderen Nanotubes. Die Nanotubes können einwandig (”Single Wall Nanotube” oder ”SWNT”) oder mehrwandig (”Multible Wall Nanotube” oder ”MWNT”) ausgebildet sein, wobei die Wand einen geschlossenen Ring oder eine spiralartige Struktur ausbilden kann und Enden der Röhren geschlossen oder geöffnet sein können mit leerem oder gefülltem Inneren.Nanotubes are tubes with a diameter of less than 100 nanometers up to diameters of a few Angstrom. The length of such nanotubes is for example between a few micrometers to several centimeters. Nanotubes made of carbon are known, whereby nanotubes of boron nitride, sulfides (molybdenum and tungsten disulfide, copper sulfide), metal oxides (eg V 2 O 5 ) and halides (nickel, chloride, cadmium chloride, cadmium iodide) can be used. In principle, all tube-shaped materials can be used, the application of electrical variables such. B. voltage or current show a mechanical deflection. As far as the term "bucky paper" is used below, this includes not only layers of carbon nanotubes, but also layers of any other nanotubes. The nanotubes may be single-walled nanotube or SWNT or multi-walled nanotube or MWNT, wherein the wall may form a closed ring or a spiral-like structure, and ends of the tubes may be closed or opened can be with empty or filled inside.
Aus dem Stand der TechnikFrom the state of the art
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Gao, M.; Dai, L.; Baughman, R. H.; Spinks, G. M.; Wallace, G. G.: Electrochemical properties of aligned nanotube arrays: basis of new electromechanical actuators; Proc. of SPIE, Vol. 3987, Electroactive Polymer Actuators and Devices (EAPAD), ed. Y. Bar-Cohen (März 2000)
ist eine Herstellung eines Stellelementes für einen Aktuator bekannt, bei welchem einzelne Nanotubes mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 30–80 nm und mit einer Länge von 10 μm senkrecht zu einem Quarz-Substrat ausgerichtet werden. Derartige ”Blätter” werden vorbereitet durch eine Pyrolyse von Eisen (II) Phthalocyanin, FeC32N8H6 (FePc) unter Ar/H2 bei 800 bis 1100°C entsprechend einem Verfahren, welches aus der Literaturstelle
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Gao, M .; Dai, L .; Baughman, RH; Spinks, GM; Wallace, GG: Electrochemical properties of aligned nanotube arrays: basis of new electromechanical actuators; Proc. of SPIE, Vol. 3987, Electroactive Polymer Actuators and Devices (EAPAD), ed. Y. Bar-Cohen (March 2000)
For example, it is known to manufacture an actuating element for an actuator in which individual nanotubes having an average diameter of 30-80 nm and a length of 10 μm are aligned perpendicular to a quartz substrate. Such "sheets" are prepared by pyrolysis of ferrous phthalocyanine, FeC 32 N 8 H 6 (FePc) under Ar / H 2 at 800 to 1100 ° C according to a method which is known from the literature
Andererseits ist ausOn the other hand is off
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H. P. Monner, S. Mühle, P. Wierach, J. Riemenschneider: Carbon Nanotubes – ein multifunktionaler Leichtbauwerkstoff für die Adaptronik, Adaptronic Congress 2003, 01.–03. April 2003 -
J. Riemenschneider, T. Mahrholz, J. Mosch, H. P. Monner, J. Melcher: Carbon Nanotubes – Smart Material of the Future: Experimental Investigation of the System Response; II Eccomas Thematic Conference an Smart Structures and Materials C. A.; Mota Soares et al. (Eds.), Lissabon, Portugal, 18.–21. 07. 2005
der Einsatz von so genannten ”Bucky-Papers” bekannt, bei denen es sich um Carbon-Nanotubes handeln, die aus statistisch verteilten Carbon-Nanotube-Bündeln bestehen und die in der Art eines Vlies durch Vakuumfiltration hergestellt sind. Bei derartigen Bucky-Papers besteht nur eine schwache Haftung zwischen den einzelnen Nanotubes, so dass diese spröde Materialeigenschaften aufweisen. Zur elektrischen Aktivierung eines Bucky-Papers müssen Ionen an den einzelnen Nanotubes angelagert werden. Hierzu werden diese mit einem Elektrolyt umgeben, beispielsweise einer einmolaren NaCl-Lösung. Wandern Ionen durch den Elektrolyten zu dem Bucky-Paper und orientieren sich um Nanotubes oder ordnen sich um die Nanotubes herum ab, dehnen sich die Nanotubes durch eine elektrochemische Wechselwirkung mit den Ionen aus. Zum Aufbau eines Aktuators wird ein doppelseitiges Klebeband beidseitig mit Bucky-Paper versehen. Die beiden Bucky-Paper werden entgegengesetzt zueinander mit einem Pluspol und einem Minuspol einer Spannungsquelle verbunden. Dies führt bei Einsatz in einem Elektrolyt dazu, dass sich die Bucky-Paper unterschiedlich stark verlängern, wobei sich die mit dem Klebeband gebildete Struktur krümmt.
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HP Monner, S. Mühle, P. Wierach, J. Riemenschneider: Carbon Nanotubes - a Multifunctional Lightweight Material for Adaptronics, Adaptronic Congress 2003, 01.-03. April 2003 -
J. Riemenschneider, T. Mahrholz, J. Mosch, HP Monner, J. Melcher: Carbon Nanotubes - Smart Materials of the Future: Experimental Investigation of the System Response; II Eccoma's Thematic Conference on Smart Structures and Materials CA; Mota Soares et al. (Eds.), Lisbon, Portugal, 18.-21. 07. 2005
the use of so-called "Bucky-Papers" known, which are carbon nanotubes, which consist of randomly distributed carbon nanotube bundles and which are produced in the manner of a nonwoven by vacuum filtration. In such Bucky papers, there is only a weak adhesion between the individual nanotubes, so that they have brittle material properties. For electrical activation of a Bucky paper, ions must be attached to the individual nanotubes. For this purpose, they are surrounded by an electrolyte, for example a one-molar NaCl solution. When ions migrate through the electrolyte to the bucky paper and orient themselves around nanotubes or align around the nanotubes, the nanotubes expand through an electrochemical interaction with the ions. For setting up an actuator, a double-sided adhesive tape is provided on both sides with Bucky paper. The two Bucky papers are connected opposite to each other with a positive pole and a negative pole of a voltage source. When used in an electrolyte, this causes the bucky-papers to extend to different extents, whereby the structure formed by the adhesive tape curves.
Gemäß dem aus [3] bekannten Aufbau eines Aktuators findet ein Bucky-Paper Einsatz, welches in einem Elektrolyt als Elektrode eingesetzt ist und in Längsrichtung vorgespannt ist. Weiterhin sind in dem Elektrolyt eine Gegenelektrode und eine Referenzelektrode eingesetzt. Mit einer elektrischen Beaufschlagung der mit dem Bucky-Paper gebildeten Elektrode verändert sich die Längserstreckung des Aktuators, die gemäß [3] mit einem Laser erfasst werden kann. Weiterhin sind in [3] in einem Ausblick Möglichkeiten einer Verbesserung der makroskopischen Struktur der Carbon-Nanotubes angesprochen. Verbesserte strukturelle Eigenschaften sollen hierbei durch Herstellung von Carbon-Nanotube-Fasern erzielt werden oder durch verstärkte Nanotube-Bündel mit Brücken zwischen den einzelnen Nanotubes, vgl. auch die diesbezüglich in [3]. angesprochenen Literaturstellen. Weiterhin ist in dem Ausblick der Einsatz eines in einer festen Phase vorliegenden Elektrolyten für einen auf Carbon-Nanotubes basierenden Aktuator angesprochen.According to the structure of an actuator known from [3], a bucky paper is used, which is used in an electrolyte as an electrode and is prestressed in the longitudinal direction. Farther Are used in the electrolyte, a counter electrode and a reference electrode. By applying an electrical charge to the electrode formed with the bucky-paper, the longitudinal extension of the actuator changes, which can be detected with a laser according to [3]. Furthermore, in [3] opportunities for improving the macroscopic structure of the carbon nanotube are addressed. Improved structural properties should be achieved by producing carbon nanotube fibers or by reinforced nanotube bundles with bridges between the individual nanotubes, cf. also in this respect in [3]. addressed references. Furthermore, in the outlook, the use of a solid-phase electrolyte for a carbon nanotube-based actuator is addressed.
Aus
Aus
Aus
Aus
Weiterer Stand der Technik hinsichtlich des konstruktiven Aufbaus von Aktuatoren mit Nanotubes, deren Verbindung miteinander und der elektrischen Kontaktierung ist
AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen auf Nanotubes basierenden Aktuator mit einem insbesondere hinsichtlich
- – des Gewichts,
- – der elektrischen Kontaktierung und/oder
- – der erzielbaren Kräfte und Verschiebungen
- - the weight,
- - the electrical contact and / or
- - the achievable forces and shifts
LÖSUNGSOLUTION
Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen dieser Lösung ergeben sich entsprechend den Merkmalen der abhängigen Patentansprüche 2 bis 8.The object of the invention is achieved with the features of independent claim 1. Further embodiments of this solution will become apparent according to the features of the
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDESCRIPTION OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass bei bekannten, insbesondere auf Kohlenstoff-Nanotubes (”Carbon-Nanotubes”, im Folgenden ”CNT”) basierende Aktuatorkonzepten zwei Elektroden einsetzen, zwischen denen Ionen wandern können. Bei den bekannten Aktuatorkonzepten besteht eine der Elektroden aus CNTs. Die durch die wandernden Ionen verursachte Dehnung der CNTs erzeugt dann die Längenveränderung und Kraftentfaltung des Aktuators. Die andere, nicht zwingend mit den CNTs gebildete Elektrode ist zwar mit ihrer Masse im Aktuator präsent. Diese Elektrode trägt aber weder zur Steifigkeit noch zur Aktuation des Aktuators bei, vgl.
Erfindungsgemäß sind hingegen nicht sämtliche zwischen zwei Kraftübertragungselemente zwischengeschaltete Nanotubes gleichsinng elektrisch beaufschlagt, also derselben Elektrode zugeordnet. Vielmehr bildet eine Teilmenge der Nanotubes eine erste Gruppe sowie eine andere Teilmenge der Nanotubes eine zweite Gruppe. Die Nanotubes der beiden Gruppen sind entgegengesetzt zueinander beaufschlagt, also unterschiedlichen Elektroden zugeordnet und mit unterschiedlichen Polaritäten beaufschlagt.In contrast, according to the invention, not all interposed nanotubes between two force transmission elements are electrically applied in the same sense, ie assigned to the same electrode. Rather, a subset of the nanotubes forms a first group and another subset of the nanotubes forms a second group. The nanotubes of the two groups are opposed to each other, so different electrodes assigned and acted upon with different polarities.
Weiterhin sind erfindungsgemäß die Nanotubes der beiden Gruppen nicht in einzelnen Aktuatorpaketen in mechanischer Reihenschaltung hintereinandergeschaltet. Vielmehr sind die Nanotubes der Gruppen in mechanischer Parallelschaltung zwischen die Kraftübertragungselemente zwischengeschaltet. Diese erfindungsgemäße Ausgestaltung hat die folgenden beispielhaften, nicht zwingenden und die Erfindung nicht beschränkenden Vorteile:
- – Während gemäß dem Stand der Technik eine Elektrode nur elektrisch genutzt wird und zur Masse beiträgt, ohne die Steifigkeit des Aktuators und die Aktuation des Aktuators zu beeinflussen, sind erfindungsgemäß die mit den Nanotubes der beiden Gruppen gebildeten Elektroden multifunktional, indem diese einerseits elektrisch als Elektroden genutzt werden, aber gleichzeitig auch zur Steifigkeit des Aktuators beitragen und die Aktuation des Aktuators beeinflussen. Durch die multifunktionale Nutzung der Elektroden kann der Bauaufwand verringert und die Masse des Aktuators verringert werden, die Aktuation des Aktuators verbessert werden sowie die Steifigkeit des Aktuators erhöht werden.
- – In
DE 102 44 312 A1 DE 102 44 312 A1 - – Für aus dem Stand der Technik bekannte Stapelaktuatoren sind die Elektroden räumlich isolierend voneinander zu trennen. Der Einsatz des erforderlichen Isolators hat zur Folge, dass sich ein vergrößerter Abstand zwischen den Elektroden ergibt. Dieser erhöhte Abstand zwischen den Elektroden erhöht aber den Elektrolytwiderstand. Die Zeitkonstante des elektrischen Systems ist proportional zu dem Elektrolytwiderstand, was zur Folge hat, dass für derartige Stapelaktuatoren der Aktuator langsamer auf die elektrische Beaufschlagung anspricht. Erfindungsgemäß kann der Einsatz eines zusätzlichen Isolators entbehrlich sein, wodurch der Bauaufwand verringert wird, eine kompakte Gestaltung ermöglicht ist, das Gewicht verringert werden kann und ein schneller Aktuator mit einer kleinen Zeitkonstante des elektrischen Systems bereitgestellt werden kann.
- - While according to the prior art, an electrode is only used electrically and contributes to the mass, without affecting the rigidity of the actuator and the actuation of the actuator, the electrodes formed with the nanotubes of the two groups are multifunctional according to the invention, on the one hand electrically as electrodes but at the same time also contribute to the stiffness of the actuator and influence the actuation of the actuator. By the multifunctional use of the electrodes, the construction cost can be reduced and the mass of the actuator can be reduced, the actuation of the actuator can be improved and the rigidity of the actuator can be increased.
- - In
DE 102 44 312 A1 DE 102 44 312 A1 - - For known from the prior art Stapelaktuatoren the electrodes are spatially insulating separate from each other. The use of the required insulator results in an increased distance between the electrodes. However, this increased distance between the electrodes increases the electrolyte resistance. The time constant of the electrical system is proportional to the electrolyte resistance, with the result that for such stack actuators, the actuator responds more slowly to the electrical impingement. According to the invention, the use of an additional insulator can be dispensed with, whereby the construction cost is reduced, a compact design is made possible, the weight can be reduced and a fast actuator with a small time constant of the electrical system can be provided.
Durchaus möglich ist, dass in dem Aktuator lediglich zwei Kraftübertragungselemente mit Nanotubes der beiden Gruppen in mechanischer Parallelschaltung, aber unterschiedlicher elektrischer Beaufschlagung Einsatz finden. Soll eine vergrößerte Aktuation des Aktuators, also sollen vergrößerte Stellwege oder vergrößerte Stellkräfte herbeigeführt werden, kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung in einem Aktuator eine mechanische Reihenschaltung hintereinandergeschalteter Paare von Kraftübertragungselementen mit jeweils dazwischen angeordneten Nanotubes der ersten und zweiten Gruppe erfolgen. Hierbei ist es auch möglich, dass aneinander angrenzende Kraftübertragungselemente benachbarter Paare als ein gemeinsames integrales Kraftübertragungselement ausgebildet sind.It is entirely possible that in the actuator only two power transmission elements with nanotubes of the two groups in mechanical parallel connection, but different electrical impingement find use. If an enlarged Aktuation of the actuator, so enlarged adjustment paths or increased actuating forces are brought about, can be carried out according to a further embodiment of the invention in an actuator, a mechanical series connection of series-connected pairs of power transmission elements with interposed nanotubes of the first and second group. In this case, it is also possible for adjoining force transmission elements of adjacent pairs to be formed as a common integral force transmission element.
Je nach
- – der gewünschten Bauform,
- – dem gewünschten Aktuatorkonzept,
- – der gewünschten Geometrie,
- – den herbeiführbaren Wirkrichtungen, also beispielsweise einer Verschiebung oder Verschwenkung des Aktuators mit seiner elektrischen Beaufschlagung,
- - the desired design,
- The desired actuator concept,
- The desired geometry,
- The action that can be brought about, that is, for example, a displacement or pivoting of the actuator with its electrical impingement,
Grundsätzlich kann die Verteilung der Nanotubes der beiden Gruppen beliebig sein. Denkbar ist hier eine zufällige Anordnung der Nanotubes der einzelnen Gruppen oder eine regelmäßige Anordnung. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind allerdings Nanotubes der beiden Gruppen jeweils derart angeordnet, dass Nanotubes jeder Gruppe benachbart zueinander angeordnet sind in einer Art Bündel, ohne dass zwischen diesen Nanotubes eines Bündels Nanotubes der anderen Gruppe angeordnet sind. Dies kann vorteilhaft für die Herstellung der Gruppen der Nanotubes durch Bündelung derselben und Bündelung der Anbindung der Nanotubes dieser Gruppe an die elektrische Kontaktierung und die Arbeitsplatten sein.In principle, the distribution of the nanotubes of the two groups can be arbitrary. Conceivable here is a random arrangement of the nanotubes of the individual groups or a regular arrangement. In a further embodiment of the invention, however, nanotubes of the two groups are each arranged such that nanotubes of each group are arranged adjacent to one another in one Type bundles without being arranged between these nanotubes of a bundle of nanotubes of the other group. This can be advantageous for the preparation of the groups of nanotubes by bundling them and bundling the connection of the nanotubes of this group to the electrical contacting and the worktops.
Alternativ oder zusätzlich möglich ist, dass die Nanotubes – gesehen in einem Querschnitt zur Längsachse der Nanotubes – in einer Art Fläche oder Feld angeordnet sind. Die Bündel, Flächen oder Felder der Nanotubes der beiden Gruppen sind dann quer zur Wirkrichtung nebeneinander angeordnet, wobei durch Abstand der Bündel, Flächen oder Felder die Länge der elektrischen Wege zwischen den durch die Nanotubes der beiden Gruppen gebildeten Elektroden vorgegeben wird und somit letztendlich die Zeitkonstante des Aktuators beeinflusst werden kann.Alternatively or additionally, it is possible for the nanotubes-seen in a cross section to the longitudinal axis of the nanotubes-to be arranged in a kind of area or field. The bundles, areas or fields of the nanotubes of the two groups are then arranged side by side transversely to the effective direction, wherein the length of the electrical paths between the electrodes formed by the nanotubes of the two groups is predetermined by the distance of the bundles, areas or fields and thus ultimately the time constant of the actuator can be influenced.
Einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung liegt der Erkenntnis zugrunde, dass es insbesondere für einen schnell ansprechenden Aktuator von Vorteil wäre, wenn im Idealfall immer ein Nanotube einer Gruppe eng benachbart einem Nanotube der anderen Gruppe angeordnet wäre, wodurch die elektrischen Wege durch das Elektrolyt minimiert werden könnten. Die Erfindung schlägt vor, dass die Felder der beiden Gruppen jeweils streifenförmig ausgebildet sind. Im Extremfall hätte der Streifen die Breite des Querschnitts der Nanotubes, so dass die Nanotubes eines Streifens eine Reihe bilden. Durchaus möglich ist, dass in der Praxis die Streifen verbreitert ausgebildet sind mit mehreren nebeneinander angeordneten Nanotubes derselben Gruppe. Hierbei können die Nanotubes in einem Streifen in geordneten Reihen angeordnet sein können oder im Streifen zufällig verteilt sein. Die Streifen der Nanotubes der beiden Gruppen sind dann nebeneinanderliegend angeordnet, wobei der Abstand der Streifen voneinander die Länge des Übertrittswegs zwischen den einzelnen Elektroden durch das Elektrolyt vorgibt. Die Länge der Streifen korreliert dann mit der Zahl der Nanotubes, für die dann ein minimierter Abstand zu einem benachbarten Nanotubes eines Streifens der anderen Gruppe der Nanotubes gegeben ist. Die Streifen können hier konstante oder veränderliche Breite besitzen und beliebige Länge. Während durchaus möglich ist, dass die Streifen eine beliebige gekrümmte, kurvenförmige oder kreissegmentförmige Längsachse besitzen, ist für eine Ausgestaltung der Erfindung die Längsachse der Streifen zumindest teilweise geradlinig ausgebildet.A further embodiment of the invention is based on the finding that it would be particularly advantageous for a rapidly responding actuator if ideally one nanotube of one group would always be arranged closely adjacent to a nanotube of the other group, whereby the electrical paths through the electrolyte could be minimized , The invention proposes that the fields of the two groups are each formed strip-shaped. In extreme cases, the strip would have the width of the cross section of the nanotube so that the nanotubes of a strip form a row. It is entirely possible that in practice the strips are widened formed with several juxtaposed nanotubes of the same group. Here, the nanotubes can be arranged in a strip in ordered rows or distributed randomly in the strip. The strips of the nanotubes of the two groups are then arranged next to each other, wherein the distance of the strips from one another determines the length of the passageway between the individual electrodes through the electrolyte. The length of the stripes then correlates with the number of nanotubes, for which there is then a minimized distance to an adjacent nanotube of one stripe of the other group of nanotubes. The strips can have constant or variable width and any length. While it is quite possible that the strips have any curved, curved or circular segment-shaped longitudinal axis, the longitudinal axis of the strips is at least partially rectilinear for an embodiment of the invention.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Felder oder Streifen ineinander geschachtelt sind. Als ein einfaches Beispiel können die Felder oder Streifen eine Art konzentrische Kreise bzw. Ringe bilden. Durchaus möglich ist, dass die Felder oder Streifen allerdings auch beliebige anderweitige geschachtelte Konturen besitzen, beispielsweise rechteckförmig ineinandergeschachtelt sind o. ä.In a further embodiment of the invention, it is proposed that the fields or strips are nested one inside the other. As a simple example, the fields or stripes may form a kind of concentric circles or rings. Quite possible, however, that the fields or strips also have any other nested contours, for example, are rectangularly nested o. Ä.
Auch möglich ist, dass die Felder oder Streifen jeweils mit einer Art Finger ausgebildet sind. Hierbei können die Längsachsen der Finger geradlinig oder kurvenförmig sein und/oder die Breite der Felder oder Streifen kann konstant sein oder variieren. Gemäß dieser Ausgestaltung sind die Finger einer Gruppe in Zwischenräumen angeordnet, die sich zwischen Fingern der anderen Gruppe ergeben, wodurch sich ein kompakter Aufbau ergeben kann mit einer kleinen Zeitkonstante für ein schnelles Ansprechen des Aktuators.It is also possible that the fields or strips are each formed with a kind of finger. Here, the longitudinal axes of the fingers may be straight or curved and / or the width of the fields or strips may be constant or vary. According to this embodiment, the fingers of one group are arranged in spaces which result between fingers of the other group, whereby a compact construction can result with a small time constant for a fast response of the actuator.
Die Kontaktierung der Nanotubes mit den zugeordneten Kontaktelementen zur elektrischen Beaufschlagung derselben kann beliebig gemäß dem Stand der Technik erfolgen. Für eine erfindungsgemäße Ausführungsform sind die Nanotubes einer oder beider Gruppen einseitig und/oder endseitig kontaktiert. Für eine endseitige Kontaktierung kann sich das Kontaktelement unmittelbar an dem Kraftübertragungselement abstützen. Besonders vorteilhaft ist hierbei eine Ausgestaltungsform, bei welcher das Kraftübertragungselement als Baueinheit oder integral mit dem Kontaktelement ausgebildet ist.The contacting of the nanotube with the associated contact elements for the electrical application of the same can be done arbitrarily according to the prior art. For an embodiment according to the invention, the nanotubes of one or both groups are contacted on one side and / or on the end. For an end-side contacting, the contact element can be supported directly on the force transmission element. Particularly advantageous here is an embodiment in which the force transmission element is designed as a structural unit or integrally with the contact element.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibungseinleitung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung – zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.Advantageous developments of the invention will become apparent from the claims, the description and the drawings. The advantages of features and of combinations of several features mentioned in the introduction to the description are merely exemplary and can come into effect alternatively or cumulatively, without the advantages having to be achieved by embodiments according to the invention. Further features are the drawings - in particular the illustrated geometries and the relative dimensions of several components to each other and their relative arrangement and operative connection - refer. The combination of features of different embodiments of the invention or of features of different claims is also possible deviating from the chosen relationships of the claims and is hereby stimulated. This also applies to those features which are shown in separate drawings or are mentioned in their description. These features can also be combined with features of different claims. Likewise, in the claims listed features for further embodiments of the invention can be omitted.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.In the following the invention will be further explained and described with reference to preferred embodiments shown in the figures.
FIGURENBESCHREIBUNGDESCRIPTION OF THE FIGURES
Zwischen den Kraftübertragungselementen
In einem Endbereich sind die Nanotubes
Grundsätzlich sind beliebige Verbindungsmöglichkeiten zwischen den Nanotubes
In dem in
In Draufsicht in Richtung der Wirkrichtung
Gemäß
Für das Ausführungsbeispiel gemäß
In den Ausführungsbeispielen gemäß
Gemäß
Der erfindungsgemäße Aktuator kann Einsatz finden beispielsweise
- – in der Automobilindustrie,
- – in der Elektro- und Halbleiterindustrie,
- – im Maschinenbau,
- – in der Chemieindustrie,
- – in der Energietechnik,
- – in der Medizintechnik,
- – in der Luftfahrt,
- – in der Raumfahrt,
- – in der Verkehrstechnik,
- – in der Mechatronik oder Adaptronik,
- - in the automotive industry,
- - in the electrical and semiconductor industry,
- - in mechanical engineering,
- - in the chemical industry,
- - in energy technology,
- - in medical technology,
- - in aviation,
- - in space travel,
- - in traffic engineering,
- - in mechatronics or adaptronics,
Die Ausrichtung der Nanotubes
Für die Kontaktelemente
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Aktuatoractuator
- 22
- Kraftforce
- 33
- Wirkrichtungeffective direction
- 44
- KraftübertragungselementPower transmission element
- 55
- KraftübertragungselementPower transmission element
- 66
- Platteplate
- 77
- Platteplate
- 88th
- Gruppegroup
- 99
- Gruppegroup
- 1010
- Nanotubenanotube
- 1111
- Nanotubenanotube
- 1212
- Kontaktelementcontact element
- 1313
- Kontaktelementcontact element
- 1414
- Elektrodeelectrode
- 1515
- Elektrodeelectrode
- 1616
- Teil-AktuatorPart of actuator
- 1717
- Teil-AktuatorPart of actuator
- 1818
- Feldfield
- 1919
- Feldfield
- 2020
- Bündelbunch
- 2121
- Bündelbunch
- 2222
- Streifenstrip
- 2323
- Streifenstrip
- 2424
- Leiterladder
- 2525
- Leiterladder
- 2626
- Fingerfinger
- 2727
- Fingerfinger
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 10244312 A1 [0006, 0006, 0013, 0015, 0015, 0030, 0041] DE 10244312 A1 [0006, 0006, 0013, 0015, 0015, 0030, 0041]
- WO 2000/050771 [0007] WO 2000/050771 [0007]
- DE 102004025603 A1 [0008] DE 102004025603 A1 [0008]
- WO 03/061107 A2 [0009] WO 03/061107 A2 [0009]
- DE 102005034323 A1 [0010] DE 102005034323 A1 [0010]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
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