DE102015206035A1 - Actuator device, hydraulic device, hydraulic system - Google Patents

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Jens Juul Yde
Thomas Friedrich
Hans Erik Kiil
Michael Jorgen Hamann
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Aktorvorrichtung (1), insbesondere für eine hydraulische Anwendung, mit einem verlagerbaren Kolben (5), dem zu seiner Verlagerung in eine Betätigungsrichtung (8) ein elektroaktiver Polymeraktuator (9) zugeordnet ist, und mit einer Magneteinrichtung (15) zur Unterstützung des Polymeraktuators (9). Es ist vorgesehen, dass der Kolben (5) in der Betätigungsrichtung verschiebbar an dem Polymeraktuator (9) gelagert ist, und dass die Magneteinrichtung (15) dem Kolben (5) derart zugeordnet ist, dass dieser in zumindest einem Betätigungszustand des Polymeraktuators (9) unabhängig von dem Polymeraktuator (9) durch Magnetkraft verlagert wird.The invention relates to an actuator device (1), in particular for a hydraulic application, with a displaceable piston (5), to which an electroactive polymer actuator (9) is assigned for its displacement in an actuating direction (8), and to a magnetic device (15) Support of polymer actuator (9). It is provided that the piston (5) is slidably mounted on the polymer actuator (9) in the actuation direction, and that the magnet device (15) is assigned to the piston (5) such that it is in at least one actuation state of the polymer actuator (9). regardless of the polymer actuator (9) is displaced by magnetic force.

Description

Die Erfindung betrifft eine Aktorvorrichtung, insbesondere für eine hydraulische Anwendung, mit einem insbesondere in einer Hydraulikkammer verlagerbaren Kolben, dem zu seiner Verlagerung in eine Betätigungsrichtung ein elektroaktiver Polymeraktuator zugeordnet ist, und mit einer Magneteinrichtung zur Unterstützung des Polymeraktuators.The invention relates to an actuator device, in particular for a hydraulic application, with a displaceable in particular in a hydraulic chamber piston, which is assigned to its displacement in an actuating direction an electroactive polymer actuator, and with a magnetic device for supporting the Polymeraktuators.

Ferner betrifft die Erfindung eine Hydraulikeinrichtung mit einer derartigen Vorrichtung sowie ein Hydrauliksystem mit einer entsprechenden Hydraulikeinrichtung.Furthermore, the invention relates to a hydraulic device with such a device and a hydraulic system with a corresponding hydraulic device.

Stand der TechnikState of the art

Elektroaktive Polymeraktuatoren (EAP-Aktuatoren) sind bereits für viele hydraulische Anwendungen, wie Pumpen, Ventile oder dergleichen im Einsatz. Aus der DE 10 2005 051 444 A1 ist es beispielsweise bereits bekannt, eine Bremskraftverstärkung mittels eines elektroaktiven Polymeraktuators zu bewirken. Aus der US 8,072,121 B2 ist darüber hinaus bereits ein Wandler mit elektroaktivem Polymeraktuator bekannt, dem außerdem eine Magneteinrichtung zugeordnet ist, die aus zwei sich magnetisch anziehenden Elementen besteht, wobei eines ortsfest und das andere mit dem Polymeraktuator verbunden ist, um ab einer Mindestauslenkung beziehungsweise Betätigung des Polymeraktuators diesen zu unterstützen. Sobald der Polymeraktuator mit seinem Magnetelement in das Magnetfeld des ortsfest angeordneten Magnetelements gerät, wird eine zusätzliche Kraft, nämlich eine Magnetkraft auf den Polymeraktuator ausgeübt, durch welche der Polymeraktuator bei seiner Betätigung unterstützt wird, sodass dieser bis zum Ende seines Betätigungsweges eine hohe Betätigungskraft bereitstellt.Electroactive polymer actuators (EAP actuators) are already in use for many hydraulic applications such as pumps, valves or the like. From the DE 10 2005 051 444 A1 For example, it is already known to effect a brake force boost by means of an electroactive polymer actuator. From the US 8,072,121 B2 In addition, a transducer with electroactive polymer actuator is already known, which is also associated with a magnetic device consisting of two magnetically attracting elements, one stationary and the other is connected to the polymer actuator to support from a Mindestauslenkung or actuation of the polymer actuator this , As soon as the polymer actuator with its magnetic element gets into the magnetic field of the stationarily arranged magnetic element, an additional force, namely a magnetic force is exerted on the polymer actuator, by which the polymer actuator is supported during its actuation, so that it provides a high actuating force until the end of its actuation path.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Durch die erfindungsgemäße Aktorvorrichtung wird der Vorteil erreicht, dass ein durch den Polymeraktuator üblicherweise bereitgestellter Betätigungsweg, also die Strecke, die der Kolben durch den Polymeraktuator verlagert werden kann, auf einfache Art und Weise erweitert beziehungsweise vergrößert wird. Dadurch erhält die Aktorvorrichtung eine höhere Flexibilität und die Betätigungskraft, die bei Polymeraktuatoren in der Regel mit dem Betätigungsweg abnimmt, wird durch erfindungsgemäße Aktorvorrichtung bis zum Ende aufrecht erhalten beziehungsweise mit zunehmendem Weg sogar erhöht. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass der Kolben in der Betätigungsrichtung verschiebbar an dem Polymeraktuator gelagert ist, und dass die Magneteinrichtung dem Kolben derart zugeordnet ist, dass dieser in zumindest einem Betätigungszustand des Polymeraktuators unabhängig von dem Polymeraktuator verlagerbar ist. Dadurch wird erreicht, dass der Kolben magnetisch unabhängig von der Betätigung des Polymeraktuators in zumindest einem Betriebszustand des Polymeraktuators verlagerbar ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Magneteinrichtung insbesondere dann wirkt, wenn der Polymeraktuator betätigt wurde und seine maximale Auslenkung erreicht hat, in welcher der Kolben maximal durch den Polymeraktuator verlagert ist. Zumindest in dieser Stelle wirkt die Magneteinrichtung derart, dass sie den Kolben unabhängig von dem Polymeraktuator weiter verlagert, dadurch wird der Bewegungsweg des Kolbens insgesamt vergrößert. Bei dem Kolben kann es sich um einen hydraulischen Kolben, der in einer Hydraulikkammer verlagerbar ist, oder auch um einen mechanischen Kolben handeln, der beispielsweise mechanisch direkt ein Ventil, eine Klappe oder ein anderes Element betätigt.By virtue of the actuator device according to the invention, the advantage is achieved that an actuation path usually provided by the polymer actuator, ie the distance that the piston can be displaced through the polymer actuator, is widened or enlarged in a simple manner. As a result, the actuator device receives a higher flexibility and the actuation force, which generally decreases with polymer actuators with the actuation path, is maintained until the end by actuator device according to the invention or even increased with increasing distance. This is inventively achieved in that the piston is slidably mounted in the actuating direction on the polymer actuator, and that the magnetic device is associated with the piston such that it is displaceable in at least one actuation state of the polymer actuator independently of the polymer actuator. This ensures that the piston is magnetically displaceable independently of the actuation of the polymer actuator in at least one operating state of the polymer actuator. In particular, it is provided that the magnetic device acts in particular when the polymer actuator has been actuated and has reached its maximum deflection, in which the piston is displaced maximally by the polymer actuator. At least in this location, the magnetic device acts to further displace the piston independently of the polymer actuator, thereby increasing the overall travel of the piston. The piston may be a hydraulic piston displaceable in a hydraulic chamber or a mechanical piston which, for example, mechanically directly actuates a valve, a flap or another element.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Magneteinrichtung derart ausgebildet und/oder angeordnet ist, dass sie den Kolben dann, und zwar nur dann anzieht, wenn der Polymeraktuator betätigt ist beziehungsweise wurde. Hierdurch wird gewährleistet, dass eine Betätigung der Aktorvorrichtung nur dann erfolgt, wenn der elektroaktive Polymeraktuator angesteuert wird. Wie zuvor bereits erwähnt, ist der Kolben an dem Polymeraktuator beweglich gelagert, und die Magneteinrichtung ist derart angeordnet oder ausgebildet, dass sie auf den Kolben erst dann eine Kraft ausüben kann, wenn der Polymeraktuator betätigt wurde und der Kolben in den Wirkbereich der Magneteinrichtung verlagert wurde.According to an advantageous embodiment of the invention it is provided that the magnetic device is designed and / or arranged such that it then attracts the piston, and only if the polymer actuator is actuated or has been. This ensures that an actuation of the actuator device only takes place when the electroactive polymer actuator is actuated. As previously mentioned, the piston is movably mounted on the polymer actuator, and the magnet means is arranged or adapted to exert a force on the piston only when the polymer actuator has been actuated and the piston has been displaced into the effective range of the magnet device ,

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Magneteinrichtung wenigstens einen gehäuseseitig fest beziehungsweise ortsfest angeordneten Permanentmagneten aufweist, der mit einem an dem Kolben angeordneten magnetischen Element oder mit dem dann magnetisch ausgebildeten Kolben zusammen wirkt, wenn der Polymeraktuator betätigt wurde. Durch das Vorsehen eines oder wenigstens eines Permanentmagneten ist eine besonders energiesparende Betätigung der Aktorvorrichtung gewährleistet, die darüber hinaus keine zusätzliche elektrische Ansteuerung, abgesehen von der Ansteuerung des Polymeraktuators, benötigt. Hierdurch kann eine besonders kompakte und kostensparende Ausbildung der Aktorvorrichtung bereitgestellt werden.According to a preferred development of the invention, it is provided that the magnet device has at least one permanent magnet fixedly arranged on the housing side, which cooperates with a magnetic element arranged on the piston or with the then magnetically formed piston when the polymer actuator has been actuated. By providing one or at least one permanent magnet, a particularly energy-saving actuation of the actuator device is ensured, which furthermore requires no additional electrical control, apart from the activation of the polymer actuator. In this way, a particularly compact and cost-saving design of the actuator device can be provided.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der Permanentmagnet dem Kolben gegenüberliegend, insbesondere in oder an der Hydraulikkammer, angeordnet ist. Der Permanentmagnet kann dabei beispielsweise vor oder hinter einer Gehäusewand, insbesondere innerhalb oder außerhalb der Hydraulikkammer angeordnet sein, sofern gewährleistet ist, dass ein magnetisches Feld mit dem Kolben beziehungsweise mit einem an dem Kolben angeordneten Magnetelement zusammenwirken kann, wenn der Kolben durch den Polymeraktuator entsprechend weit beispielsweise in die Hydraulikkammer hineingeschoben wurde. Der Permanentmagnet ist dabei derart ausgebildet beziehungsweise ausgerichtet, dass ein Magnetfeld auf den Kolben anziehend wirkt, um diesen weiter insbesondere in die Hydraulikkammer hineinzuziehen. Furthermore, it is preferably provided that the permanent magnet is arranged opposite the piston, in particular in or on the hydraulic chamber. The permanent magnet can be arranged, for example, in front of or behind a housing wall, in particular inside or outside the hydraulic chamber, provided that it is ensured that a magnetic field with the piston or can cooperate with a magnetic element arranged on the piston when the piston has been pushed through the polymer actuator correspondingly far, for example, into the hydraulic chamber. The permanent magnet is designed or aligned in such a way that a magnetic field acts attractively on the piston in order to further draw it in particular into the hydraulic chamber.

Alternativ ist bevorzugt vorgesehen, dass der Permanentmagnet einer insbesondere aus der Hydraulikkammer heraus zu dem Polymeraktuator geführten Kolbenstange des Kolbens zugeordnet ist. Der Permanentmagnet kann in diesem Fall auch eine abstoßende Magnetkraft auf den Kolben ausüben, um diesen in Richtung insbesondere der Hydraulikkammer weiter zu verlagern. Es ergeben sich hierdurch ebenfalls die bereits genannten Vorteile.Alternatively, it is preferably provided that the permanent magnet is assigned to a guided in particular from the hydraulic chamber out to the polymer actuator piston rod of the piston. In this case, the permanent magnet can also exert a repulsive magnetic force on the piston so as to further shift it in the direction of the hydraulic chamber, in particular. This also results in the already mentioned advantages.

Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass die Magneteinrichtung einen Magnetring mit dem wenigstens einen Permanentmagneten aufweist, wobei die Kolbenstange durch einen Spalt des Magnetrings hindurchgeführt ist. Hierdurch können besonders gezielt Magnetkräfte auf den Kolben ausgeübt und der Kolben sicher geführt werden.Furthermore, it is preferably provided that the magnetic device comprises a magnetic ring with the at least one permanent magnet, wherein the piston rod is passed through a gap of the magnetic ring. As a result, magnetic forces can be exerted on the piston in a particularly targeted manner and the piston can be guided safely.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Polymeraktuator an seinem freien, dem Kolben zugewandten Ende eine Kolbenstangenführung für die Kolbenstange aufweist. Die Kolbenstange ist somit in der Kolbenstangenführung gelagert, wobei die Kolbenstangenführung die Kolbenstange in Betätigungsrichtung des Polymeraktuators verschiebbar lagert, sodass die durch den Polymeraktuator zunächst erzeugte Bewegung durch die Magneteinrichtung weitergeführt wird, wenn die Kolbenstange an der Kolbenstangenführung gelagert von dem Polymeraktuator weggezogen wird.According to a preferred embodiment of the invention, it is provided that the polymer actuator has a piston rod guide for the piston rod at its free, end facing the piston. The piston rod is thus mounted in the piston rod guide, wherein the piston rod guide displaceably supports the piston rod in the direction of actuation of the polymer actuator, so that the movement initially generated by the polymer actuator is continued by the magnetic device when the piston rod is pulled away from the polymer actuator on the piston rod guide.

Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass die Kolbenstangenführung einen Anschlag, insbesondere Axialaufschlag, für den Kolben aufweist, mittels dessen der Kolben durch den Polymeraktuator zurückverlagerbar ist. Insbesondere dann, wenn die Magneteinrichtung einen oder mehrere Permanentmagneten zum Erzeugen der Magnetkraft aufweist, ist es erforderlich, dass der Kolben aktiv aus der Betätigungsstellung in eine zurückgezogene Ausgangsstellung bewegt wird beziehungsweise bewegbar ist. Durch den Anschlag des Polymeraktuators beziehungsweise der Kolbenstangenführung wird gewährleistet, dass, wenn der Polymeraktuator nicht länger angesteuert beziehungsweise bestromt wird, dieser die Kolbenstange mit zurück zieht beziehungsweise insbesondere aus der Hydraulikkammer heraus in seine Ausgangsstellung entgegen der Magnetkraft der Magneteinrichtung verlagert. Die Magneteinrichtung beziehungsweise der oder die Permanentmagneten sind dabei zweckmäßigerweise derart ausgebildet, dass ihre Magnetkraft nicht ausreicht, um den Polymeraktuator in der betätigten Stellung zu halten, wenn dieser nicht bestromt wird. Zweckmäßigerweise weist die Kolbenstangenführung einen weiteren Anschlag für den Kolben auf, der jedoch in die andere Richtung wirkt, sodass mittels des weiteren Anschlags der Polymeraktuator den Kolben in Richtung insbesondere der Hydraulikkammer formschlüssig bei seiner Betätigung verlagert.Furthermore, it is preferably provided that the piston rod guide has a stop, in particular axial impact, for the piston, by means of which the piston can be displaced backward by the polymer actuator. In particular, when the magnetic device has one or more permanent magnets for generating the magnetic force, it is necessary that the piston is actively moved from the operating position to a retracted initial position or is movable. The stop of the polymer actuator or the piston rod guide ensures that when the polymer actuator is no longer energized or energized, it retracts the piston rod or in particular displaces it out of the hydraulic chamber into its initial position against the magnetic force of the magnetic device. The magnetic device or the permanent magnet (s) are expediently designed such that their magnetic force is insufficient to hold the polymer actuator in the actuated position when it is not energized. Expediently, the piston rod guide has a further stop for the piston, which, however, acts in the other direction, so that by means of the further stop the polymer actuator displaces the piston in the direction of the hydraulic chamber in a form-fitting manner during its actuation.

Die erfindungsgemäße Hydraulikeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9 zeichnet sich durch die erfindungsgemäße Vorrichtung aus. Es ergeben sich hierdurch die bereits genannten Vorteile. Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus dem zuvor Beschriebenen. Insbesondere ist die Hydraulikeinrichtung als Kolbenpumpe oder Ventileinrichtung ausgebildet.The hydraulic device according to the invention with the features of claim 9 is characterized by the device according to the invention. This results in the already mentioned advantages. Other features and advantages will be apparent from the above. In particular, the hydraulic device is designed as a piston pump or valve device.

Das erfindungsgemäße Hydrauliksystem eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 10 zeichnet sich durch die erfindungsgemäße Hydraulikeinrichtung aus. Insbesondere ist das Hydrauliksystem als Bremssystem eines Kraftfahrzeugs ausgebildet, sodass sich die zuvor erläuterten Vorteile für das Bremssystem ergeben. Insbesondere wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung in dem erfindungsgemäßen Hydrauliksystem gewährleistet, dass größere Betätigungswege des Kolbens als bisher ermöglicht werden, sodass beispielsweise ein höheres Volumen an Bremsflüssigkeit gefördert oder in kürzerer Zeit ein gewünschter Druck wie bisher aufgebaut werden kann.The hydraulic system of a motor vehicle according to the invention with the features of claim 10 is characterized by the hydraulic device according to the invention. In particular, the hydraulic system is designed as a brake system of a motor vehicle, resulting in the previously explained advantages for the brake system. In particular, it is ensured by the inventive device in the hydraulic system according to the invention that larger actuation paths of the piston than previously possible, so for example, a higher volume of brake fluid promoted or in a shorter time a desired pressure can be built up as before.

Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigenIn the following, the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. Show this

1 eine Aktorvorrichtung für ein Hydrauliksystem eines Kraftfahrzeugs in einer vereinfachten Darstellung im Ausgangszustand, 1 an actuator device for a hydraulic system of a motor vehicle in a simplified representation in the initial state,

2 die Aktorvorrichtung im betätigten Zustand, 2 the actuator device in the actuated state,

3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Aktorvorrichtung in einer vereinfachten Darstellung, 3 a further embodiment of the actuator device in a simplified representation,

4 ein Diagramm zur Erläuterung der Vorteile der Aktorvorrichtung und 4 a diagram for explaining the advantages of the actuator device and

5 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Aktorvorrichtung in einer vereinfachten Darstellung. 5 a further embodiment of the actuator device in a simplified representation.

1 zeigt eine Aktorvorrichtung 1 für ein nicht näher dargestelltes Hydrauliksystem 2, das eine Pumpe 3 aufweist, die als Kolbenpumpe ausgebildet ist. Dazu weist die Pumpe 3 ein Gehäuse 4 auf, in welchem ein Kolben 5 axial verlagerbar ist. Dabei bildet das Gehäuse 4 zusammen mit dem Kolben 5 eine Hydraulikkammer 6, der ein hier nicht dargestellter Fluidzulauf sowie ein Fluidablauf 7 zugeordnet sind. Wird der Kolben 5 in die Hydraulikkammer 6 hineingetrieben, wie durch einen Pfeil 8 angedeutet, so wird das in der Hydraulikkammer 6 befindliche Fluidvolumen mit einer Druckkraft beaufschlagt, durch welche das Fluidvolumen aus der Hydraulikkammer 6 durch den Fluidablauf 7 ausgetrieben wird. 1 shows an actuator device 1 for a hydraulic system not shown in detail 2 that a pump 3 has, which is designed as a piston pump. This is indicated by the pump 3 a housing 4 in which a piston 5 is axially displaceable. there forms the housing 4 together with the piston 5 a hydraulic chamber 6 , the fluid inlet, not shown here, as well as a fluid outlet 7 assigned. Will the piston 5 in the hydraulic chamber 6 driven in, as by an arrow 8th indicated, it will be in the hydraulic chamber 6 located fluid volume is subjected to a compressive force, through which the fluid volume from the hydraulic chamber 6 through the fluid drain 7 is expelled.

Zur Betätigung der Pumpe 3 ist die Aktorvorrichtung 1 vorgesehen, die den Kolben 5, sowie einen dem Kolben 5 zugeordneten elektroaktiven Polymeraktuator 9 aufweist. Durch das Anlegen einer elektrischen Spannung ändert der elektroaktive Polymeraktuator seine Form, wodurch er den Kolben 5 axial in dem Gehäuse 4 verlagern kann. Der Kolben 5 weist dabei eine Kolbenstange 10 auf, die aus dem Gehäuse 4 herausgeführt ist und in einer Kolbenstangenführung 11 des Polymeraktuators 9 verschiebbar gelagert ist. Dabei ist die Kolbenführung 11 derart ausgebildet, dass die Kolbenstange 10 in ihrer Längserstreckung in beziehungsweise an dem Polymeraktuator 9 verlagerbar ist. Dabei ist die Kolbenführung 11 an einem freien Ende 12 des Polymeraktuators 9 angeordnet, das sich bei einer Betätigung beziehungsweise bei Anlegen einer Spannung an den Polymeraktuator 9 in Richtung auf das Gehäuse 4 zubewegt, wie durch einen Pfeil 13 angedeutet. Die Kolbenstange 10 weist dabei einen Axialanschlag 14 auf, der mit der freien Stirnseite 12 des Polymeraktuators 9 zusammenwirkt, sodass dieser bei seiner Betätigung gegen den Axialanschlag 14 drückt und dadurch den Kolben 5 in die Hydraulikkammer 6 gemäß Pfeil 8 hineinbewegt. Auf der dem freien Ende 12 gegenüberliegenden Seite ist der Polymeraktuator 9 fest verankert beziehungsweise angeordnet.To operate the pump 3 is the actuator device 1 provided the piston 5 , as well as the piston 5 associated electroactive polymer actuator 9 having. By applying an electrical voltage, the electroactive polymer actuator changes shape, causing the piston 5 axially in the housing 4 can relocate. The piston 5 has a piston rod 10 on, coming out of the case 4 is led out and in a piston rod guide 11 of the polymer actuator 9 is slidably mounted. Here is the piston guide 11 formed such that the piston rod 10 in their longitudinal extent in or on the polymer actuator 9 is relocatable. Here is the piston guide 11 at a free end 12 of the polymer actuator 9 arranged, which upon actuation or when applying a voltage to the polymer actuator 9 towards the case 4 moved as if by an arrow 13 indicated. The piston rod 10 has an axial stop 14 on, with the free end face 12 of the polymer actuator 9 cooperates, so that this in its operation against the axial stop 14 pushes and thereby the piston 5 in the hydraulic chamber 6 according to arrow 8th inside moves. On the free end 12 opposite side is the polymer actuator 9 firmly anchored or arranged.

Die Aktorvorrichtung 1 weist weiterhin eine Magneteinrichtung 15 auf, die dazu ausgebildet ist, den Polymeraktuator 9 zu unterstützen. Dabei weist die Magneteinrichtung 15 vorliegend einen Permanentmagneten 16 auf, der in dem Gehäuse 4 auf der dem Kolben 5 gegenüberliegenden Seite angeordnet ist. The actuator device 1 also has a magnetic device 15 which is adapted to the polymer actuator 9 to support. In this case, the magnetic device 15 in this case, a permanent magnet 16 on that in the case 4 on the piston 5 is arranged opposite side.

Dabei ist das Magnetfeld beziehungsweise der Permanentmagnet 16 derart ausgerichtet, dass er den Kolben 5 magnetisch anzieht. Der Kolben 5 ist dazu entsprechend aus magnetischem Material gefertigt und/oder weist wenigstens ein Element aus magnetisch gefertigtem Material auf, das, sobald es in das Magnetfeld des Permanentmagneten 16 eingedrungen ist, den Kolben 5 weiter in das Gehäuse 4 gemäß Pfeil 8 hineinbewegt. Dabei ist der Kolben 5 aufgrund der beweglichen Lagerung der Kolbenstange 10 in der Kolbenstangenführung 11 durch die Magneteinrichtung 15 unabhängig von dem Polymeraktuator 9 bewegbar.In this case, the magnetic field or the permanent magnet 16 aligned so that it is the piston 5 attracts magnetically. The piston 5 is accordingly made of magnetic material and / or has at least one element made of magnetically produced material which, as soon as it enters the magnetic field of the permanent magnet 16 has penetrated the piston 5 further into the housing 4 according to arrow 8th inside moves. Here is the piston 5 due to the movable mounting of the piston rod 10 in the piston rod guide 11 through the magnetic device 15 independent of the polymer actuator 9 movable.

2 zeigt die Aktuatorvorrichtung 1 im betätigten Zustand, wobei aus 1 bereits bekannte Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, sodass insofern auf die oben beschriebene Beschreibung verwiesen wird. 2 shows the actuator device 1 in the actuated state, where off 1 already known elements are provided with the same reference numerals, so that reference is made to the description described above.

Wird der Polymeraktuator 9 mit einer Spannung beaufschlagt, so bewegt sich sein freies Ende 12, wie vorher bereits erwähnt, in Richtung des Gehäuses 4, wobei sich das freie Ende 12 maximal um einen Weg x verlagern lässt. Der Weg x hängt dabei von der Ausbildung des Polymeraktuators 9 ab und lässt sich im Betrieb nicht erweitern. Der Polymeraktuator 9 drängt dabei den Kolben 5, wie zuvor bereits erwähnt, gemäß Pfeil 8 in die Hydraulikkammer 6 hinein. Dabei gerät der Kolben 5 in das Magnetfeld des Permanentmagneten 16, welcher dann den Kolben 5 weiter zu sich heranzieht, sodass der Kolben 5 einen Weg y in der Hydraulikkammer 6 in Richtung des Pfeils 8 zurücklegt, der sich aus dem Weg x des Polymeraktuators 9 und dem Weg r, den der Kolben 5 relativ zu dem Polymeraktuator 9 überwindet, ergibt, wie in 2 gezeigt.Will the polymer actuator 9 when subjected to a voltage, its free end moves 12 , as previously mentioned, in the direction of the housing 4 , being the free end 12 maximum shift by one way x. The path x depends on the design of the polymer actuator 9 and can not be expanded during operation. The polymer actuator 9 urges the piston 5 , as previously mentioned, according to arrow 8th in the hydraulic chamber 6 into it. At the same time the piston gets 5 in the magnetic field of the permanent magnet 16 , which then the piston 5 continue to draw to itself, so that the piston 5 a path y in the hydraulic chamber 6 in the direction of the arrow 8th travels from the path x of the polymer actuator 9 and the way r, the piston 5 relative to the polymer actuator 9 overcomes, yields, as in 2 shown.

Die vorteilhafte Ausbildung der Aktorvorrichtung 1 erlaubt somit einen größeren Bewegungsweg es Kolbens 5 als bisher, sodass ein größeres Volumen durch die Pumpe 3 als bisher gefördert werden kann, wobei der Polymeraktuator 9 durch die Magneteinrichtung 15 im Betrieb unterstützt wird. Insbesondere wird dabei erreicht, dass die Betätigungskraft, die auf den Kolben 5 wirkt, mit zunehmendem Verlagerungsweg aufgrund des vorteilhaft angeordneten Permanentmagneten 16 bis zum Ende hin zunimmt, sodass das Fluid mit hoher Kraft beziehungsweise mit hohem Druck aus dem Gehäuse 4 getrieben wird. Während die Betätigungskraft des Polymeraktuator 9 mit zunehmendem Weg x abnimmt, nimmt die Kraft des Permanentmagneten 16, die auf den Kolben 5 wirkt zu, sodass hierdurch ein hohes Volumen gefördert wird und gleichzeitig ein hoher hydraulischer Druck gewährleistet ist. Selbstverständlich ist es auch möglich, mehr als nur einen Permanentmagneten 16 vorzusehen, um die Betätigungskraft und/oder den Betätigungsweg zu vergrößern. Auch ist es denkbar, im Unterschied zum dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, den oder die Permanentmagneten außerhalb der Hydraulikkammer 6 an dem Gehäuse anzuordnen.The advantageous embodiment of the actuator device 1 thus allows a greater range of motion of the piston 5 than before, allowing a larger volume through the pump 3 as previously promoted, wherein the polymer actuator 9 through the magnetic device 15 is supported during operation. In particular, it is achieved that the actuating force acting on the piston 5 acts with increasing displacement due to the advantageously arranged permanent magnet 16 increases to the end, so that the fluid with high force or high pressure from the housing 4 is driven. While the actuation force of the polymer actuator 9 decreases with increasing distance x, decreases the force of the permanent magnet 16 on the piston 5 acts, so that a high volume is promoted and at the same time a high hydraulic pressure is ensured. Of course it is also possible, more than just a permanent magnet 16 provide to increase the actuation force and / or the actuating travel. It is also conceivable, in contrast to the present embodiment, the one or more permanent magnets outside the hydraulic chamber 6 to be arranged on the housing.

Ein weiterer Vorteil, der sich aus der Aktorvorrichtung 1 ergibt, ist, dass, wenn nur ein kleiner Bewegungsweg benötigt ist, nur der Polymeraktuator 9 betätigt werden kann. Dabei darf hier auch der Polymeraktuator 9 nur derart weit betätigt werden, dass der Kolben 5 nicht in das Magnetfeld des Permanentmagneten 16 gerät. Die dann notwendige Energie, um den Polymeraktuator 9 in einer Gebrauchsstellung zu halten, ist verhältnismäßig gering. Für Situationen, in denen eine höhere Kraft oder ein höherer hydraulischer Druck notwendig sind, wird der Polymeraktuator 9 derart betätigt, dass der Kolben 5 in das magnetische Feld des Permanentmagneten 16 beziehungsweise der Magneteinrichtung 15 gerät.Another benefit stemming from the actuator device 1 is that if only a small amount of travel is needed, only the polymer actuator 9 can be operated. Here also the polymer actuator may 9 only be actuated so far that the piston 5 not in the magnetic field of the permanent magnet 16 device. The then necessary energy to the polymer actuator 9 to hold in a position of use is relatively low. For situations where a higher force or a higher Hydraulic pressure are necessary, the polymer actuator 9 so actuated that the piston 5 in the magnetic field of the permanent magnet 16 or the magnetic device 15 device.

Alternativ zu dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es auch denkbar, die Magneteinrichtung 15 als Elektromagneteinrichtung auszubilden, die ein Magnetfeld bei elektrischer Bestromung erzeugt. Dadurch kann die Betätigung des Kolbens 5 noch weiter verbessert und insbesondere gezielter gesteuert werden, unabhängig von einer Position oder einem Betätigungszustand des Polymeraktuators 9.As an alternative to the present exemplary embodiment, it is also conceivable to use the magnetic device 15 form as an electromagnetic device that generates a magnetic field during electrical energization. This allows the operation of the piston 5 even further improved and in particular targeted, regardless of a position or an operating state of the polymer actuator 9 ,

3 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel der Aktorvorrichtung 1 in einer vereinfachten Schnittdarstellung. Aus den vorhergehenden Figuren bereits bekannte Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die oben stehende Beschreibung verwiesen wird. Im Folgenden soll im Wesentlichen nur auf die Unterschiede eingegangen werden. 3 shows an alternative embodiment of the actuator device 1 in a simplified sectional view. Elements already known from the preceding figures are provided with the same reference numbers, so that reference is made to the description above. In the following, essentially only the differences will be discussed.

Im Unterschied zu dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen ist vorliegend vorgesehen, dass die Magneteinrichtung 15 einen Magnetring 17 aufweist, der ortsfest zwischen dem Polymeraktuator 9 und dem Gehäuse 4 gehalten ist. Der Magnetring 17 weist zwei Permanentmagneten 18, 19 auf, die einen Magnetfluss, wie er durch Linien 20 angedeutet ist, bewirken. Die Kolbenstange 10 ist durch einen Spalt 21 des Magnetrings 17 hindurch geführt. Das freie Ende 12 des Polymeraktuators 9 bildet vorliegend eine Abschnitt des Magnetrings 17, der im unbetätigten Zustand beabstandet zu dem übrigen Magnetring 17 liegt, insbesondere zu den Permanentmagneten 18, 19, die in dem feststehenden Abschnitt des Magnetrings 17 liegen. Die Kolbenstange 10 ist dabei, wie zuvor bereits erwähnt, der Stirnseite beziehungsweise dem freien Ende 12 des Polymeraktuator 9 zugeordnet.In contrast to the previously described embodiments, it is provided in the present case that the magnetic device 15 a magnetic ring 17 which is stationary between the polymer actuator 9 and the housing 4 is held. The magnetic ring 17 has two permanent magnets 18 . 19 on that a magnetic flux, as through lines 20 is implied cause. The piston rod 10 is through a gap 21 of the magnet ring 17 passed through. The free end 12 of the polymer actuator 9 in the present case forms a section of the magnetic ring 17 in the unactuated state spaced from the rest of the magnetic ring 17 lies, in particular to the permanent magnets 18 . 19 which are in the fixed section of the magnet ring 17 lie. The piston rod 10 is, as previously mentioned, the front or the free end 12 of the polymer actuator 9 assigned.

Wird der Polymeraktuator 9 betätigt, so schiebt er den Kolben 5, wie zuvor bereits beschrieben, in die Hydraulikkammer 6, bis das freie Ende 12 in den Wirkbereich des Magnetrings 17 beziehungsweise der Permanentmagneten 18, 19 gelangt, sodass der magnetische Fluss 20 erzeugt wird, der die Kolbenstange 10 aus dem Magnetring 17 heraustreibt, sodass der Kolben 5 in die Hydraulikkammer 6 weiter eingetrieben wird, als er allein durch den Polymeraktuator 9 bewegt werden könnte.Will the polymer actuator 9 pressed, he pushes the piston 5 , as previously described, in the hydraulic chamber 6 until the free end 12 in the effective range of the magnetic ring 17 or the permanent magnet 18 . 19 so that the magnetic flux 20 is generated, the piston rod 10 from the magnetic ring 17 expels, so the piston 5 in the hydraulic chamber 6 is driven further than he alone by the polymer actuator 9 could be moved.

Weiterhin weist die Kolbenstangenführung 11 einen Axialanschlag 22 auf, der mit einem Radialvorspung 23 der Kolbenstange 10 zusammenwirkt und den maximalen Verlagerungsweg des Kolbens 5 in Richtung des Pfeils 8 begrenzt. Wird die Ansteuerung des Polymeraktuators 9 beendet, die Spannung als reduziert, so zieht sich der Polymeraktuator 9 entgegen der Richtung des Pfeils 13 zurück. Durch den Axialanschlag 22, der mit dem Vorsprung 23 zusammenwirkt, wird gewährleistet, dass der Polymeraktuator 9 den Kolben 5 aus der Hydraulikkammer 6 mit zurückzieht, und zwar entgegen der Magnetkraft der Magneteinrichtung 15. Die Magnetkraft des Permanentmagneten 16 darf daher maximal derart große gewählt sein, dass der Polymeraktuator 9 dazu in der Lage ist, den Kolben 5 eigenständig aus der ausgelagerten Position in seine Ausgangsposition zurückzuziehen. Weist die Magneteinrichtung 15 anstelle des Permanentmagneten einen Elektromagneten auf, ist die Berücksichtigung der Höhe der Magnetkraft und der Rückzugskraft des Polymeraktuators 9 nicht mehr relevant.Furthermore, the piston rod guide 11 an axial stop 22 up, with a radial bias 23 the piston rod 10 interacts and the maximum displacement of the piston 5 in the direction of the arrow 8th limited. Will the activation of the polymer actuator 9 stopped, the tension as reduced, so the polymer actuator retracts 9 against the direction of the arrow 13 back. Through the axial stop 22 , with the lead 23 cooperates, it ensures that the polymer actuator 9 the piston 5 from the hydraulic chamber 6 with withdraws, against the magnetic force of the magnetic device 15 , The magnetic force of the permanent magnet 16 may therefore be selected so large that the polymer actuator 9 capable of doing this is the piston 5 independently withdraw from the outsourced position to its original position. Indicates the magnet device 15 Instead of the permanent magnet on an electromagnet, the consideration of the height of the magnetic force and the retraction force of the polymer actuator 9 not relevant anymore.

Der magnetische Kreis kann verschiedene Elemente, wie ein Luftspalt, Permanentmagnete, magnetische Materialien/Elemente und dergleichen umfassen. Die Bewegung der Kolbenstange 10 beeinflusst die Reluktanz des magnetischen Kreises. Die Kraft-Bewegungs-Charakteristik des magnetischen Kreises kann in Abhängigkeit von der magnetischen Energie unter Berücksichtigung der Verlagerung der beweglichen Teile wie folgt beschrieben werden:

Figure DE102015206035A1_0002
wobei sich die magnetische Energie Wm wie folgt ergibt:
Figure DE102015206035A1_0003
The magnetic circuit may include various elements such as an air gap, permanent magnets, magnetic materials / elements, and the like. The movement of the piston rod 10 affects the reluctance of the magnetic circuit. The force-motion characteristic of the magnetic circuit can be described as a function of the magnetic energy taking into account the displacement of the moving parts as follows:
Figure DE102015206035A1_0002
where the magnetic energy W m is as follows:
Figure DE102015206035A1_0003

Dabei steht MMF für die magnetische Kraft, die durch den Permanentmagneten 18, 19 oder einen Elektromagneten erzeugt wird, und R die resultierende Reluktanz (magnetischer Widerstand) der Magnetkreises. Die Reluktanz des magentischen Leiters mit magnetischer Durchlässigkeit µ(x) Queschnittsfläche A(x) und Länge l ergibt sich aus: R = l / μA. Here, MMF stands for the magnetic force generated by the permanent magnet 18 . 19 or an electromagnet is generated, and R is the resulting reluctance (magnetic resistance) of the magnetic circuit. The reluctance of the magenta magnetic permeability conductor μ (x) of the cross-sectional area A (x) and length l is given by: R = 1 / μA.

In der Annahme, dass MMF sich mit der Verlagerung des Kolbens 5 beziehungsweise der Kolbenstange 10 nicht verändert, ergibt sich folgendes:

Figure DE102015206035A1_0004
In the assumption that MMF deals with the displacement of the piston 5 or the piston rod 10 not changed, the following results:
Figure DE102015206035A1_0004

Die Abhängigkeit der Reluktanz von der Verlagerung bestimmt die Kraft-Bewegungs-Charakteristik des magnetischen Kreises. Es können unterschiedliche Konfigurationen mit Permanentmagneten und/oder Elektromagneten, Luftspalt und magnetisch leitfähigen Elementen mit veränderlichen Querschnittsflächen und/oder magnetischen Leitfähigkeiten vorgesehen werden, um ein optimales Ergebnis zu erzielen.The dependence of the reluctance on the displacement determines the force-motion characteristic of the magnetic circuit. There may be different configurations with permanent magnets and / or electromagnets, air gap and magnetically conductive elements with variable Cross-sectional areas and / or magnetic conductivities are provided in order to achieve an optimum result.

4 zeigt ein Diagramm, in welchem eine Kraft F über den Bewegungsweg y des Kolbens 5 aufgetragen ist. Die in 4 gezeigten Werte sind dabei rein beispielhaft zu verstehen. 4 shows a diagram in which a force F over the movement path y of the piston 5 is applied. In the 4 The values shown here are to be understood as purely exemplary.

Eine erste Linie L1 zeigt den linearen Kraftverlauf des Polymeraktuators 9, dessen Kraft mit zunehmendem Weg abnimmt. Eine zweite Linie L2 zeigt den Kraftverlauf über den Bewegungsweg, der sich aus der Magneteinrichtung 15 ergibt. Wie in dem Diagramm ersichtlich ist, wirkt die magnetische Kraft erst ab einem Mindestweg xmin des Polymeraktuators 9. Eine dritte Linie L3 zeigt die in Summe auf den Kolben 5 wirkenden Kräfte in Abhängigkeit von seiner Position. Dabei ist ersichtlich, dass, während die Kraft des Polymeraktuators 9 abnimmt, diese durch die Kraft der Magneteinrichtung 15 in Richtung eines maximalen Bewegungswegs ymax überkompensiert wird, sodass bis zum Erreichen des maximalen Bewegungswegs ymax eine hohe Betätigungskraft zum Betreiben der Pumpe 3 zur Verfügung steht. Der maximale Bewegungsweg ymax wird insbesondere durch einen mechanischen Anschlag, insbesondere des Kolbens 5 in/an der Hydraulikkammer 6 definiert. Die Gesamtkraft, die auf den Kolben 5 wirkt, unterschreitet dabei in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nie die Mindestkraft von Fmin = 10 N. Je nach Anwendungsfall können die Linien L1 und L2 selbstverständlich auch anders gestaltet werden, um beispielsweise eine insgesamt höhere Betätigungskraft F, eine insgesamt niedrigere Betätigungskraft F oder einen anderen Kraftverlauf zu erhalten.A first line L1 shows the linear force curve of the polymer actuator 9 whose power decreases with increasing distance. A second line L2 shows the course of the force over the path of movement resulting from the magnet device 15 results. As can be seen in the diagram, the magnetic force acts only from a minimum travel x min of the polymer actuator 9 , A third line L3 shows the sum of the piston 5 acting forces depending on its position. It can be seen that while the force of the polymer actuator 9 decreases, these by the force of the magnetic device 15 is overcompensated in the direction of a maximum movement path y max , so that until reaching the maximum movement path y max a high actuation force for operating the pump 3 is available. The maximum movement path y max is in particular by a mechanical stop, in particular of the piston 5 in / at the hydraulic chamber 6 Are defined. The total force acting on the piston 5 acts, falls below in the present embodiment, never the minimum force of F min = 10 N. Depending on the application, the lines L1 and L2 can of course be designed differently, for example, a total higher actuation force F, a total lower actuation force F or another force curve to obtain.

5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Aktorvorrichtung 1, bei welcher die Hydraulikeinrichtung nicht als Kolbenpumpe 3, sondern als Ventil, beziehungsweise Ventileinrichtung 24 ausgebildet ist. Dabei ist vorgesehen, dass die Ventileinrichtung 24 ein Vorsteuerventil 25 sowie ein durch das Vorsteuerventil 25 betriebenes Hauptventil 26 aufweist. 5 shows a further embodiment of the actuator device 1 in which the hydraulic device is not considered a piston pump 3 but as a valve or valve device 24 is trained. It is provided that the valve device 24 a pilot valve 25 as well as through the pilot valve 25 operated main valve 26 having.

Das Vorsteuerventil 25 weist den Kolben 5 auf, der in diesem Fall nicht als Pumpenkolben, sondern als Stellkolben ausgebildet und in einer hydraulischen Stellkammer axial verlagerbar angeordnet ist. Durch Verlagern des Kolbens 5 in seiner Axialerstreckung werden unterschiedliche zu der Hydraulikkammer 4 führende Anschlüsse miteinander verbunden oder voneinander getrennt, um einen Hauptventilkolben 27 des Hauptventils 26 axial zum Freigeben oder Verschließen von Hydraulikanschlüssen zu verlagern. Das Prinzip eines Vorsteuerventils mit einem Hauptventil ist grundsätzlich bekannt und soll daher nicht näher erläutert werden.The pilot valve 25 shows the piston 5 on, which is not formed in this case as a pump piston, but as a control piston and arranged axially displaceable in a hydraulic actuating chamber. By moving the piston 5 in its axial extension are different to the hydraulic chamber 4 leading connections connected or disconnected to a main valve piston 27 of the main valve 26 axially displace to release or closing hydraulic connections. The principle of a pilot valve with a main valve is basically known and will therefore not be explained in detail.

Zur Betätigung des Kolbens 5 weist das Vorsteuerventil die Aktorvorrichtung 1 sowie eine weitere Aktorvorrichtung 28 auf, die jeweils einem Ende des Kolbens 5 zugeordnet sind. Die Aktorvorrichtung 25 ist vorliegend herkömmlich ausgebildet, mit einem Elektromagnet zur Betätigung des Kolbens 5. Auf der gegenüberliegenden Seite ist dem Kolben 5 die vorteilhafte Aktorvorrichtung 1 zugeordnet, die gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel den Polymeraktuator 9 sowie die Magneteinrichtung 15 aufweist. Der Polymeraktuator 9 ist in seinem Ende 12 insbesondere fest mit dem Kolben 5 verbunden, sodass mit dem Polymeraktuator 9 der Kolben 5 zumindest über den Bewegungsweg x des Polymeraktuators 9 verlagerbar ist. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der Permanentmagnet 16 in dem mittigen Hohlraum des als Rollenaktuator ausgebildeten Polymeraktuators 9 angeordnet ist, sodass die Magneteinrichtung 15 in die – im Vergleich zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen – entgegengesetzte Richtung wirkt, nämlich derart, dass sie den Kolben 5 in Richtung des Polymeraktuators 9 magnetisch anzieht, sobald das Ende 12 des Polymeraktuators 9 mit dem Kolben 5 nahe genug zu dem Permanentmagneten 16 gelangt ist.For actuating the piston 5 the pilot valve has the actuator device 1 and another actuator device 28 on, each one end of the piston 5 assigned. The actuator device 25 In the present case, it is conventionally designed with an electromagnet for actuating the piston 5 , On the opposite side is the piston 5 the advantageous actuator device 1 assigned according to the present embodiment, the polymer actuator 9 as well as the magnetic device 15 having. The polymer actuator 9 is in its end 12 especially with the piston 5 connected so that with the polymer actuator 9 The piston 5 at least over the path of movement x of the polymer actuator 9 is relocatable. According to the present embodiment, it is provided that the permanent magnet 16 in the central cavity of the polymer actuator designed as a roller actuator 9 is arranged so that the magnetic device 15 in the - opposite direction compared to the previous embodiments, namely, such that they the piston 5 in the direction of the polymer actuator 9 magnetically attracts once the end 12 of the polymer actuator 9 with the piston 5 close enough to the permanent magnet 16 has arrived.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel (hier nicht dargestellt) ist bevorzugt vorgesehen, dass auch die Aktorvorrichtung 28 wie die Aktorvorrichtung 1 ausgebildet ist und entsprechend einen Polymeraktuator 9 zur Betätigung des Kolbens 5 sowie eine Magneteinrichtung 15 aufweist. In diesem Fall, wenn also der Kolben 5 von zwei Seiten jeweils durch die vorteilhafte Aktorvorrichtung 1 betätigbar ist, werden die Aktorvorrichtungen 1 zweckmäßigerweise folgendermaßen angesteuert:
Um den Kolben 5 in seiner mittleren Ruhestellung zu halten, werden beide Polymeraktuatoren 9 vorgespannt. Dabei können die Polymeraktuatoren 9 teilaufgeladen oder entladen sein. Um den Vorsteuerkolben 5 in der Papierebene dann nach links zu verschieben, wird beispielsweise der linke Polymeraktuator entladen, sodass dieser den Kolben 5 in seine Richtung zieht, und der rechte Polymeraktuator 9 aufgeladen, sodass er den Kolben 5 in Richtung des linken Polymeraktuators schiebt. Bei einem Verschieben des Kolbens 5 in entgegengesetzter Richtung wird entsprechend umgekehrt vorgegangen. Der Magnet 16 der jeweiligen Magneteinrichtung 15 ist dabei zweckmäßigerweise derart positioniert, dass selbst bei maximalem Hub beziehungsweise Bewegungsweg kein mechanischer Kontakt zwischen Permanentmagnet 16 und Kolben 5 entsteht oder entstehen kann.According to a further embodiment (not shown here), it is preferably provided that the actuator device 28 like the actuator device 1 is formed and according to a polymer actuator 9 for actuating the piston 5 and a magnetic device 15 having. In this case, so if the piston 5 from two sides in each case by the advantageous actuator device 1 is operable become the Aktorvorrichtungen 1 suitably controlled as follows:
To the piston 5 to hold in its middle rest position, both become polymer actuators 9 biased. In this case, the polymer actuators 9 be partially charged or discharged. To the pilot piston 5 in the paper plane then to move to the left, for example, the left polymer actuator is discharged, so this the piston 5 pulls in his direction, and the right polymer actuator 9 charged, so he the piston 5 in the direction of the left polymer actuator. When moving the piston 5 in the opposite direction, the procedure is reversed accordingly. The magnet 16 the respective magnetic device 15 is expediently positioned such that even at maximum stroke or movement path no mechanical contact between the permanent magnet 16 and pistons 5 arises or can arise.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102005051444 A1 [0003] DE 102005051444 A1 [0003]
  • US 8072121 B2 [0003] US8072121 B2 [0003]

Claims (10)

Aktorvorrichtung (1), insbesondere für eine hydraulische Anwendung, mit einem verlagerbaren Kolben (5), dem zu seiner Verlagerung in eine Betätigungsrichtung (8) ein elektroaktiver Polymeraktuator (9) zugeordnet ist, und mit einer Magneteinrichtung (15) zur Unterstützung des Polymeraktuators (9), dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (5) in der Betätigungsrichtung verschiebbar an dem Polymeraktuator (9) gelagert ist, und dass die Magneteinrichtung (15) dem Kolben (5) derart zugeordnet ist, dass dieser in zumindest einem Betätigungszustand des Polymeraktuators (9) unabhängig von dem Polymeraktuator (9) durch Magnetkraft verlagert wird.Actuator device ( 1 ), in particular for a hydraulic application, with a displaceable piston ( 5 ), to its shift into an operating direction ( 8th ) an electroactive polymer actuator ( 9 ) and with a magnetic device ( 15 ) in support of the polymer actuator ( 9 ), characterized in that the piston ( 5 ) in the actuation direction slidably on the polymer actuator ( 9 ) is mounted, and that the magnetic device ( 15 ) the piston ( 5 ) is assigned such that in at least one actuation state of the polymer actuator ( 9 ) independently of the polymer actuator ( 9 ) is displaced by magnetic force. Aktorvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Magneteinrichtung (15) derart ausgebildet und/oder angeordnet ist, dass sie den Kolben (5) nur dann betätigt, wenn der Polymeraktuator (9) betätigt wurde.Actuator device according to claim 1, characterized in that the magnetic device ( 15 ) is designed and / or arranged in such a way that it engages the piston ( 5 ) is actuated only when the polymer actuator ( 9 ) was pressed. Aktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magneteinrichtung (15) wenigstens einen ortsfest angeordneten Permanentmagneten (16, 18, 19) aufweist.Actuator device according to one of the preceding claims, characterized in that the magnetic device ( 15 ) at least one stationary permanent magnet ( 16 . 18 . 19 ) having. Aktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet (16) dem Kolben (5) gegenüberliegend angeordnet ist.Actuator device according to one of the preceding claims, characterized in that the permanent magnet ( 16 ) the piston ( 5 ) is arranged opposite one another. Aktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet (18, 19) einer zu dem Polymeraktuator (9) geführten Kolbenstange (10) des Kolbens (5) zugeordnet ist.Actuator device according to one of the preceding claims, characterized in that the permanent magnet ( 18 . 19 ) one to the polymer actuator ( 9 ) guided piston rod ( 10 ) of the piston ( 5 ) assigned. Aktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magneteinrichtung (15) einen Magnetring (17) mit dem wenigstens einen Permanentmagneten (18, 19) aufweist, wobei die Kolbenstange (10) durch einen Luftspalt (21) des Magnetrings (17) geführt ist.Actuator device according to one of the preceding claims, characterized in that the magnetic device ( 15 ) a magnetic ring ( 17 ) with the at least one permanent magnet ( 18 . 19 ), wherein the piston rod ( 10 ) through an air gap ( 21 ) of the magnet ring ( 17 ) is guided. Aktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Polymeraktuator (9) an seinem freien, dem Kolben (5) zugeordneten Ende (12) eine Kolbenstangenführung (11) für die Kolbenstange (10) aufweist.Actuator device according to one of the preceding claims, characterized in that the polymer actuator ( 9 ) at its free, the piston ( 5 ) associated end ( 12 ) a piston rod guide ( 11 ) for the piston rod ( 10 ) having. Aktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstangenführung (11) einen Axialanschlag (22) für den Kolben (5) aufweist, mittels dessen der Kolben (5) durch den Polymeraktuator (9) zurückverlagerbar ist.Actuator device according to one of the preceding claims, characterized in that the piston rod guide ( 11 ) an axial stop ( 22 ) for the piston ( 5 ), by means of which the piston ( 5 ) through the polymer actuator ( 9 ) is zurückverlagerbar. Hydraulikeinrichtung, insbesondere Kolbenpumpe (3) oder Ventil, gekennzeichnet durch eine Aktorvorrichtung (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8.Hydraulic device, in particular piston pump ( 3 ) or valve, characterized by an actuator device ( 1 ) according to one or more of claims 1 to 8. Hydrauliksystem eines Kraftfahrzeugs, insbesondere Bremssystem, mit einer Hydraulikeinrichtung nach Anspruch 9.Hydraulic system of a motor vehicle, in particular brake system, with a hydraulic device according to claim 9.
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