EP3847374B1 - Aktorvorrichtung sowie verfahren zum betreiben einer solchen aktorvorrichtung - Google Patents

Aktorvorrichtung sowie verfahren zum betreiben einer solchen aktorvorrichtung Download PDF

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EP3847374B1
EP3847374B1 EP19753029.8A EP19753029A EP3847374B1 EP 3847374 B1 EP3847374 B1 EP 3847374B1 EP 19753029 A EP19753029 A EP 19753029A EP 3847374 B1 EP3847374 B1 EP 3847374B1
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EP
European Patent Office
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state
actuator
solid
fluid
actuators
Prior art date
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Active
Application number
EP19753029.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP3847374A1 (de
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Georg Bachmaier
Patrick Fröse
Matthias Gerlich
Wolfgang Zöls
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Metismotion GmbH
Original Assignee
Metismotion GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP3847374B1 publication Critical patent/EP3847374B1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B7/00—Systems in which the movement produced is definitely related to the output of a volumetric pump; Telemotors
    • F15B7/001—With multiple inputs, e.g. for dual control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/08—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with only one servomotor
    • F15B11/12—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with only one servomotor providing distinct intermediate positions; with step-by-step action
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B7/00—Systems in which the movement produced is definitely related to the output of a volumetric pump; Telemotors
    • F15B7/02—Systems with continuously-operating input and output apparatus

Definitions

  • the invention relates to an actuator device and a method for operating such an actuator device.
  • actuators such as safety switches, clamping units and/or brakes are advantageous, which, for example in an emergency, switch off the power and/or voltage in the respective system as quickly as possible and/or by means of a targeted braking to bring the vehicle to a standstill quickly.
  • Times of less than 10 milliseconds are often required in order to bring about a desired state of the system through the respective actuator, that is to say, for example, in order to switch the system free of force and/or voltage and/or to brake it.
  • large forces may be required on the one hand.
  • a high functional safety of the actuator is also desirable. This means that if the power supply fails or if an electronic system is defective, the respective actuator should automatically assume a safe state or change to a safe state.
  • Braking, releasing and/or shifting usually takes place by releasing an energy store and/or a corresponding contact force.
  • a potential energy required for this is built up using a spindle and/or using a hydraulic and/or pneumatic cylinder and released or reset via a triggering unit.
  • force is usually generated separately using a pump or an electric motor, and release using an electromechanical trigger unit or a valve.
  • a force, pressure and/or position sensor is also advantageous.
  • systems with a higher force density require hydraulic or pneumatic components, which, however, can entail systemic disadvantages or is prohibited for various reasons, in particular with regard to media supply, maintenance costs and a high installation space requirement.
  • the object of the present invention is therefore to create an actuator device and a method for operating such an actuator device, so that a desired state of a system or a device can be brought about quickly and reliably by the actuator device or by the method.
  • a first aspect of the invention relates to an actuator device, in particular for a system or for a device.
  • the actuator device can, for example, bring about, in particular set, a desired and, in particular, safe state of the system in a short time.
  • the desired state can be set or brought about quickly and particularly reliably by the actuator device according to the invention, since a particularly high functional safety of the actuator device according to the invention itself can be implemented.
  • the actuator device has at least one driven element, which can be acted upon by a fluid, in particular a liquid, and thus moved into a holding position and, for example, against a load acting on the driven element, can be held in the holding position, i.e. can be held.
  • the actuator device can thus provide a counteracting force counteracting the load, for example via the output element, in order to thereby, for example, keep the aforementioned system in a first state of the system, especially when the system is in normal operation and has no malfunction.
  • the load mentioned is, for example, a force and/or a torque and/or another load which, for example, in particular during normal operation, can act from at least one component of the system on the actuator device, in particular on the output element.
  • the system can include the actuator device.
  • the actuator device according to the invention can be a component of the system.
  • the actuator device also includes at least two solid state actuators.
  • one of the solid-state actuators is also referred to as the first solid-state actuator, with the other of the solid-state actuators also being referred to as the second solid-state actuator.
  • the solid-state actuators can be or are controlled alternately. Through the alternating activation of the solid-state actuators, the fluid can be conveyed to the driven element by the solid-state actuators, as a result of which the driven element can be acted upon or is acted upon by the fluid. Due to the fact that the solid-state actuators, which are also referred to simply as actuators, are controlled alternately, the respective solid-state actuator, for example, is controlled and not controlled alternately when considered individually.
  • Active phases and inactive phases of the respective actuator thus alternate in succession, so that a respective active phase of the respective actuator is followed by a respective inactive phase of the respective actuator.
  • the respective actuator is controlled during or in the active phase.
  • the respective actuator is activated in or during the respective active phase of the respective actuator, wherein the respective actuator is not activated in or during the respective inactive phase. Since the actuators are driven alternately, for example, the first solid-state actuator is in its active phase while the second solid-state actuator is in its inactive phase, and the first solid-state actuator is in an inactive phase while the second solid-state actuator is in its active phase .
  • the fluid can be a gas.
  • the fluid is preferably an at least essentially incompressible liquid, so that the output element is, for example, a hydraulic output element or an output element that can be actuated or operated hydraulically.
  • the actuator device also includes a coupling element that is common to the solid-state actuators and at least one discharge channel, via which the fluid can be discharged from the output element.
  • the fluid that is or was delivered by the respective actuator to the output element in order to thereby, for example, apply the fluid to the output element and move it into the holding position or hold it in the holding position, can be discharged from the output element.
  • the actuator device has at least one valve element, embodied, for example, as a check valve, which can be adjusted between at least one closed state blocking the discharge channel and at least one open state releasing the discharge channel.
  • the closed state corresponds, for example, to at least one closed position of the valve element, with the open state corresponding, for example, to at least one open position of the valve element.
  • the valve element can be moved, for example, in particular translationally and/or rotationally, between the closed position and the open position, in particular relative to a housing of a valve device which, for example, comprises the housing, which is also referred to as the valve housing, and the valve element.
  • the output element In the closed state, with the valve element blocking the discharge channel, the output element is to be held in the holding position by the fluid, in particular against the load.
  • the valve element In other words, if the valve element is in the closed state, no fluid or no excessive amount of fluid can flow out of the output element or out of the output element, as a result of which the output element is affected by the fluid that acts on the output element or is, for example, in the output element , held in the hold position.
  • the valve element In the open state, however, the valve element allows the fluid to be discharged from the output element via the discharge channel and thereby allows the output element to move, for example to avoid the load, from the holding position in at least to an alternative position that is different from the holding position.
  • the valve element releases the discharge channel in the open state, the fluid or a greater quantity of fluid than in the closed state can flow away from the discharge element, since the fluid can flow through the discharge channel.
  • the output element is no longer held by the fluid against the load in the holding position, so that the output element can avoid the load or dodges and, in particular by the load, is moved from the holding position to the evasive position.
  • the driven element when the valve element is in the open state, the driven element can avoid the load and thus move into the avoidance position.
  • the driven element allows the aforementioned component of the system to move from a first position, which the component assumes in the first state, into a second position that differs from the first position and that the component, for example, is in a second position that differs from the first state state.
  • the actuator device can thus allow or bring about a transition of the system from the first state to the second state.
  • the actuator device according to the invention can cause the system to switch from the first state to the second state quickly, robustly and reliably, in particular by allowing or effecting an adjustment of the valve element from the closed state to the open state.
  • the second state is, for example, an error or safety state in which the system is powerless and/or voltage-free and/or braked in order to be able to avoid the consequences resulting from an error or defect in the system, for example, or at least to be able to minimize them.
  • the valve element can be actuated via the coupling element by the respective solid-state actuator by the respective activation of the solid-state actuator and thereby into the closed state bringable.
  • the valve element can be actuated via the coupling element by the respective solid-state actuator by the respective activation of the solid-state actuator and can thereby be brought into the closed state and kept in the closed state.
  • neither the first solid-state actuator nor the second solid-state actuator are activated, so that the valve element is in the open state of the valve element from the initial state.
  • the valve element is brought from the open state into the closed state by the solid-state actuators, in particular moved, and held in the closed state, for example.
  • the fluid is conveyed, in particular pumped, to the driven element by the solid-state actuators, as a result of which the driven element is acted upon by the fluid.
  • the driven element is moved from the evasive position into the holding position, as a result of which, for example, the component is moved from the second position to the first position.
  • the output element is held in the holding position, and the component is also held in the first position.
  • the system is brought into the first state and kept in the first state.
  • the solid-state actuators no longer convey fluid to the driven element, and the solid-state actuators allow the valve element to be adjusted from the closed state to the open state.
  • the output element can then move from the holding position to the avoidance position, in particular under the load, and the system enters the safe second state.
  • the respective activation of the respective actuator causes the respective actuator to be deflected, for example, that is to say deformed and thereby enlarged, for example.
  • the respective activation of the respective actuator causes, for example, a complete or only a half deflection of the respective actuator. In other words, for example, the respective actuator is only partially, only half or fully deflected by the respective activation.
  • both solid-state actuators are deflected only partially, in particular only half, or only one of the solid-state actuators is deflected, in particular completely.
  • the solid state actuators include, for example, polymer actuators, piezo actuators and shape memory alloy actuators, ie those actuators which are formed from at least one shape memory alloy or comprise at least one shape memory alloy.
  • the invention is based on the finding that solid-state actuators have a high level of functional safety and a very high force density.
  • a disadvantage of conventional solid-state actuators is that only a small deflection of the solid-state actuator can be brought about, for example, by driving a solid-state actuator.
  • Activation means, for example, that when the respective solid-state actuator is activated, electrical energy, in particular electrical voltage, is applied to the respective solid-state actuator or such an electrical voltage is not applied to the respective solid-state actuators during the respective activation. It is thus provided, for example during or in the respective active phase, that electrical energy, in particular electrical current, is applied or applied to the respective solid-state actuator. It is thus provided, for example in or during the respective inactive phase, that electrical energy or electrical voltage is not applied to the respective solid-state actuator. The reverse is also possible.
  • the respective actuator causes a deformation and thus a deflection of the respective actuator.
  • the actuator device according to the invention now enables a particularly rapid release of a transition of the system from the first state to the second state, since both solid-state actuators can act on the valve element common to the solid-state actuators via the coupling element common to the solid-state actuators.
  • the actuator device according to the invention makes it possible to enable the system particularly quickly or in a particularly short time with regard to a transition from the first state to the second state, so that, for example, starting from the first state, the particularly safe second state of the system is particularly fast and can therefore be approved or discontinued in a short time.
  • the actuator device makes it possible for the system to transition from the first state to the second state or to bring about such a transition in a short time and thus particularly quickly.
  • the system is, for example, force-free and/or voltage-free and/or the system is braked, so that a particularly safe state can be set.
  • the actuator device has at least one reservoir for receiving and storing the fluid.
  • a further embodiment is characterized in that the respective solid-state actuator is assigned at least or exactly one drive element, which can be actuated, in particular moved, by the respective solid-state actuator and by controlling the respective solid-state actuator, whereby the fluid can be conveyed through the respective drive element with the output element .
  • the output element can also be moved into the holding position or held in the holding position against particularly high loads, so that a particularly high level of functional safety of the actuator device can be achieved.
  • the reservoir is provided, for example, in addition to the actuators, in addition to the drive elements and in addition to the driven element, so that particularly reliable operation can be ensured.
  • the fluid in the respective inactive phase of the respective solid-state actuator following the respective activation of the respective solid-state actuator, the fluid can be sucked out of the reservoir by the drive element and by subsequent activation of the respective solid-state actuator, i.e. in the respective active phase of the respective solid-state actuator to be promoted by the drive element from the respective drive element to the driven element.
  • the actuators and with them the drive elements can be switched particularly quickly between the respective active phase and the respective inactive phase, since, for example, the creation of an excessive negative pressure in the respective drive element can be avoided.
  • the discharge channel is, for example, fluidly connected to the reservoir or opens into the reservoir, so that For example, the fluid that flows away or flows away from the driven element by releasing the discharge channel, flows into the reservoir and can thus be collected and stored in the reservoir.
  • a further embodiment is characterized in that a first of the drive elements in the inactive phase following the activation of the solid-state actuator assigned to the first drive element can be actively moved via the coupling element by the solid-state actuator assigned to the second drive element as a result of the activation of the solid-state actuator assigned to the second drive element or is moved that the first drive element sucks the fluid from the reservoir.
  • the first solid-state actuator is assigned to the first drive element
  • the second solid-state actuator is assigned to the second drive element.
  • the second solid-state actuator or its control thus causes the first drive element to be moved via the coupling element by the second solid-state actuator in such a way that the first drive element draws in the fluid from the reservoir.
  • the first solid-state actuator or its activation causes the second drive element to be moved via the coupling element by the first solid-state actuator in such a way that the second drive element draws in fluid from the reservoir.
  • the second drive element conveys the fluid from the second drive element to the driven element.
  • the first drive element delivers fluid from the first drive element to the driven element.
  • the respective drive element can be moved, for example, in a translatory manner, in particular relative to the respective drive housing, in particular along a direction of movement.
  • the respective drive element can be designed as a piston, for example, with the respective drive element delimiting a respective cylinder or a respective receiving space, for example, in which the drive element can be movably arranged.
  • a first region, in which the respective drive element can be moved, in particular translationally, by controlling the respectively assigned solid-state actuator extends against the respective drive element and/or against a second region in which the solid-state actuators are arranged a membrane that is in particular elastically deformable and can be moved along with the respective drive element.
  • the coupling element is arranged in the first area. As a result, a particularly rapid transition from the first state to the second state can be guaranteed.
  • the coupling element engages in a respective recess of the respective drive element.
  • the coupling element can be moved along with the respective drive element.
  • the drive elements differ from one another with regard to their respective fluidically, in particular hydraulically, effective area for conveying the fluid, which is in the form of a liquid, for example.
  • the fluidically effective surface runs for example perpendicular to the direction of movement, so that by moving the drive element onto the fluid over the surface of the respective drive element, a force or pressure is or can be exerted on the fluid, the fluid being conveyed by the force or by the pressure.
  • One of the areas has a first value, the other area having a value greater or less than the first value.
  • the second area is larger or smaller than the one area.
  • the fluid can be conveyed with great force by the drive element having one surface.
  • the fluid can be conveyed through the drive element having one surface with a greater force but at a lower speed than through the drive element having the other surface.
  • the fluid can be conveyed particularly quickly or more quickly by the drive element having the other surface, but with less force than by the drive element having one surface.
  • the fluid can be conveyed in line with requirements.
  • the solid-state actuators are coupled to one another via the coupling element. This can ensure, for example, that the valve element is held in the closed state by one of the actuators while the other actuator is in its inactive phase, while one actuator is in its active phase, for example, and vice versa. As a result, a particularly high level of functional safety of the actuator device according to the invention can be guaranteed.
  • the solid-state actuators are coupled to one another via the coupling element and bypassing the drive elements.
  • the actuators can switch particularly quickly between the respective active phase and the respective inactive phase.
  • the actuator device includes an electronic computing device, also referred to as a control unit, control device or control device, which is designed to control the solid-state actuators alternately, so that when one of the solid-state actuators is controlled, the other actuator is not controlled and vice versa.
  • the solid-state actuators can work as a pump in order to convey the fluid to the driven element, in particular to pump it, and thus to hold the driven element in the holding position, in particular against the load.
  • the respective solid-state actuator that is in its active phase can keep the valve element in the closed state, while the respective other solid-state actuator is in its inactive phase. An undesired adjustment of the valve element from the closed state to the open state can thus be effectively prevented.
  • a further embodiment is characterized in that the computing device is designed to drive the respective solid-state actuator with a sinusoidal electric current, the sinusoidal currents for driving the solid-state actuators being phase-shifted by 180 degrees with respect to one another.
  • the sinusoidal currents are preferably phase-shifted relative to one another by an angular amount, the angular amount corresponding to 360 degrees divided by the number of solid-state actuators.
  • the angular amount results from the fact that 360 degrees is divided by the number of solid-state actuators.
  • the actuator device has exactly two solid-state actuators in the form of the solid-state actuators mentioned above, the angular amount is 180 degrees. If the actuator device has, for example, exactly three solid-state actuators, then the angle is 120 degrees. If the actuator device has, for example, exactly four solid-state actuators, then the angle is 90 degrees.
  • the respective solid-state actuator is designed as a piezoelectric actuator, as a result of which a particularly high degree of robustness and thus a high level of functional safety of the actuator device can be ensured.
  • the solid-state actuators are arranged in a housing, also referred to as an actuator housing, which is made of Invar.
  • Invar is to be understood as meaning a material or material which is, for example, an iron-nickel alloy or at least includes such an iron-nickel alloy.
  • Invar is to be understood in particular as an iron-nickel alloy with a very low coefficient of thermal expansion.
  • Invar is 64 percent iron by volume or weight and nickel 36 percent by volume or weight.
  • Invar 36 Nilo Alloy 36, Nilvar, NS 36, Permalloy D, Radiometal 36 or Vacodil 36.
  • Invar has the material number 1.3912.
  • Invar may comprise 65% iron by weight or volume and 35% nickel by volume or weight.
  • Invar Nickel in a range of 33 weight or volume percent up to and including 36 percent by weight or volume and iron in a range from 62 percent by weight or volume inclusive to 65 percent by weight or volume inclusive.
  • Invar may comprise cobalt in a range from 4% inclusive to 5% inclusive by weight or volume.
  • the actuator device can be expanded to include further solid-state actuators in a particularly simple manner, so that the actuator device can easily have more than two solid-state actuators.
  • the solid-state actuators By arranging the solid-state actuators in the Invar housing, an at least essentially constant and consistently high performance of the actuator device can be created, in particular at least essentially as a function of temperature influences. This has proven to be particularly advantageous when using the actuator device in a braking system or for a braking system, since it is conventionally difficult, particularly in the case of braking systems, to ensure constant response times and forces independently of use and thus heating. This is now possible by using the actuator device according to the invention.
  • a great advantage of the actuator device according to the invention lies in the possibility of being able to implement a consistent electrification of safety systems.
  • the actuator device according to the invention can be implemented particularly advantageously for a safety system in order to be able to bring about the secure second state quickly and robustly.
  • pneumatic and/or hydraulic components can be omitted and greater flexibility in design can be achieved.
  • costs and weight can be saved while at the same time the actuator device can be better regulated and/or controlled.
  • additional sensors for status monitoring are completely dispensed with can.
  • valve element which acts as a switching valve
  • switching times for releasing the discharge channel can be realized in less than a millisecond, which is particularly advantageous for safety applications.
  • Such a short switching time has not previously been possible with mechanical systems.
  • the release of the discharge channel i.e. switching over or adjusting or bringing the valve element from the closed state to the open state, is, for example, an opening of the actuator device, since by releasing the discharge channel the fluid or such a sufficiently large quantity of the fluid from the driven element, in particular under the influence the load, so that a transition of the system from the first state to the second state is allowed or effected, and this in a very short time, i.e. at a high speed.
  • the solid-state actuators differ from one another in terms of their respective functional principle.
  • one of the actuators is a solid state actuator of a first type and the other actuator is a solid state actuator of a second type different from the first type.
  • the second actuator is, for example, a shape memory alloy actuator or a polymer actuator.
  • a second aspect of the invention relates to a method for operating an actuator device, in particular an actuator device according to the invention.
  • the actuator device has at least one output element, which can be acted upon by a fluid, in particular a liquid, and can thereby be moved into a holding position and, for example, be held in the holding position against a load acting on the output element.
  • the actuator device at least one first solid-state actuator and at least one second solid-state actuator, which are controlled alternately, in particular by the electronic computing device, whereby the fluid is conveyed to the driven element and the driven element is acted upon by the fluid.
  • the actuator device has a coupling element that is common to the solid-state actuators and has at least one discharge channel, via which the fluid can be discharged from the output element.
  • the actuator device has at least one valve element, which is actuated via the coupling element by the respective solid-state actuator by the respective activation of the respective solid-state actuator and is thereby brought into a closed state that blocks the discharge channel and is held in the closed state in which under Blocking the discharge channel, the driven element is held in the holding position by the fluid, in particular against the load.
  • the valve element moves from the closed state to an open state that releases the discharge channel, in which the valve element allows or at least allows the fluid to be discharged from the output element into the discharge channel part of the fluid is discharged from the driven element via the discharge channel.
  • the driven element deviates from the load and moves from the holding position into at least one evasive position that differs from the holding position, the driven element moving, for example, translationally and/or rotationally from the holding position into the evasive position.
  • the feature that the driven element moves from the holding position into the evasive position can be understood to mean that the driven element is moved from the holding position into the evasive position, in particular by the load acting on the driven element.
  • the adjustment of the valve element from the closed state to the open state allows a movement of the driven element from the holding position to the evasive position.
  • the feature that the driven element moves from the holding position into the evasive position can be understood to mean that at least a part or a partial area of the driven element moves from the holding position into the evasive position.
  • the actuator device according to the invention and/or the method according to the invention can be used particularly advantageously for a parking lock of a transmission of a motor vehicle.
  • the aforementioned system is designed as a parking lock of a transmission of a motor vehicle.
  • the transmission has, for example, at least one shaft which can be or is coupled to at least one or more wheels of the motor vehicle, so that the at least one wheel can be driven by the shaft and/or vice versa.
  • the motor vehicle is supported on a floor downwards in the vertical direction of the vehicle via the at least one wheel.
  • the shaft can be rotated about an axis of rotation relative to a housing of the transmission, the shaft being at least partially accommodated in the housing, for example.
  • the parking lock includes a ratchet wheel which is connected to the shaft in a torque-proof manner and has at least one or more recesses.
  • the recesses are formed, for example, by a tooth system and are arranged in the circumferential direction of the ratchet wheel between the respective teeth of the tooth system.
  • the ratchet wheel may be a component formed separately from the shaft and non-rotatably connected to the shaft, or the ratchet wheel may be formed integrally with the shaft.
  • the parking lock also includes a pawl which can be moved, in particular pivoted, between at least one locking position and at least one release position, in particular relative to the housing and/or relative to the shaft. For example, the pawl is held at least indirectly on the housing.
  • the pawl In the locked position, the pawl interacts in a form-fitting manner with the ratchet wheel, in that the pawl engages in the recess or in one of the recesses.
  • the ratchet wheel and the shaft non-rotatably connected to the ratchet wheel are secured via the pawl against rotation about the axis of rotation relative to the housing. This prevents the shaft from rotating relative to the housing, so the wheel cannot rotate either.
  • the motor vehicle parked on a slope for example, is secured against undesired rolling away.
  • the actuator device is now designed, for example, to move the pawl from the locked position into the released position by conveying the fluid.
  • the pawl is moved into the release position, for example.
  • the actuator device allows the pawl to move from the release position to the locked position, or by allowing the driven element to move from the holding position to the evasive position, the actuator device causes the pawl to move out of the position, for example release position to the locked position.
  • at least one spring is provided, which is tensioned at least in the release position and thereby provides a spring force at least in the release position, which acts at least indirectly on the pawl.
  • the actuator device can thus move the pawl against the spring force into the release position and/or in the release position keep. Allowing the driven element to move into the evasive position allows the spring to relax at least partially. As a result, the pawl is moved particularly quickly into the locked position by the spring force.
  • the spring force moves the output element into the evasive position or the spring force can support the movement of the output element into the evasive position.
  • the actuator device thus makes it possible, on the one hand, to move the pawl into the release position as required and sufficiently quickly.
  • the actuator device can cause or allow a particularly rapid movement of the pawl into the locked position.
  • FIG 1 1 shows a schematic representation of an actuator device, designated as a whole by 10, which is used, for example, in or for a system, in particular a safety system.
  • the system mentioned has, for example, at least one component which, in particular in a first state of the system, provides a load and exerts it on the actuator device 10 .
  • This burden is in FIG 1 illustrated by an arrow F, also referred to as a force arrow.
  • the system assumes the first state, for example, during normal operation of the system, with the system not having any errors or defects during normal operation. In the first state, the system is under tension and/or force, for example, or in the first state there is no braking of the system.
  • the actuator device 10 has at least or precisely one output element 12 which is coupled or can be coupled to the named component, for example.
  • the component exerts the load indicated by the arrow F and formed, for example, as a force on the output element 12 .
  • the driven element 12 is, for example, a bellows.
  • the driven element 12 has, for example, at least or precisely one chamber 14 which can be supplied with a fluid, in particular with a liquid. This means that the fluid can, for example, be introduced into the chamber 14 and discharged from the chamber 14 or discharged from the chamber 14 . By introducing the fluid into the chamber 14, the driven element 12 is acted upon by the fluid.
  • At least one partial area 16 of the output element 12, also referred to as part delimits the chamber 14 at least partially, so that at least the partial area 16 can be acted upon by the fluid, in particular by the fluid being introduced or introduced into the chamber 14.
  • the output element 12, in particular the partial area 16, can thus be acted upon by the fluid and thereby converted into an in FIG 1 shown holding position H movable and to keep, for example, against the load in the holding position.
  • the partial area 16 or the output element 12 can yield to the load or give way, as a result of which the partial area 16 or the output element 12 becomes loose the holding position H into an evasive position A illustrated, for example, by a dashed line, in particular in a translatory manner.
  • the partial area 16 is thus, for example, along an in FIG 1 by a double arrow 18 illustrated direction of movement, in particular translatory, between the holding position H and the evasive position A movable.
  • the actuator device 10 has at least one first solid-state actuator 20 and at least one second solid-state actuator 22 .
  • the solid-state actuators 20 and 22 are also referred to simply as actuators and are designed, for example, as piezoelectric actuators.
  • the respective actuator is also referred to as a piezo actuator, for example.
  • the actuators are alternately controlled by an in FIG 1 particularly schematically illustrated electronic computing device 24 of the actuator device 10 is controlled, whereby the fluid is conveyed through the respective actuator to the driven element 12 and, for example, into the chamber 14, in particular pumped.
  • the output element 12, in particular the partial area 16 is acted upon by the fluid.
  • the respective solid-state actuator 20 or 22 can be configured as a piezo actuator or as a polymer actuator or as a shape memory alloy actuator, ie as an actuator that has at least one shape memory alloy and uses it to convey the fluid.
  • electrical energy in particular an electrical current or an electrical voltage
  • electrical energy is applied to the respective actuator, for example.
  • inactive phases and active phases of the respective actuator alternate in succession, with the respective actuator being activated or the respective actuator being activated during or in the respective active phase of the respective actuator.
  • the respective actuator is not controlled or controlled.
  • a deformation of the respective actuator is brought about, in particular in such a way that it moves along an in FIG 1 deformation direction illustrated by a double arrow 26 leads to a deformation of the respective actuator.
  • the respective actuator is enlarged by driving the respective actuator along the direction of deformation, so that a length increase of the respective actuator running along the direction of deformation is caused by driving the respective actuator.
  • the length of the respective actuator is shortened along the deformation direction, for example.
  • Actuator device 10 also has a coupling element 28 common to solid-state actuators 20 and 22, which can be configured, for example, as a coupling element about a pivot axis 30, in particular relative to an in FIG 1 Housing 32 shown particularly schematically, pivotable rocker is formed. Furthermore, for example, the coupling element 30 and thus the pivot axis 30 can be moved in a translatory manner along the direction of deformation, in particular relative to the housing 32 .
  • the actuators are accommodated, for example, at least partially, in particular at least predominantly or completely, in the housing 32, also referred to as the actuator housing.
  • the respective actuator is supported at least indirectly, in particular directly, on the housing 32 .
  • the respective actuator is coupled to the coupling element 28 and via this to the respective other actuator.
  • the actuator device 10 also has at least one discharge channel 34, via which the fluid can be discharged from the chamber 14 and thus from the driven element 12, in particular the partial area 16. If, for example, the fluid initially received in the chamber 14 is discharged from the chamber 14 via the discharge channel 34, the partial area 16 can be moved from the holding position H into the evasive position A by the load.
  • the actuator device 10 has a valve element 36 embodied, for example, as a ball, which in the present case is a component of a check valve 38 .
  • the check valve 38 is arranged in the discharge channel 34 and has the valve element 36 and a corresponding second valve element 40 .
  • the valve element 40 forms, for example, a valve seat for the valve element 36.
  • the valve element 36 is, in particular along the direction of deformation and/or translationally, relative to the valve element 40 and/or relative to the housing 32 between at least one open position releasing the discharge channel 34 and at least one the discharge channel 34 fluidly blocking closed position movable. In the closed position, the valve element 36 sits on the corresponding valve seat formed by the valve element 40 .
  • valve element 36 If the valve element 36 is in the closed position, then the valve element 36 is in a closed state. If the valve element 36 is in the open position, then the valve element 36 is in the open state.
  • the valve element 36 is also coupled to the coupling element 28 and is thus coupled to the actuators via the coupling element 28 .
  • the output element 12 In the closed state or in the closed position, the output element 12 , in particular the partial region 16 , is blocked by the valve element 36 blocking the discharge channel 34 by the element located in the chamber 14 Fluid held in H hold position.
  • the valve element 36 In the open state or in the open position, the valve element 36 allows the fluid to be discharged from the output element 12 or from the chamber 14 and thus from the partial area 16 via the discharge channel 34, as a result of which the valve element 36 causes a movement of the output element 12 or the partial area 16 allows the holding position H in the alternative position A.
  • valve element 36 can be actuated via the coupling element 28 by the respective solid-state actuator 20 or 22 by the respective activation of the respective solid-state actuator 20 or 22 and can thus be brought into the closed state or moved into the closed position and kept in the closed state or in the closed position.
  • the actuator device 10 also has at least one reservoir 42 for receiving and storing the fluid.
  • the load illustrated by an arrow F2 can provide the fluid initially received in the reservoir 42 by the reservoir 42 embodied, for example, as a bellows.
  • the fluid is preferably a liquid, so that the actuator device 10 can be a hydraulic actuator device.
  • first solid-state actuator 20 is assigned a first drive element 44 embodied as a piston, for example, and a second drive element 46 embodied as a piston, for example, is assigned to the second solid-state actuator 22 .
  • the respective drive element 44 or 46 can be moved, for example, along the direction of deformation, in particular translationally.
  • the piston is accommodated, for example, in a drive housing 48 or 50 so that it can move in a translatory manner. If, for example, the respective solid-state actuator 20 or 22 is actuated, the respective piston is thereby moved, for example in a first displacement direction coinciding with the deformation direction, in particular relative to the drive housing 48 or 50 postponed.
  • the respective drive element 44 or 46 When the respective drive element 44 or 46 is moved in the first displacement direction, the fluid flows out of the respective drive housing 48 or 50 into a respective line 56 or 58, through which the fluid flows from the respective drive housing 48 or 50 to the output element 12 and, for example, into the Chamber 14 is passed.
  • the respective drive element 44 or 46 can be actuated, in particular moved, by controlling the respective actuator and thereby by the respective actuator itself, as a result of which the fluid can be or is being delivered from the respective drive element 44 or 46 to the output element 12 .
  • the actuators are controlled alternately, so that, for example, the solid-state actuator 20 is in its active phase while the solid-state actuator 22 is in its inactive phase and so that, for example, the solid-state actuator 22 is in its active phase while the solid-state actuator 20 is in an inactive phase.
  • the valve element 36 is held in the closed state in the first state of the system, and the section 16 is held in the holding position H.
  • valve element 36 moves, in particular as a result of a pressure of the fluid acting on valve element 36, from the closed position to the open position, as a result of which the sub-area is moved from the holding position H to the alternative position A.
  • the system is, for example, disconnected from voltage and/or power and/or the system is braked.
  • valve element 36 The above-mentioned pressure of the fluid acting on the valve element 36 results, for example, from the fact that the load illustrated by the arrow F acts via the partial area 16 on the fluid received in the chamber 14, which, for example, via the discharge channel 34, which is designed as a discharge line, for example, onto the Valve element 36 can act.
  • the valve element 36 can be held in the closed position against the load by the alternating activation of the actuators. If the solid-state actuator 20 and the solid-state actuator 22 are not activated at the same time, the valve element 36 and also the partial area 16 can avoid the load and move into the open position or into the starting position A.
  • a check valve 60 is arranged in the line 52, which opens in the direction of the drive element 44 or in the direction of the drive housing 48 and closes in the opposite direction.
  • the drive element 44 can suck in fluid from the reservoir 42 via the line 52 when it moves in the second displacement direction.
  • a check valve 62 is arranged in the line 54 and opens in the direction of the drive element 46 or in the direction of the drive housing 50 and closes in the opposite direction. This allows the drive member 46 when it is in the moved in the second direction of displacement, sucking in fluid from the reservoir 42 via the line 54 and the check valve 62 .
  • a check valve 64 is arranged in the line 56, which opens in the direction of the driven element 12 and closes in the opposite direction.
  • a check valve 66 is also arranged in the line 58, which blocks in the direction of the drive element 46 and opens in the opposite direction.
  • the drive element 46 moves in the first displacement direction, it can convey the fluid out of the drive housing 50 and through the line 58, as a result of which the drive element 46 can convey the fluid out of the drive housing 50 to or into the driven element 12.
  • the coupling element 28 is preferably rigid or not elastic, in particular not rubber-elastic.
  • the coupling element 28 is inherently rigid or dimensionally stable.
  • the coupling element 28 can be designed in particular as a rocker arm.
  • the valve element 36 functions as a switching valve, which is actuated with the aid of the two solid-state actuators 20 and 22 connected to one another by the coupling element 28 .
  • the switching valve In an initial state, the switching valve is initially open, for example. In this initial state, the actuators are not activated. In other words, the actuators are voltage-free in the initial state.
  • an electrical voltage is applied to the actuators or an electrical voltage is applied to only one of the actuators, so that, for example, both actuators are half or only one of the Actors is fully deflected. This causes the valve element 36 closed and biased. Because of the kinematics that can be implemented by using the coupling element 28, it makes no difference whether one of the actuators is fully deflected or both actuators are half deflected.
  • a sinusoidal actuation of the actuators offset by 180 degrees from one another or phase-shifted is selected, whereby a pump is implemented without the switching valve being opened, since a closing force for holding the switching valve in the closed position via the mechanical coupling element 28 and is not realized via a hydraulic pressure in the actuator device 10.
  • This means that the fluid can be pumped to and into the driven element 12 by the actuators, while the valve element 36 remains in the closed position.
  • the actuator device 10 has exactly two actuators.
  • at least one or more further solid-state actuators are provided, which are coupled to one another via the coupling element 28 so that the valve element 36 can be actuated by the respective solid-state actuator via the coupling element 28 .
  • the number of which is at least two, three, four or more a sinusoidal activation of the actuators that is offset relative to one another by an angular amount or phase-shifted is selected, as a result of which the pump described above is implemented.
  • the angular amount results from 360 degrees divided by the number of actuators.
  • valve element 36 switching valve
  • a pressure in particular of the fluid, also referred to as system pressure and prevailing in chamber 14, for example.
  • the pumping of the fluid causes a pressure build-up in the hydraulic output element 12, in particular the chamber 14.
  • This pumping and thus the pressure build-up in the output element 12 take place via the alternating actuation, also as an actuation designated activation of the actuators, whereby an alternating actuation of the two hydraulic drive elements 44 and 46 is realized.
  • check valves 60, 62, 64 and 66 and their arrangement ensures that in each cycle, i.e.
  • the actuation of the actuators can be implemented using particularly simple and therefore cost-effective power electronics, since the actuation can take place at least with almost no reactive power.
  • the reason for this is that the electrical energy can always be shifted back and forth between the two capacities of the actuators by this control. If, for example, a fixed reversal frequency is selected with the help of an inductance, a clocked output stage and the filters required for it can also be dispensed with.
  • the valve element 36 preferably has at least one hydraulically active surface.
  • a pressure of the fluid acting on the valve element 36 can be detected via this surface and, for example, by a pressure sensor.
  • the system pressure can be detected, in particular determined, due to the good electromechanical coupling, as a result of which pressure monitoring, in particular permanent, is made possible.
  • FIG 2 shows a second embodiment of the actuator device 10.
  • two driven elements 12 are provided, for example, and the driven element 12 has two driven parts.
  • the housing 32 is formed of invar, so that an advantageous Temperature compensation can be realized.
  • the actuators are accommodated in the housing 32 .
  • the actuator device 10 has a membrane 68, in particular an elastically deformable membrane.
  • a first region 70 in which the respective drive element 44 or 46 can be moved, is through the membrane 68 against the respective drive element 44 or 46 or against the respective drive housing 48 or 50 and/or against the housing 32 and/or against a second Area 72 in which the solid state actuators 20 and 22 are arranged sealed.
  • the two hydraulic drive elements 44 and 46 are sealed by the membrane 68.
  • the coupling element 28 is connected to the drive elements 44 and 46 in such a way that the coupling element 28 engages in a respective recess 74 or 76, e.g. designed as a cutout, of the respective drive element 44 or 46, e.g. designed as a piston.
  • the previously mentioned temperature compensation for the solid-state actuators 20 and 22 is implemented in such a way that the parallel housing 32, for example, is formed from an advantageous material such as Invar.
  • the parallel housing 32 for example, is formed from an advantageous material such as Invar.
  • the actuator device 10 can be designed as an integrating actuator unit with a quick-release function, the actuator device 10 being an integrating actuator unit in that the fluid is pumped to and in particular into the driven element 12 by the alternate activation of the solid-state actuators 20 and 22 .
  • the aforementioned quick release function can be easily represented without an integrating process in that the solid state actuators 20 and 22 such be switched voltage-free, that both a driving of the first solid-state actuator 20 and a driving of the second solid-state actuator 22 is omitted at the same time. As a result, a rapid transition of the system from the first state to the second state can be permitted or effected.
  • the actuators can function or be operated like a so-called electronic blade.
  • the respective actuator By controlling the respective actuator, ie by applying an electric current to the respective actuator, the respective actuator expands, for example. If the control ends, the respective actuator contracts again. Then or at the moment when or in which one of the actuators contracts, electric charge is shifted from one actuator to or into the other actuator and vice versa. As a result, the mentioned electronics blade is realized.
  • a further advantage of the invention is that the actuators can be operated at a very low frequency of less than 10 Hertz or can be controlled alternately in order to remain in position. As a result, depolarization or repolarization of the actuators, which are designed as piezo actuators, for example, can be avoided.
  • a force limitation is implemented by appropriately dimensioning the actuators. It can thereby be ensured that the valve element 36, in particular always, is opened, ie it is moved into the open state, when a force acting, for example, on the driven element 12 reaches or exceeds a threshold value.
  • the threshold value can be set or specified by appropriately dimensioning the actuators. In other words, equals or exceeds the force exceeds the threshold value, the valve element 36 opens.
  • the valve element 36 is, for example, in particular also adjusted to the open state when the force exceeds the threshold value while the actuators or at least or exactly one of the actuators is being controlled.
  • the force limitation can be implemented via a so-called offset or basic voltage, in particular the activation of the respective actuator.
  • the activation of the respective actuator has at least or exactly two voltage components: A first of the voltage components is the basic voltage, which is a basic voltage increase above the zero line.
  • the second voltage component is a sine wave to implement the sinusoidal drive or the sinusoidal current. For example, the sine wave sets the speed at which it pumps.
  • the threshold value or the force limitation can be set by setting the basic voltage.
  • the actuators can be designed as inherently safe actuators.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Aktorvorrichtung sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Aktorvorrichtung.
  • Bei vielen sicherheitsrelevanten Anwendungen wie zum Beispiel Leistungsschaltern, Aufzügen, Robotern, Fördersystemen etc. sind Aktoren wie beispielsweise Sicherheitsschalter, Klemmeinheiten und/oder Bremsen vorteilhaft, die beispielsweise im Notfall das jeweilige System möglichst schnell kraft- und/oder spannungsfrei schalten und/oder durch ein gezieltes Bremsen schnell zum Stillstand bringen sollen. Oftmals werden Zeiten von weniger als 10 Millisekunden gefordert, um durch den jeweiligen Aktor einen gewünschten Zustand des Systems zu bewirken, das heißt beispielsweise um das System kraft- und/oder spannungsfrei zu schalten und/oder abzubremsen. Um den gewünschten Zustand durch den jeweiligen Aktor schnell einstellen zu können, können zum einen große Kräfte erforderlich sein. Zum anderen jedoch ist auch eine hohe funktionale Sicherheit des Aktors wünschenswert. Dies bedeutet, dass bei einem Ausfall der Spannungsversorgung oder bei einem Defekt einer Elektronik der jeweilige Aktor selbstständig einen Sicherungszustand einnehmen beziehungsweise in einen sicheren Zustand wechseln sollte.
  • Ein Bremsen, Freigeben und/oder Schalten erfolgt üblicherweise über ein Freigeben eines Kraftspeichers und/oder einer entsprechenden Kontaktkraft. Eine hierfür erforderliche potentielle Energie wird dabei mithilfe einer Spindel und/oder mithilfe eines Hydraulik- und/oder Pneumatikzylinders aufgebaut und über eine Auslöseeinheit freigegeben beziehungsweise zurückgesetzt. Damit erfolgt eine Krafterzeugung meist getrennt mithilfe einer Pumpe oder eines Elektromotors, und das Lösen mithilfe einer elektromechanischen Auslöseeinheit oder einem Ventil. Sieht beispielsweise die funktionale Sicherheit eine Zustandsüberwachung vor, dann ist zusätzlich noch ein Kraft-, Druck- und/oder Positionssensor vorteilhaft. Ferner sind bei Systemen mit höherer Kraftdichte Hydraulik- beziehungsweise Pneumatikkomponenten erforderlich, was jedoch aus unterschiedlichen Gründen insbesondere im Hinblick auf eine Medienversorgung, einen Wartungsaufwand und einen hohen Bauraumbedarf systemische Nachteile mit sich bringen kann oder auch untersagt wird.
  • Ein Beispiel einer Aktorvorrichtung mit zwei Festkörperaktoren, die ein Abtriebselement mit einem Fluid beaufschlagen, ist aus der KR 2017 0055880 A bekannt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Aktorvorrichtung sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Aktorvorrichtung zu schaffen, sodass durch die Aktorvorrichtung beziehungsweise durch das Verfahren ein gewünschter Zustand eines Systems beziehungsweise einer Einrichtung schnell und sicher herbeigeführt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Aktorvorrichtung, insbesondere für ein System beziehungsweise für eine Einrichtung. Durch die Aktorvorrichtung kann beispielsweise ein gewünschter und insbesondere sicherer Zustand des Systems in kurzer Zeit bewirkt, insbesondere eingestellt, werden. Der gewünschte Zustand kann durch die erfindungsgemäße Aktorvorrichtung schnell und besonders sicher eingestellt beziehungsweise bewirkt werden, da eine besonders hohe funktionale Sicherheit der erfindungsgemäßen Aktorvorrichtung selbst realisiert werden kann.
  • Hierzu weist die erfindungsgemäße Aktorvorrichtung wenigstens ein Abtriebselement auf, welches mit einem Fluid, insbesondere mit einer Flüssigkeit, beaufschlagbar und dadurch in eine Haltestellung bewegbar sowie beispielsweise entgegen einer auf das Abtriebselement wirkenden Belastung in der Haltestellung zu halten ist, das heißt gehalten werden kann. Die Aktorvorrichtung kann somit beispielsweise über das Abtriebselement eine der Belastung entgegenwirkende Gegenkraft bereitstellen, um dadurch beispielsweise das zuvor genannte System insbesondere dann, wenn sich das System in einem Normalbetrieb befindet und keine Fehlfunktion aufweist, in einem ersten Zustand des Systems zu halten.
  • Die genannte Belastung ist beispielsweise eine Kraft und/oder ein Drehmoment und/oder eine andere Last, die beispielsweise, insbesondere bei dem Normalbetrieb, von wenigstens einem Bauelement des Systems auf die Aktorvorrichtung, insbesondere auf das Abtriebselement, wirken kann. In vollständig hergestelltem Zustand des Systems kann das System die Aktorvorrichtung umfassen. Mit anderen Worten kann im vollständig hergestellten Zustand des Systems die erfindungsgemäße Aktorvorrichtung Bestandteil des Systems sein.
  • Die Aktorvorrichtung umfasst darüber hinaus wenigstens zwei Festkörperaktoren. Beispielsweise wird einer der Festkörperaktoren auch als erster Festkörperaktor bezeichnet, wobei der andere der Festkörperaktoren auch als zweiter Festkörperaktor bezeichnet wird. Die Festkörperaktoren sind beziehungsweise werden abwechselnd ansteuerbar beziehungsweise angesteuert. Durch das abwechselnde Ansteuern der Festkörperaktoren ist durch die Festkörperaktoren das Fluid zu dem Abtriebselement zu fördern, wodurch das Abtriebselement mit dem Fluid beaufschlagbar ist beziehungsweise beaufschlagt wird. Dadurch, dass die Festkörperaktoren, welche einfach auch als Aktoren bezeichnet werden, abwechselnd angesteuert werden, wird beispielsweise der jeweilige Festkörperaktor für sich betrachtet abwechselnd angesteuert und nicht angesteuert. Somit wechseln sich aktive Phasen und inaktive Phasen des jeweiligen Aktors aufeinanderfolgend ab, sodass auf eine jeweilige aktive Phase des jeweiligen Aktors eine jeweilige inaktive Phase des jeweiligen Aktors folgt. Während beziehungsweise in der aktiven Phase wird der jeweilige Aktor angesteuert. Mit anderen Worten erfolgt in beziehungsweise während der jeweiligen aktiven Phase des jeweiligen Aktors ein Ansteuern des jeweiligen Aktors, wobei in beziehungsweise während der jeweiligen inaktiven Phase ein Ansteuern des jeweiligen Aktors unterbleibt. Da die Aktoren abwechselnd angesteuert werden, befindet sich beispielsweise der erste Festkörperaktor in seiner aktiven Phase, während sich der zweite Festkörperaktor in seiner inaktiven Phase befindet, und der erste Festkörperaktor befindet sich in einer inaktiven Phase, während sich der zweite Festkörperaktor in seiner aktiven Phase befindet. Beispielsweise liegt zwischen zwei direkt beziehungsweise unmittelbar aufeinanderfolgenden aktiven Phasen des jeweiligen Aktors genau eine inaktive Phase des jeweiligen Aktors, und zwischen zwei unmittelbar beziehungsweise direkt aufeinanderfolgenden inaktiven Phasen des jeweiligen Aktors liegt genau eine aktive Phase des jeweiligen Aktors. Unter dem Merkmal, dass die zwei aktiven beziehungsweise inaktiven Phasen unmittelbar beziehungsweise direkt aufeinanderfolgen, ist zu verstehen, dass zwischen den zwei unmittelbar beziehungsweise direkt aufeinanderfolgenden aktiven beziehungsweise inaktiven Phasen keine weiteren anderen aktiven beziehungsweise inaktiven Phasen liegen.
  • Bei dem Fluid kann es sich um ein Gas handeln. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Fluid jedoch um eine, insbesondere zumindest im Wesentlichen inkompressible, Flüssigkeit, sodass das Abtriebselement beispielsweise ein hydraulisches Abtriebselement beziehungsweise ein hydraulisch betätigbares oder betreibbares Abtriebselement ist.
  • Die Aktorvorrichtung umfasst darüber hinaus ein den Festkörperaktoren gemeinsames Koppelelement sowie wenigstens einen Abführkanal, über welchen das Fluid von dem Abtriebselement abführbar ist. Mit anderen Worten kann das Fluid, welches durch den jeweiligen Aktor zu dem Abtriebselement gefördert wird beziehungsweise gefördert wurde, um dadurch beispielsweise das Abtriebselement mit dem Fluid zu beaufschlagen und in die Haltestellung zu bewegen beziehungsweise in der Haltestellung zu halten, von dem Abtriebselement abgeführt werden. Darüber hinaus weist die Aktorvorrichtung wenigstens ein beispielsweise als Rückschlagventil ausgebildetes Ventilelement auf, welches zwischen wenigstens einem den Abführkanal versperrenden Schließzustand und wenigstens einem den Abführkanal freigebenden Offenzustand verstellbar ist. Dies bedeutet, dass in dem Schließzustand der Abführkanal durch das Ventilelement versperrt, das heißt fluidisch versperrt oder fluidisch verschlossen ist, sodass der Abführkanal nicht von dem Fluid durchströmt werden kann. In dem Offenzustand jedoch gibt das Ventilelement den Abführkanal frei, sodass in dem Offenzustand Fluid durch den Abführkanal hindurchströmen kann. Der Schließzustand korrespondiert beispielsweise mit wenigstens einer Schließstellung des Ventilelements, wobei der Offenzustand beispielsweise mit wenigstens einer Offenstellung des Ventilelements korrespondiert. Das Ventilelement ist beispielsweise, insbesondere translatorisch und/oder rotatorisch, zwischen der Schließstellung und der Offenstellung bewegbar, insbesondere relativ zu einem Gehäuse einer Ventileinrichtung, die beispielsweise das Gehäuse, welches auch als Ventilgehäuse bezeichnet wird, und das Ventilelement umfasst.
  • In dem Schließzustand ist unter durch das Ventilelement bewirktem Versperren des Abführkanals das Abtriebselement durch das Fluid, insbesondere entgegen der Belastung, in der Haltestellung zu halten. Mit anderen Worten, befindet sich das Ventilelement in dem Schließzustand, so kann kein Fluid oder keine übermäßige Menge des Fluids von dem Abtriebselement abströmen beziehungsweise aus dem Abtriebselement ausströmen, wodurch das Abtriebselement durch das Fluid, welches das Abtriebselement beaufschlagt beziehungsweise sich beispielsweise in dem Abtriebselement befindet, in der Haltestellung gehalten wird.
  • In dem Offenzustand jedoch lässt das Ventilelement ein Abführen des Fluids von dem Abtriebselement über den Abführkanal und dadurch eine beispielsweise der Belastung ausweichende Bewegung des Abtriebselements aus der Haltestellung in wenigstens eine von der Haltestellung unterschiedliche Ausweichstellung zu. Mit anderen Worten, da das Ventilelement den Abführkanal in dem Offenzustand freigibt, kann das Fluid beziehungsweise kann eine gegenüber dem Schließzustand größere Menge des Fluids von dem Abführelement abströmen beziehungsweise wegströmen, da das Fluid den Abführkanal durchströmen kann. In der Folge wird das Abtriebselement nicht mehr durch das Fluid entgegen der Belastung in der Haltestellung gehalten, sodass das Abtriebselement der Belastung ausweichen kann beziehungsweise ausweicht und, insbesondere durch die Belastung, aus der Haltestellung in die Ausweichstellung bewegt wird. Mit anderen Worten kann das Abtriebselement in dem Offenzustand des Ventilelements der Belastung ausweichen und sich somit in die Ausweichstellung bringen. Hierdurch lässt beispielsweise das Abtriebselement eine Bewegung des zuvor genannten Bauelements des Systems aus einer ersten Position, die das Bauelement in dem ersten Zustand einnimmt, in eine von der ersten Position unterschiedliche zweite Position zu, die das Bauelement beispielsweise in einem von dem ersten Zustand unterschiedlichen zweiten Zustand einnimmt. Die Aktorvorrichtung kann somit einen Übergang des Systems aus dem ersten Zustand in den zweiten Zustand zulassen beziehungsweise bewirken. Mit anderen Worten kann die erfindungsgemäße Aktorvorrichtung ein Umschalten des Systems von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand schnell, robust und funktionssicher bewirken, insbesondere indem eine Verstellung des Ventilelements aus dem Schließzustand in den Offenzustand zugelassen beziehungsweise bewirkt wird.
  • Der zweite Zustand ist beispielsweise ein Fehler- oder Sicherheitszustand, in welchem das System kraft- und/oder spannungsfrei ist und/oder gebremst wird, um beispielsweise aus einem Fehler oder Defekt des Systems resultierende Folgen vermeiden oder zumindest gering halten zu können.
  • Dabei ist das Ventilelement über das Koppelelement vom jeweiligen Festkörperaktor durch das jeweilige Ansteuern des Festkörperaktors betätigbar und dadurch in den Schließzustand bringbar. Beispielsweise ist das Ventilelement über das Koppelelement vom jeweiligen Festkörperaktor durch das jeweilige Ansteuern des Festkörperaktors betätigbar und dadurch in den Schließzustand bringbar und in dem Schließzustand zu halten. Mit anderen Worten, beispielsweise in einem Ausgangszustand der erfindungsgemäßen Aktorvorrichtung unterbleiben sowohl ein Ansteuern des ersten Festkörperaktors als auch ein Ansteuern des zweiten Festkörperaktors, sodass sich das Ventilelement von dem Ausgangszustand in den Offenzustand des Ventilelements befindet. Werden dann die Festkörperaktoren auf die beschriebene Weise abwechselnd angesteuert, insbesondere elektrisch angesteuert, so wird das Ventilelement aus dem Offenzustand in den Schließzustand durch die Festkörperaktoren gebracht, insbesondere bewegt, und beispielsweise in dem Schließzustand gehalten. Außerdem wird durch die Festkörperaktoren das Fluid zu dem Abtriebselement gefördert, insbesondere gepumpt, wodurch das Abtriebselement mit dem Fluid beaufschlagt wird. Dadurch wird beispielsweise das Abtriebselement aus der Ausweichstellung in die Haltestellung bewegt, wodurch beispielsweise das Bauelement aus der zweiten Position in die erste Position bewegt wird. Außerdem wird das Abtriebselement in der Haltestellung gehalten, und auch das Bauelement wird in der ersten Position gehalten. Dadurch wird beispielsweise das System in den ersten Zustand gebracht und in dem ersten Zustand gehalten.
  • Kommt es dann beispielsweise zu einem Fehlerfall, aus welchem resultiert, dass sowohl eine Ansteuerung des ersten Festkörperaktors als auch eine Ansteuerung des zweiten Festkörperaktors gleichzeitig unterbleiben, so wird durch die Festkörperaktoren kein Fluid mehr zu dem Abtriebselement gefördert, und die Festkörperaktoren lassen eine Verstellung des Ventilelements aus dem Schließzustand in den Offenzustand zu. Wie zuvor beschrieben kann sich dann das Abtriebselement, insbesondere unter der Belastung, aus der Haltestellung in die Ausweichstellung bewegen, und das System kommt in den sicheren zweiten Zustand.
  • Durch das jeweilige Ansteuern des jeweiligen Aktors wird der jeweilige Aktor beispielsweise ausgelenkt, das heißt verformt und dabei beispielsweise vergrößert. Durch die jeweilige Ansteuerung des jeweiligen Aktors wird beispielsweise ein vollständiges oder aber nur ein halbes Auslenken des jeweiligen Aktors bewirkt. Mit anderen Worten wird beispielsweise der jeweilige Aktor durch das jeweilige Ansteuern nur teilweise, nur halb oder vollständig ausgelenkt. Insbesondere ist es denkbar, dass beide Festkörperaktoren nur teilweise, insbesondere nur halb, ausgelenkt werden oder es wird nur einer der Festkörperaktoren, insbesondere vollständig, ausgelenkt.
  • Zu den Festkörperaktoren gehören im Rahmen der Erfindung beispielsweise Polymeraktoren, Piezoaktoren und Formgedächtnislegierungsaktoren, das heißt solche Aktoren, welche zumindest aus einer Formgedächtnislegierung gebildet sind beziehungsweise wenigstens eine Formgedächtnislegierung umfassen.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass Festkörperaktoren zum einen eine hohe funktionelle Sicherheit aufweisen und zum anderen eine sehr hohe Kraftdichte besitzen. Ein Nachteil von herkömmlichen Festkörperaktoren ist jedoch, dass beispielsweise durch Ansteuern eines Festkörperaktors eine nur geringe Auslenkung des Festkörperaktors bewirkbar ist. Unter dem Ansteuern ist beispielsweise zu verstehen, dass bei dem Ansteuern des jeweiligen Festkörperaktors elektrische Energie, insbesondere elektrische Spannung, an den jeweiligen Festkörperaktor angelegt wird oder ein Anlegen einer solchen elektrischen Spannung an jeweiligen Festkörperaktoren unterbleibt beim jeweiligen Ansteuern. Somit ist es beispielsweise während beziehungsweise in der jeweiligen aktiven Phase vorgesehen, dass an dem jeweiligen Festkörperaktor elektrische Energie, insbesondere elektrischer Strom, anliegt beziehungsweise angelegt wird. Somit ist es beispielsweise in beziehungsweise während der jeweiligen inaktiven Phase vorgesehen, dass ein Anlegen von elektrischer Energie beziehungsweise einer elektrischen Spannung an den jeweiligen Festkörperaktor unterbleibt. Umgekehrt ist es ebenfalls möglich. Durch das Ansteuern des jeweiligen Aktors wird eine Verformung und somit eine Auslenkung des jeweiligen Aktors bewirkt.
  • Um beispielsweise den Nachteil der geringen Auslenkung beziehungsweise der geringen mechanischen Energie zu kompensieren, kann vorgesehen sein, Auslenkungen und somit die gespeicherte potentielle Energie des jeweiligen Festkörperaktors über mehrere, beispielsweise auch als Spannungszyklen ausgebildete Zyklen zu integrieren. Ein Freigeben muss in der Regel jedoch direkt, das heißt ohne Migration, erfolgen, da ansonsten ein Freigeben mit einer hohen Geschwindigkeit beziehungsweise in kurzer Zeit nur sehr schwierig realisierbar ist.
  • Die erfindungsgemäße Aktorvorrichtung ermöglicht nun ein besonders schnelles Freigeben eines Übergangs des Systems von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand, da beide Festkörperaktoren über das den Festkörperaktoren gemeinsame Koppelelement auf das den Festkörperaktoren gemeinsame Ventilelement einwirken können. Mit anderen Worten ermöglicht es dadurch die erfindungsgemäße Aktorvorrichtung, das System im Hinblick auf einen Übergang von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand besonders schnell beziehungsweise in besonders kurzer Zeit freizugeben, sodass beispielsweise ausgehend von dem ersten Zustand der besonders sichere zweite Zustand des Systems besonders schnell und somit in kurzer Zeit zugelassen beziehungsweise eingestellt werden kann.
  • Mit anderen Worten ermöglicht es die erfindungsgemäße Aktorvorrichtung, das System in kurzer Zeit und somit besonders schnell von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand übergehen zu lassen beziehungsweise einen solchen Übergang zu bewirken. In dem zweiten Zustand ist das System beispielsweise kraft- und/oder spannungsfrei und/oder es erfolgt ein Bremsen des Systems, sodass ein besonders sicherer Zustand eingestellt werden kann.
  • Um eine besonders hohe funktionale Sicherheit der erfindungsgemäßen Aktorvorrichtung zu realisieren, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Aktorvorrichtung wenigstens ein Reservoir zum Aufnehmen und Speichern des Fluids aufweist.
  • Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass dem jeweiligen Festkörperaktor wenigstens oder genau ein Antriebselement zugeordnet ist, welches durch den jeweiligen Festkörperaktor und durch Ansteuern des jeweiligen Festkörperaktors betätigbar, insbesondere bewegbar ist, wodurch das Fluid durch das jeweilige Antriebselement mit dem Abtriebselement zu fördern ist. Dadurch kann beispielsweise das Abtriebselement auch entgegen besonders hoher Belastungen in die Haltestellung bewegt beziehungsweise in der Haltestellung gehalten werden, sodass eine besonders hohe funktionale Sicherheit der Aktorvorrichtung darstellbar ist.
  • Das Reservoir ist beispielsweise zusätzlich zu den Aktoren, zusätzlich zu den Antriebselementen und zusätzlich zu dem Abtriebselement vorgesehen, sodass ein besonders sicherer Betrieb gewährleistet werden kann.
  • Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist in der jeweiligen, auf die jeweilige Ansteuerung des jeweiligen Festkörperaktors folgenden inaktiven Phase des jeweiligen Festkörperaktors das Fluid aus dem Reservoir durch das Antriebselement ansaugbar und durch darauf folgendes Ansteuern des jeweiligen Festkörperaktors, das heißt in der jeweiligen aktiven Phase des jeweiligen Festkörperaktors, durch das Antriebselement von dem jeweiligen Antriebselement zum Abtriebselement zu fördern. Hierdurch können beispielsweise die Aktoren und mit diesen die Antriebselemente besonders schnell zwischen der jeweiligen aktiven Phase und der jeweiligen inaktiven Phase umgeschaltet werden, da beispielsweise die Entstehung eines übermäßigen Unterdrucks im jeweiligen Antriebselement vermieden werden kann.
  • Der Abführkanal ist beispielsweise fluidisch mit dem Reservoir verbunden beziehungsweise mündet in das Reservoir, sodass beispielsweise das Fluid, das unter Freigeben des Abführkanals von dem Abtriebselement weg- beziehungsweise abströmt, in das Reservoir strömt und somit in dem Reservoir gesammelt und gespeichert werden kann.
  • Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass ein erstes der Antriebselemente in der auf die Ansteuerung des dem ersten Antriebselement zugeordneten Festkörperaktors folgenden inaktiven Phase über das Koppelelement aktiv durch den dem zweiten Antriebselement zugeordneten Festkörperaktor infolge des Ansteuerns des dem zweiten Antriebselement zugeordneten Festkörperaktors derart bewegbar ist beziehungsweise bewegt wird, dass das erste Antriebselement das Fluid aus dem Reservoir ansaugt. Beispielsweise ist dem ersten Antriebselement der erste Festkörperaktor zugeordnet, und dem zweiten Antriebselement ist der zweite Festkörperaktor zugeordnet. Der zweite Festkörperaktor beziehungsweise dessen Ansteuerung bewirkt somit, dass das erste Antriebselement über das Koppelelement durch den zweiten Festkörperaktor derart bewegt wird, dass das erste Antriebselement das Fluid aus dem Reservoir ansaugt. Dementsprechend bewirkt beispielsweise der erste Festkörperaktor beziehungsweise dessen Ansteuern, dass das zweite Antriebselement über das Koppelelement durch den ersten Festkörperaktor derart bewegt wird, dass das zweite Antriebselement Fluid aus dem Reservoir ansaugt. Während beispielsweise das erste Antriebselement Fluid aus dem Reservoir ansaugt, fördert das zweite Antriebselement das Fluid von dem zweiten Antriebselement zu dem Abtriebselement. Umgekehrt ist beispielsweise vorgesehen, dass dann, wenn das zweite Antriebselement Fluid aus dem Reservoir ansaugt, das erste Antriebselement Fluid von dem ersten Antriebselement zu dem Abtriebselement fördert. Hierdurch kann das System besonders robust in dem ersten Zustand gehalten werden. Gleichzeitig kann ein besonders schneller Übergang des Systems von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand zugelassen beziehungsweise bewirkt werden.
  • Das jeweilige Antriebselement ist beispielsweise, insbesondere relativ zu dem jeweiligen Antriebsgehäuse, translatorisch bewegbar, insbesondere entlang einer Bewegungsrichtung. Dabei kann das jeweilige Antriebselement beispielsweise als Kolben ausgebildet sein, wobei das jeweilige Antriebselement beispielsweise einen jeweiligen Zylinder beziehungsweise einen jeweiligen Aufnahmeraum begrenzt, in welchem das Antriebselement bewegbar angeordnet sein kann.
  • Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist ein erster Bereich, in welchem das jeweilige Antriebselement durch Ansteuern des jeweils zugeordneten Festkörperaktors, insbesondere translatorisch, bewegbar ist, gegen das jeweilige Antriebselement und/oder gegen einen zweiten Bereich, in welchem die Festkörperaktoren angeordnet sind, durch eine, insbesondere elastisch verformbare und mit dem jeweiligen Antriebselement mitbewegbare, Membran abgedichtet. Hierdurch kann eine besonders hohe funktionale Sicherheit der Aktorvorrichtung gewährleistet werden.
  • Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das Koppelelement in dem ersten Bereich angeordnet ist. Hierdurch kann ein besonders schneller Übergang von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand gewährleistet werden.
  • Um eine besonders hohe funktionale Sicherheit der Aktorvorrichtung gewährleisten zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Koppelelement in eine jeweilige Ausnehmung des jeweiligen Antriebselements eingreift. Alternativ oder zusätzlich ist es vorgesehen, dass das Koppelelement mit dem jeweiligen Antriebselement mitbewegbar ist.
  • Als weiterhin besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn sich die Antriebselemente hinsichtlich ihrer jeweiligen, fluidisch, insbesondere hydraulisch, wirksamen Fläche zum Fördern des beispielsweise als Flüssigkeit ausgebildeten Fluids voneinander unterscheiden. Die fluidisch wirksame Fläche verläuft beispielsweise senkrecht zur Bewegungsrichtung, sodass durch Bewegen des Antriebselements auf das Fluid über Fläche von dem jeweiligen Antriebselement eine Kraft beziehungsweise ein Druck auf das Fluid ausgeübt wird oder werden kann, wobei durch die Kraft beziehungsweise durch den Druck das Fluid gefördert wird.
  • Eine der Flächen weist einen ersten Wert auf, wobei die andere Fläche einen gegenüber dem ersten Wert größeren oder kleineren Wert aufweist. Somit ist die zweite Fläche größer oder kleiner als die eine Fläche. Ist beispielsweise die eine Fläche größer als die andere Fläche, so kann durch das die eine Fläche aufweisende Antriebselement das Fluid mit einer großen Kraft gefördert werden. Insbesondere kann das Fluid durch das die eine Fläche aufweisende Antriebselement mit einer größeren Kraft, jedoch mit einer geringeren Geschwindigkeit als durch das die andere Fläche aufweisende Antriebselement gefördert werden. Durch das die andere Fläche aufweisende Antriebselement hingegen kann das Fluid besonders schnell oder schneller, jedoch mit einer geringeren Kraft als durch das die eine Fläche aufweisende Antriebselement gefördert werden. Dadurch kann das Fluid besonders bedarfsgerecht gefördert werden.
  • Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Festkörperaktoren über das Koppelelement miteinander gekoppelt. Dadurch kann beispielsweise sichergestellt werden, dass das Ventilelement durch einen der Aktoren in dem Schließzustand gehalten wird, während sich der jeweils andere Aktor in seiner inaktiven Phase befindet, wobei sich währenddessen beispielsweise der eine Aktor in seiner aktiven Phase befindet und umgekehrt. Dadurch kann eine besonders hohe funktionale Sicherheit der erfindungsgemäßen Aktorvorrichtung gewährleistet werden.
  • Als weiterhin besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Festkörperaktoren über das Koppelelement und über die Antriebselemente miteinander gekoppelt sind. Dadurch kann ein besonders bauraumgünstiger Aufbau gewährleistet werden, sodass eine besonders hohe funktionale Sicherheit realisiert werden kann.
  • Ferner ist es denkbar, dass die Festkörperaktoren über das Koppelelement und unter Umgehung der Antriebselemente miteinander gekoppelt sind. Dadurch können die Aktoren besonders schnell zwischen der jeweiligen aktiven Phase und der jeweiligen inaktiven Phase wechseln.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Aktorvorrichtung eine auch als Steuereinheit, Steuergerät oder Steuereinrichtung bezeichnete elektronische Recheneinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, die Festkörperaktoren abwechselnd anzusteuern, sodass bei dem Ansteuern eines der Festkörperaktoren das Ansteuern des jeweils anderen Aktors unterbleibt und umgekehrt. Hierdurch können die Festkörperaktoren als Pumpe arbeiten, um das Fluid zu dem Abtriebselement zu fördern, insbesondere zu pumpen, und somit das Abtriebselement, insbesondere entgegen der Belastung, in der Haltestellung zu halten. Gleichzeitig kann der jeweilige, sich in seiner aktiven Phase befindende Festkörperaktor das Ventilelement in dem Schließzustand halten, während sich der jeweils andere Festkörperaktor in seiner inaktiven Phase befindet. Ein unerwünschtes Verstellen des Ventilelements aus dem Schließzustand in den Offenzustand kann somit effektiv verhindert werden.
  • Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Recheneinrichtung dazu ausgebildet ist, den jeweiligen Festkörperaktor mit einem sinusförmigen elektrischen Strom anzusteuern, wobei die sinusförmigen Ströme zum Ansteuern der Festkörperaktoren um 180 Grad zueinander phasenverschoben sind. Dadurch kann eine besonders einfache, energieeffiziente sowie robuste Ansteuerung gewährleistet werden, sodass eine besonders hohe Robustheit der erfindungsgemäßen Aktorvorrichtung darstellbar ist.
  • Vorzugsweise sind die sinusförmigen Ströme um einen Winkelbetrag zueinander phasenverschoben, wobei der Winkelbetrag 360 Grad geteilt durch die Anzahl der Festkörperaktoren entspricht. Mit anderen Worten ergibt sich der Winkelbetrag dadurch, dass 360 Grad durch die Anzahl der Festkörperaktoren geteilt wird. Weist somit die Aktorvorrichtung genau zwei Festkörperaktoren in Form der zuvor genannten Festkörperaktoren auf, so beträgt der Winkelbetrag 180 Grad. Weist die Aktorvorrichtung beispielsweise genau drei Festkörperaktoren auf, so beträgt der Winkelbetrag 120 Grad. Weist die Aktorvorrichtung beispielsweise genau vier Festkörperaktoren auf, so beträgt der Winkelbetrag 90 Grad.
  • Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der jeweilige Festkörperaktor als ein piezoelektrischer Aktor ausgebildet, wodurch eine besonders hohe Robustheit und somit eine hohe funktionale Sicherheit der Aktorvorrichtung gewährleistet werden können.
  • Um beispielsweise unerwünschte, temperaturbedingte Verformungen der Aktoren und/oder Verstellungen des Ventilelements vermeiden zu können, hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Festkörperaktoren in einem auch als Aktorgehäuse bezeichneten Gehäuse angeordnet sind, welches aus Invar gebildet ist. Unter Invar ist ein Material oder Werkstoff zu verstehen, welcher beispielsweise eine Eisen-Nickel-Legierung ist oder eine solche Eisen-Nickel-Legierung zumindest umfasst. Insbesondere ist unter Invar eine Eisen-Nickel-Legierung mit einem sehr geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten zu verstehen. Invar weist beispielsweise 64 Volumen- oder Gewichts-Prozent Eisen und 36 Volumen- oder Gewichts-Prozent Nickel auf. Andere Bezeichnungen für Invar sind beispielsweise Invar 36, Nilo Alloy 36, Nilvar, NS 36, Permalloy D, Radiometal 36 oder Vacodil 36. Invar hat beispielsweise die Werkstoffnummer 1.3912. Insbesondere kann Invar 65 Gewichts- oder Volumen-Prozent Eisen und 35 Volumen- oder Gewichts-Prozent Nickel aufweisen. Insbesondere ist es denkbar, dass Invar Nickel in einem Bereich von einschließlich 33 Gewichts- oder Volumen-Prozent bis einschließlich 36 Gewichts- oder Volumen-Prozent sowie Eisen in einem Bereich von einschließlich 62 Gewichts- oder Volumen-Prozent bis einschließlich 65 Gewichts- oder Volumen-Prozent aufweist. Ferner kann Invar Kobalt in einem Bereich von einschließlich 4 Gewichts- oder Volumen-Prozent bis einschließlich 5 Gewichts- oder Volumen-Prozent aufweisen.
  • Sind beispielsweise besonders hohe Leistungen vorgesehen oder erforderlich, so kann die Aktorvorrichtung besonders einfach um weitere Festkörperaktoren erweitert werden, sodass die Aktorvorrichtung mehr als zwei Festkörperaktoren ohne weiteres aufweisen kann. Durch die Anordnung der Festkörperaktoren in dem Gehäuse aus Invar kann eine zumindest im Wesentlichen konstante und konstant hohe Leistungsfähigkeit der Aktorvorrichtung geschaffen werden, insbesondere zumindest im Wesentlichen abhängig von Temperatureinflüssen. Dies hat sich besonders bei der Verwendung der Aktorvorrichtung in einem Bremssystem oder für ein Bremssystem als vorteilhaft gezeigt, da es herkömmlicherweise gerade bei Bremssystemen schwierig ist, unabhängig von der Nutzung und damit Erwärmung gleichbleibender Ansprechzeiten und Kräfte zu gewährleisten. Dies ist durch Einsatz der erfindungsgemäßen Aktorvorrichtung nun möglich.
  • Ein großer Vorteil der erfindungsgemäßen Aktorvorrichtung liegt in der Möglichkeit, eine konsequente Elektrifizierung von Sicherheitssystemen realisieren zu können. Mit anderen Worten kann die erfindungsgemäße Aktorvorrichtung besonders vorteilhaft für ein Sicherheitssystem realisiert werden, um den sicheren zweiten Zustand schnell und robust herbeiführen zu können. Im Vergleich zu herkömmlichen Vorrichtungen können pneumatische und/oder hydraulische Komponenten entfallen, und es lässt sich eine höhere Flexibilität im Design realisieren. Außerdem können Kosten und Gewicht eingespart werden bei gleichzeitig bessere Regel- und/oder Steuerbarkeit der Aktorvorrichtung. Ferner ist es denkbar, dass auf zusätzliche Sensoren zur Zustandsüberwachung vollständig verzichtet werden kann. Es ist ferner denkbar, dass durch die Kopplung der Aktoren über das Koppelelement unter Nutzung des beispielsweise als Schaltventil fungierenden Ventilelements Schaltzeiten zum Freigeben des Abführkanals bis unter einer Millisekunde realisiert werden können, was besonders für Sicherheitsanwendungen von Vorteil ist. Eine so kurze Schaltzeit ist bisher mit mechanischen Systemen nicht realisierbar. Das Freigeben des Abführkanals, das heißt ein Umschalten beziehungsweise Verstellen oder Bringen des Ventilelements aus dem Schließzustand in den Offenzustand ist beispielsweise ein Öffnen der Aktorvorrichtung, da durch Freigeben des Abführkanals das Fluid beziehungsweise eine solch hinreichend große Menge des Fluids von dem Abtriebselement, insbesondere unter Einwirkung der Belastung, abgeführt wird, dass ein Übergang des Systems von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand zugelassen beziehungsweise bewirkt wird, und dies in sehr kurzer Zeit, das heißt mit einer hohen Geschwindigkeit.
  • Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn sich die Festkörperaktoren hinsichtlich ihres jeweiligen Funktionsprinzips voneinander unterscheiden. Dies bedeutet, dass einer der Aktoren ein Festkörperaktor einer ersten Art und der andere Aktor ein Festkörperaktor einer von der ersten Art unterschiedlichen zweiten Art ist. Ist beispielsweise der eine Aktor ein Piezoaktor, so ist der zweite Aktor beispielsweise ein Formgedächtnislegierungsaktor oder ein Polymeraktor. Dadurch kann das Fluid besonders vorteilhaft gefördert werden.
  • Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Aktorvorrichtung, insbesondere einer erfindungsgemäßen Aktorvorrichtung. Die Aktorvorrichtung weist bei dem zweiten Aspekt der Erfindung wenigstens ein Abtriebselement auf, welches mit einem Fluid, insbesondere einer Flüssigkeit, beaufschlagbar und dadurch in einer Haltestellung bewegbar und beispielsweise entgegen einer auf das Abtriebselement wirkenden Belastung in der Haltestellung zu halten ist. Bei dem zweiten Aspekt der Erfindung weist die Aktorvorrichtung wenigstens einen ersten Festkörperaktor und wenigstens einen zweiten Festkörperaktor auf, welche abwechselnd, insbesondere durch die elektronische Recheneinrichtung, angesteuert werden, wodurch das Fluid zu dem Abtriebselement gefördert wird und das Abtriebselement mit dem Fluid beaufschlagt wird. Bei dem zweiten Aspekt der Erfindung weist die Aktorvorrichtung ein den Festkörperaktoren gemeinsames Koppelelement mit wenigstens einem Abführkanal auf, über welchen das Fluid von dem Abtriebselement abführbar ist. Außerdem weist die Aktorvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung wenigstens ein Ventilelement auf, welches über das Koppelelement von dem jeweiligen Festkörperaktor durch das jeweilige Ansteuern des jeweiligen Festkörperaktors betätigt und dadurch in einen den Abführkanal versperrenden Schließzustand gebracht und in dem Schließzustand gehalten wird, in welchem unter Versperren des Abführkanals das Abtriebselement durch das Fluid, insbesondere entgegen der Belastung, in der Haltestellung gehalten wird.
  • Das Ventilelement verstellt sich dann, wenn sowohl ein Ansteuern des ersten Festkörperaktors als auch ein Ansteuern des zweiten Festkörperaktors gleichzeitig unterbleiben, aus dem Schließzustand in einen den Abführkanal freigebenden Offenzustand, in welchem das Ventilelement ein Abführen des Fluids von dem Abtriebselement in den Abführkanal zulässt beziehungsweise zumindest ein Teil des Fluids über den Abführkanal von dem Abtriebselement abgeführt wird. Hierdurch weicht das Abtriebselement der Belastung aus und bewegt sich aus der Haltestellung in wenigstens eine von der Haltestellung unterschiedliche Ausweichstellung, wobei sich das Abtriebselement beispielsweise translatorisch und/oder rotatorisch aus der Haltestellung in die Ausweichstellung bewegt. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
  • Unter dem Merkmal, dass sich das Abtriebselement aus der Haltestellung in die Ausweichstellung bewegt, kann verstanden werden, dass das Abtriebselement, insbesondere durch die auf das Abtriebselement wirkende Belastung, aus der Haltestellung in die Ausweichstellung bewegt wird. Somit lässt beispielsweise das Verstellen des Ventilelements aus dem Schließzustand in den Offenzustand eine Bewegung des Abtriebselements aus der Haltestellung in die Ausweichstellung zu. Ferner kann unter dem Merkmal, dass sich das Abtriebselement aus der Haltestellung in die Ausweichstellung bewegt, verstanden werden, dass sich zumindest ein Teil oder ein Teilbereich des Abtriebselements aus der Haltestellung in die Ausweichstellung bewegt.
  • Die erfindungsgemäße Aktorvorrichtung und/oder das erfindungsgemäße Verfahren kann besonders vorteilhaft für eine Parksperre eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs verwendet werden. Mit andere Worten ist beispielsweise das zuvor genannte System als eine Parksperre eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs ausgebildet. Das Getriebe weist beispielsweise wenigstens eine Welle auf, welche mit wenigstens einem oder mehreren Rädern des Kraftfahrzeugs koppelbar oder gekoppelt ist, sodass das wenigstens eine Rad von der Welle antreibbar ist und/oder umgekehrt. Über das wenigstens eine Rad ist das Kraftfahrzeug in Fahrzeughochrichtung nach unten an einem Boden abgestützt. Grundsätzlich ist die Welle ist um eine Drehachse relativ zu einem Gehäuse des Getriebes drehbar, wobei die Welle beispielsweise zumindest teilweise in dem Gehäuse aufgenommen ist.
  • Die Parksperre umfasst dabei ein drehfest mit der Welle verbundenes Sperrenrad, welches wenigstens eine oder mehrere Ausnehmungen aufweist. Die Ausnehmungen sind beispielsweise durch eine Verzahnung gebildet und in Umfangsrichtung des Sperrenrads zwischen jeweiligen Zähnen der Verzahnung angeordnet. Das Sperrenrad kann ein separat von der Welle ausgebildetes und drehfest mit der Welle verbundenes Bauteil sein, oder das Sperrenrad ist einstückig mit der Welle ausgebildet. Die Parksperre umfasst darüber hinaus eine Sperrklinke, welche, insbesondere relativ zu dem Gehäuse und/oder relativ zu der Welle, zwischen wenigstens einer Sperrstellung und wenigstens einer Lösestellung bewegbar, insbesondere verschwenkbar ist. Beispielsweise ist die Sperrklinke zumindest mittelbar an dem Gehäuse gehalten.
  • In der Sperrstellung wirkt die Sperrklinke formschlüssig mit der Sperrenrad zusammen, indem die Sperrklinke in die Ausnehmung beziehungsweise in eine der Ausnehmungen eingreift. Dadurch sind das Sperrenrad und die drehfest mit dem Sperrenrad verbundene Welle über die Sperrklinke gegen eine um die Drehachse relativ zu dem Gehäuse erfolgende Drehung gesichert. Dadurch kann sich die Welle nicht relativ zu dem Gehäuse drehen, sodass sich auch das Rad nicht drehen kann. Dadurch ist das beispielsweise an einem Gefälle geparkte Kraftfahrzeug gegen ein unerwünschtes Wegrollen gesichert.
  • Die Aktorvorrichtung ist nun beispielsweise dazu ausgebildet, die Sperrklinke durch Fördern des Fluids aus der Sperrstellung in die Lösestellung zu bewegen. Mit anderen Worten, durch Bewegen des Abtriebselements in die Haltestellung wird beispielsweise die Sperrklinke in die Lösestellung bewegt. Durch Zulassen der Bewegung des Abtriebselements aus der Haltestellung in die Ausweichstellung lässt beispielsweise die Aktorvorrichtung eine Bewegung der Sperrklinke aus der Lösestellung in die Sperrstellung zu beziehungsweise durch Zulassen der Bewegung des Abtriebselements aus der Haltestellung in die Ausweichstellung bewirkt beispielsweise die Aktorvorrichtung eine Bewegung der Sperrklinke aus der Lösestellung in die Sperrstellung. Beispielsweise ist wenigstens eine Feder vorgesehen, die zumindest in der Lösestellung gespannt ist und dadurch zumindest in der Lösestellung eine Federkraft bereitstellt, die zumindest mittelbar auf die Sperrklinke wirkt.
  • Die Aktorvorrichtung kann somit die Sperrklinke entgegen der Federkraft in die Lösestellung bewegen und/oder in der Lösestellung halten. Wird die Bewegung des Abtriebselements in die Ausweichstellung zugelassen, so wird zugelassen, dass sich die Feder zumindest teilweise entspannt. Hierdurch wird die Sperrklinke besonders schnell durch die Federkraft in die Sperrstellung bewegt. Alternativ oder zusätzlich wird beispielsweise das Abtriebselement durch die Federkraft in die Ausweichstellung bewegt beziehungsweise die Federkraft kann die Bewegung des Abtriebselements in die Ausweichstellung unterstützen. Die Aktorvorrichtung ermöglicht somit einerseits, die Sperrklinke bedarfsgerecht und hinreichend schnell in die Lösestellung zu bewegen. Außerdem kann die Aktorvorrichtung eine besonders schnelle Bewegung der Sperrklinke in die Sperrstellung bewirken oder zulassen.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • Die Zeichnung zeigt in:
    • FIG 1
    eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Aktorvorrichtung, insbesondere für ein System wie beispielsweise ein Bremssystem; und
    FIG 2
    eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Aktorvorrichtung.
  • In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • FIG 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Aktorvorrichtung, welche beispielsweise in einem beziehungsweise für ein System, insbesondere Sicherheitssystem, verwendet wird. Das genannte System weist beispielsweise wenigstens ein Bauelement auf, welches, insbesondere in einem ersten Zustand des Systems, eine Belastung bereitstellt und auf die Aktorvorrichtung 10 ausübt. Diese Belastung ist in FIG 1 durch einen auch als Kraftpfeil bezeichneten Pfeil F veranschaulicht. Das System nimmt den ersten Zustand beispielsweise während eines Normalbetriebs des Systems ein, wobei das System während des Normalbetriebs keinen Fehler beziehungsweise keinen Defekt aufweist. In dem ersten Zustand befindet sich das System beispielsweise unter Spannung und/oder Kraft oder in dem ersten Zustand unterbleibt ein Bremsen des Systems.
  • Die Aktorvorrichtung 10 weist wenigstens oder genau ein Abtriebselement 12 auf, welches beispielsweise mit dem genannten Bauelement gekoppelt oder koppelbar ist. Somit übt das Bauelement die durch den Pfeil F bezeichnete und beispielsweise als eine Kraft ausgebildete Belastung auf das Abtriebselement 12 aus. Das Abtriebselement 12 ist beispielsweise ein Balg. Alternativ oder zusätzlich weist das Abtriebselement 12 beispielsweise wenigstens oder genau eine Kammer 14 auf, welche mit einem Fluid, insbesondere mit einer Flüssigkeit, versorgbar ist. Dies bedeutet, dass das Fluid beispielsweise in die Kammer 14 eingeleitet und aus der Kammer 14 ausgeleitet beziehungsweise von der Kammer 14 abgeführt werden kann. Durch Einleiten des Fluids in die Kammer 14 wird das Abtriebselement 12 mit dem Fluid beaufschlagt. Zumindest ein auch als Teil bezeichneter Teilbereich 16 des Abtriebselements 12 begrenzt die Kammer 14 zumindest teilweise, sodass zumindest der Teilbereich 16 mit dem Fluid beaufschlagbar ist, insbesondere dadurch, dass das Fluid in die Kammer 14 eingeleitet beziehungsweise eingeführt wird.
  • Das Abtriebselement 12, insbesondere der Teilbereich 16, ist somit mit dem Fluid beaufschlagbar und dadurch in eine in FIG 1 gezeigte Haltestellung H bewegbar sowie beispielsweise entgegen der Belastung in der Haltestellung zu halten.
  • Wird beispielsweise das Fluid aus der Kammer 14 abgeführt, sodass das Fluid von dem Abtriebselement 12 beziehungsweise von dem Teilbereich 16 abgeführt wird, so kann der Teilbereich 16 beziehungsweise das Abtriebselement 12 der Belastung ausweichen beziehungsweise nachgeben, wodurch sich der Teilbereich 16 beziehungsweise das Abtriebselement 12 aus der Haltestellung H in eine beispielsweise durch eine gestrichelte Linie veranschaulichte Ausweichstellung A, insbesondere translatorisch, bewegt. Der Teilbereich 16 ist somit beispielsweise entlang einer in FIG 1 durch einen Doppelpfeil 18 veranschaulichten Bewegungsrichtung, insbesondere translatorisch, zwischen der Haltestellung H und der Ausweichstellung A bewegbar.
  • Die Aktorvorrichtung 10 weist wenigstens einen ersten Festkörperaktor 20 und wenigstens einen zweiten Festkörperaktor 22 auf. Die Festkörperaktoren 20 und 22 werden auch einfach als Aktoren bezeichnet und sind beispielsweise als piezoelektrische Aktoren ausgebildet. Somit wird der jeweilige Aktor beispielsweise auch als Piezoaktor bezeichnet. Im Rahmen eines Verfahrens zum Betreiben der Aktorvorrichtung 10 werden die Aktoren abwechselnd durch eine in FIG 1 besonders schematisch dargestellte elektronische Recheneinrichtung 24 der Aktorvorrichtung 10 angesteuert, wodurch das Fluid durch den jeweiligen Aktor zu dem Abtriebselement 12 und dabei beispielsweise in die Kammer 14 gefördert, insbesondere gepumpt, wird. Hierdurch wird das Abtriebselement 12, insbesondere der Teilbereich 16, mit dem Fluid beaufschlagt. Der jeweilige Festkörperaktor 20 beziehungsweise 22 kann als ein Piezoaktor oder aber als ein Polymeraktor oder aber als ein Formgedächtnislegierungsaktor, das heißt als ein solcher Aktor ausgebildet sein, welcher wenigstens eine Formgedächtnislegierung aufweist und nutzt, um das Fluid zu fördern.
  • Im Rahmen des Ansteuerns wird beispielsweise eine elektrische Energie, insbesondere ein elektrischer Strom oder eine elektrische Spannung, an den jeweiligen Aktor angelegt. Dadurch, dass der jeweilige Aktor abwechselnd angesteuert wird, wechseln sich inaktive Phasen und aktive Phasen des jeweiligen Aktors aufeinanderfolgend ab, wobei während beziehungsweise in der jeweiligen aktiven Phase des jeweiligen Aktors ein Ansteuern des jeweiligen Aktors erfolgt beziehungsweise der jeweilige Aktor angesteuert wird. In beziehungsweise während der jeweiligen inaktiven Phase des jeweiligen Aktors unterbleibt das beziehungsweise ein Ansteuern des jeweiligen Aktors. Durch Ansteuern des jeweiligen Aktors wird eine Verformung des jeweiligen Aktors bewirkt, insbesondere derart, dass es entlang einer in FIG 1 durch einen Doppelpfeil 26 veranschaulichten Verformungsrichtung zu einer Verformung des jeweiligen Aktors kommt. Beispielsweise wird der jeweilige Aktor durch Ansteuern des jeweiligen Aktors entlang der Verformungsrichtung vergrößert, sodass durch Ansteuern des jeweiligen Aktors eine entlang der Verformungsrichtung verlaufende Längenzunahme des jeweiligen Aktors bewirkt wird. Durch Beenden des Ansteuerns des jeweiligen Aktors kommt es beispielsweise zu einer Längenverkürzung des jeweiligen Aktors entlang der Verformungsrichtung.
  • Die Aktorvorrichtung 10 weist darüber hinaus ein den Festkörperaktoren 20 und 22 gemeinsames Koppelelement 28 auf, welches beispielsweise als eine um eine Schwenkachse 30, insbesondere relativ zu einem in FIG 1 besonders schematisch dargestellten Gehäuse 32, verschwenkbare Wippe ausgebildet ist. Ferner können beispielsweise das Koppelelement 30 und somit die Schwenkachse 30 entlang der Verformungsrichtung translatorisch, insbesondere relativ zu dem Gehäuse 32, bewegt werden. Die Aktoren sind beispielsweise in dem auch als Aktorgehäuse bezeichneten Gehäuse 32 zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, aufgenommen. Der jeweilige Aktor ist einerseits zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an dem Gehäuse 32 abgestützt. Andererseits ist der jeweilige Aktor mit dem Koppelelement 28 und über dieses mit dem jeweils anderen Aktor gekoppelt.
  • Die Aktorvorrichtung 10 weist darüber hinaus wenigstens einen Abführkanal 34 auf, über welchen das Fluid aus der Kammer 14 und somit von dem Abtriebselement 12, insbesondere dem Teilbereich 16, abführbar ist. Wird somit das beispielsweise zunächst in der Kammer 14 aufgenommene Fluid über den Abführkanal 34 aus der Kammer 14 abgeführt, so kann dadurch der Teilbereich 16 durch die Belastung aus der Haltestellung H in die Ausweichstellung A bewegt werden.
  • Des Weiteren weist die Aktorvorrichtung 10 ein beispielsweise als Kugel ausgebildetes Ventilelement 36 auf, welches vorliegend Bestandteil eines Rückschlagventils 38 ist. Das Rückschlagventil 38 ist in dem Abführkanal 34 angeordnet und weist das Ventilelement 36 und ein korrespondierendes zweites Ventilelement 40 auf. Das Ventilelement 40 bildet beispielsweise einen Ventilsitz für das Ventilelement 36. Das Ventilelement 36 ist, insbesondere entlang der Verformungsrichtung und/oder translatorisch, relativ zu dem Ventilelement 40 und/oder relativ zu dem Gehäuse 32 zwischen wenigstens einer den Abführkanal 34 freigebenden Offenstellung und wenigstens einer den Abführkanal 34 fluidisch versperrenden Schließstellung bewegbar. In der Schließstellung sitzt das Ventilelement 36 auf dem korrespondierenden, durch das Ventilelement 40 gebildeten Ventilsitz. Befindet sich das Ventilelement 36 in der Schließstellung, so befindet sich das Ventilelement 36 in einem Schließzustand. Befindet sich das Ventilelement 36 in der Offenstellung, so befindet sich das Ventilelement 36 in dem Offenzustand. Auch das Ventilelement 36 ist mit dem Koppelelement 28 gekoppelt und somit über das Koppelelement 28 mit den Aktoren gekoppelt.
  • In dem Schließzustand beziehungsweise in der Schließstellung wird unter durch das Ventilelement 36 bewirktem Versperren des Abführkanals 34 das Abtriebselement 12, insbesondere der Teilbereich 16, durch das sich in der Kammer 14 befindende Fluid in der Haltestellung H gehalten. In dem Offenzustand beziehungsweise in der Offenstellung lässt das Ventilelement 36 ein Abführen des Fluids von dem Abtriebselement 12 beziehungsweise aus der Kammer 14 und somit von dem Teilbereich 16 über den Abführkanal 34 zu, wodurch das Ventilelement 36 eine Bewegung des Abtriebselements 12 beziehungsweise des Teilbereichs 16 aus der Haltestellung H in die Ausweichstellung A zulässt. Dabei ist das Ventilelement 36 über das Koppelelement 28 von dem jeweiligen Festkörperaktor 20 beziehungsweise 22 durch das jeweilige Ansteuern des jeweiligen Festkörperaktors 20 beziehungsweise 22 betätigbar und dadurch in den Schließzustand bringbar beziehungsweise in die Schließstellung bewegbar und in dem Schließzustand beziehungsweise in der Schließstellung zu halten.
  • Die Aktorvorrichtung 10 weist darüber hinaus wenigstens ein Reservoir 42 zum Aufnehmen und Speichern des Fluids auf. Insbesondere unter Einwirkung einer auf das Reservoir 42 wirkenden und in FIG 1 durch einen Pfeil F2 dargestellten Last kann das beispielsweise als Balg ausgebildete Reservoir 42 das zunächst in dem Reservoir 42 aufgenommene Fluid bereitstellen. Vorzugsweise ist das Fluid eine Flüssigkeit, sodass die Aktorvorrichtung 10 eine hydraulische Aktorvorrichtung sein kann.
  • Darüber hinaus ist dem ersten Festkörperaktor 20 ein beispielsweise als Kolben ausgebildetes erstes Antriebselement 44 zugeordnet, und dem zweiten Festkörperaktor 22 ist ein beispielsweise als Kolben ausgebildetes zweites Antriebselement 46 zugeordnet. Das jeweilige Antriebselement 44 beziehungsweise 46 ist beispielsweise entlang der Verformungsrichtung, insbesondere translatorisch, bewegbar. Der Kolben ist beispielsweise in einem Antriebsgehäuse 48 beziehungsweise 50 translatorisch bewegbar aufgenommen. Wird beispielsweise der jeweilige Festkörperaktor 20 beziehungsweise 22 angesteuert, so wird dadurch der jeweilige Kolben beispielsweise in eine mit der Verformungsrichtung zusammenfallende erste Verschieberichtung insbesondere relativ zu dem Antriebsgehäuse 48 beziehungsweise 50 verschoben. Dadurch wird Fluid aus dem Antriebsgehäuse 48 beziehungsweise 50 herausgefördert und zu dem Abtriebselement 12 und dabei in die Kammer 14 gefördert. Hierdurch wird beispielsweise der Teilbereich 16 mit dem Fluid beaufschlagt. Kommt es bei der jeweiligen inaktiven Phase des jeweiligen Aktors zu einer Längenverkürzung des jeweiligen Aktors, so bewegt sich das jeweilige Antriebselement 44 beziehungsweise 46 in eine der ersten Verschieberichtung entgegengesetzte und mit der Verformungsrichtung zusammenfallende zweite Verschieberichtung relativ zu dem Antriebsgehäuse 48 beziehungsweise 50. Hierdurch wird beispielsweise über eine jeweilige Leitung 52 beziehungsweise 54 Fluid aus dem Reservoir 42 durch das jeweilige Antriebselement 44 beziehungsweise 46 angesaugt und in das jeweilige Antriebsgehäuse 48 und 50 eingesaugt. Beim Bewegen des jeweiligen Antriebselements 44 beziehungsweise 46 in die erste Verschieberichtung strömt das Fluid aus dem jeweiligen Antriebsgehäuse 48 beziehungsweise 50 in eine jeweilige Leitung 56 beziehungsweise 58, durch welche das Fluid von dem jeweiligen Antriebsgehäuse 48 beziehungsweise 50 zu dem Abtriebselement 12 und dabei beispielsweise in die Kammer 14 geleitet wird. Insgesamt ist erkennbar, dass das jeweilige Antriebselement 44 beziehungsweise 46 durch Ansteuern des jeweiligen Aktors und dabei durch den jeweiligen Aktor selbst betätigbar, insbesondere bewegbar, ist, wodurch das Fluid von dem jeweiligen Antriebselement 44 beziehungsweise 46 zu dem Abtriebselement 12 zu fördern ist beziehungsweise gefördert wird.
  • Während des ersten Zustands werden die Aktoren abwechselnd angesteuert, sodass sich beispielsweise der Festkörperaktor 20 in seiner aktiven Phase befindet, während sich der Festkörperaktor 22 in seiner inaktiven Phase befindet und sodass sich beispielsweise der Festkörperaktor 22 in seiner aktiven Phase befindet, während sich der Festkörperaktor 20 in einer inaktiven Phase befindet. Hierdurch wird das Ventilelement 36 in dem ersten Zustand des Systems in dem Schließzustand gehalten, und der Teilbereich 16 wird in der Haltestellung H gehalten.
  • Dann und vorzugsweise nur dann, wenn sowohl ein Ansteuern des Festkörperaktors 20 als auch ein Ansteuern des Festkörperaktors 22 gleichzeitig unterbleiben, bewegt sich das Ventilelement 36, insbesondere durch einen auf das Ventilelement 36 wirkenden Druck des Fluids, aus der Schließstellung in die Offenstellung, wodurch sich der Teilbereich aus der Haltestellung H in die Ausweichstellung A bewegt. In der Folge wird das System beispielsweise spannungs- und/oder kraftfrei geschaltet und/oder das System wird gebremst.
  • Der zuvor genannte, auf das Ventilelement 36 wirkende Druck des Fluids resultiert beispielsweise daraus, dass die durch den Pfeil F veranschaulichte Belastung über den Teilbereich 16 auf das in der Kammer 14 aufgenommene Fluid wirkt, welches beispielsweise über den beispielsweise als Abführleitung ausgebildeten Abführkanal 34 auf das Ventilelement 36 wirken kann. Somit kann beispielsweise durch das abwechselnde Ansteuern der Aktoren das Ventilelement 36 entgegen der Belastung in der Schließstellung gehalten werden. Unterbleiben gleichzeitig ein Ansteuern des Festkörperaktors 20 und ein Ansteuern des Festkörperaktors 22, so können das Ventilelement 36 und auch der Teilbereich 16 der Belastung ausweichen und sich in die Offenstellung beziehungsweise in die Ausgangsstellung A bewegen.
  • Aus FIG 1 ist erkennbar, dass in der Leitung 52 ein Rückschlagventil 60 angeordnet ist, welches in Richtung des Antriebselements 44 beziehungsweise in Richtung des Antriebsgehäuses 48 öffnet und in entgegengesetzte Richtung schließt. Dadurch kann das Antriebselement 44, wenn es sich in die zweite Verschieberichtung bewegt, Fluid aus dem Reservoir 42 über die Leitung 52 ansaugen. In der Leitung 54 ist ein Rückschlagventil 62 angeordnet, welches in Richtung des Antriebselements 46 beziehungsweise in Richtung des Antriebsgehäuses 50 öffnet und in die entgegengesetzte Richtung schließt. Dadurch kann das Antriebselement 46 dann, wenn es sich in die zweite Verschieberichtung bewegt, Fluid aus dem Reservoir 42 über die Leitung 54 und das Rückschlagventil 62 ansaugen.
  • In der Leitung 56 ist ein Rückschlagventil 64 angeordnet, welches in Richtung des Abtriebselements 12 öffnet und in entgegengesetzte Richtung schließt. Dadurch kann das Antriebselement 44 dann, wenn es sich in die erste Verschieberichtung bewegt, Fluid aus dem Antriebsgehäuse 48 herausfördern und durch die Leitung 56 hindurchfördern und zu dem beziehungsweise in das Abtriebselement 12 fördern. Dementsprechend ist auch in der Leitung 58 ein Rückschlagventil 66 angeordnet, welches in Richtung des Antriebselements 46 sperrt und in die entgegengesetzte Richtung öffnet. Dadurch kann das Antriebselement 46 dann, wenn es sich in die erste Verschieberichtung bewegt, das Fluid aus dem Antriebsgehäuse 50 herausfördern und durch die Leitung 58 hindurchfördern, wodurch das Antriebselement 46 das Fluid aus dem Antriebsgehäuse 50 zu dem beziehungsweise in das Abtriebselement 12 fördern kann.
  • Das Koppelelement 28 ist vorzugsweise starr beziehungsweise nicht elastisch, insbesondere nicht gummielastisch. Insbesondere ist das Koppelelement 28 eigensteif beziehungsweise formstabil. Das Koppelelement 28 kann insbesondere als ein Kipphebel ausgebildet sein. Das Ventilelement 36 fungiert dabei als Schaltventil, welches mithilfe der zwei durch das Koppelelement 28 miteinander verbundenen Festkörperaktoren 20 und 22 betätigt wird.
  • In einem Ausgangszustand ist das Schaltventil beispielsweise zunächst offen. In diesem Ausgangszustand unterbleibt ein Ansteuern der Aktoren. Mit anderen Worten sind die Aktoren in dem Ausgangszustand spannungsfrei. Um das Schaltventil zu schließen, das heißt um das Ventilelement 36 aus der Offenstellung in die Schließstellung zu bewegen, wird eine elektrische Spannung an die Aktoren angelegt oder an nur einen der Aktoren wird eine elektrische Spannung angelegt, sodass beispielsweise beide Aktoren halb oder nur einer der Aktoren vollständig ausgelenkt wird. Hierdurch wird das Ventilelement 36 geschlossen und vorgespannt. Aufgrund der durch die Verwendung des Koppelelements 28 realisierbaren Kinematik macht es keinen Unterschied, ob einer der Aktoren voll oder beide Aktoren halb ausgelenkt werden. Für den Betrieb der Aktoren wird eine um 180 Grad zueinander versetzte beziehungsweise phasenverschobene, sinusförmige Ansteuerung der Aktoren gewählt, wodurch eine Pumpe realisiert wird, ohne dass das Schaltventil geöffnet wird, da eine Schließkraft zum Halten des Schaltventils in der Schließstellung über das mechanische Koppelelement 28 und nicht über einen hydraulischen Druck in der Aktorvorrichtung 10 realisiert wird. Dies bedeutet, dass durch die Aktoren das Fluid zu dem und in das Abtriebselement 12 gepumpt werden kann, während das Ventilelement 36 in der Schließstellung verbleibt.
  • Bei dem vorliegend gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Aktorvorrichtung 10 die genau zwei Aktoren auf. Alternativ dazu ist es denkbar, dass zusätzlich zu den zwei Aktoren wenigstens ein oder mehrere weitere Festkörperaktoren vorgesehen sind, welche über das Koppelelement 28 miteinander gekoppelt sind, sodass das Ventilelement 36 über das Koppelelement 28 von dem jeweiligen Festkörperaktor betätigbar ist. Für den Betrieb der Aktoren, deren Anzahl zumindest zwei, drei, vier oder größer ist, wird eine um einen Winkelbetrag zueinander versetzte beziehungsweise phasenverschobene, sinusförmige Ansteuerung der Aktoren gewählt, wodurch die zuvor beschriebene Pumpe realisiert wird. Der Winkelbetrag ergibt sich dabei aus 360 Grad geteilt durch die Anzahl der Aktoren.
  • Erst wenn beide Festkörperaktoren 20 und 22 gleichzeitig spannungsfrei geschaltet werden beziehungsweise sind, öffnet das Ventilelement 36 (Schaltventil), wodurch ein auch als Systemdruck bezeichneter und beispielsweise in der Kammer 14 herrschender Druck, insbesondere des Fluids, abgebaut wird. Durch das Pumpen des Fluids wird ein Druckaufbau im hydraulischen Abtriebselement 12, insbesondere der Kammer 14, bewirkt. Dieses Pumpen und damit der Druckaufbau im Abtriebselement 12 erfolgen über das abwechselnde, auch als Aktuierung bezeichnete Ansteuern der Aktoren, wodurch eine abwechselnde Aktuierung der beiden hydraulischen Antriebselemente 44 und 46 realisiert wird. Durch Verwendung der Rückschlagventile 60, 62, 64 und 66 und durch deren Anordnung wird gewährleistet, dass in jedem Zyklus, das heißt bei jedem Ansteuern des jeweiligen Aktors, entweder Fluid aus dem jeweiligen Antriebsgehäuse 48 beziehungsweise 50 in das Abtriebselement 12 zur Druckerhöhung gepumpt wird oder Fluid aus dem als hydraulisches Ausgleichselement fungierenden Reservoir 42 in das jeweilige Antriebsgehäuse 48 beziehungsweise 50 gesaugt und somit nachgefördert wird.
  • Die um 180 Grad zueinander versetzte beziehungsweise phasenverschobene Ansteuerung der Aktoren kann durch eine besonders einfache und somit kostengünstige Leistungselektronik dargestellt werden, da die Ansteuerung zumindest nahezu ohne Blindleistung erfolgen kann. Der Grund hierfür ist, dass die elektrische Energie durch diese Ansteuerung immer zwischen den beiden Kapazitäten der Aktoren hin- und hergeschoben werden kann. Wird beispielsweise mithilfe einer Induktivität eine feste Umschwingfrequenz gewählt, kann zusätzlich auf eine getaktete Endstufe samt der dafür notwendigen Filter verzichtet werden.
  • Vorzugsweise weist das Ventilelement 36 wenigstens eine hydraulisch wirksame Fläche auf. Über diese Fläche und beispielsweise durch einen Drucksensor kann ein auf das Ventilelement 36 wirkender Druck des Fluids erfasst werden. In der Folge kann durch die gute elektromechanische Kopplung der Systemdruck erfasst, insbesondere bestimmt, werden, wodurch eine, insbesondere permanente, Drucküberwachung ermöglicht wird.
  • FIG 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Aktorvorrichtung 10. Bei der zweiten Ausführungsform sind beispielsweise zwei Abtriebselemente 12 vorgesehen und das Abtriebselement 12 weist zwei Abtriebsteile auf. Bei der zweiten Ausführungsform ist das Gehäuse 32 aus Invar gebildet, sodass eine vorteilhafte Temperaturkompensation realisierbar ist. Dabei sind die Aktoren in dem Gehäuse 32 aufgenommen. Bei der zweiten Ausführungsform weist die Aktorvorrichtung 10 eine, insbesondere elastisch verformbare, Membran 68 auf. Durch die Membran 68 ist beispielsweise ein erster Bereich 70, in welchem das jeweilige Antriebselement 44 beziehungsweise 46 bewegbar ist, gegen das jeweilige Antriebselement 44 beziehungsweise 46 beziehungsweise gegen das jeweilige Antriebsgehäuse 48 beziehungsweise 50 und/oder gegen das Gehäuse 32 und/oder gegen einen zweiten Bereich 72, in welchem die Festkörperaktoren 20 und 22 angeordnet sind, abgedichtet. Mit anderen Worten erfolgt bei der zweiten Ausführungsform eine Abdichtung der beiden hydraulischen Antriebselemente 44 und 46 durch die Membran 68.
  • Bei der zweiten Ausführungsform ist das Koppelelement 28 derart an die Antriebselemente 44 und 46 angebunden, dass das Koppelelement 28 in eine jeweilige, beispielsweise als Ausfräsung ausgebildete Ausnehmung 74 beziehungsweise 76 des jeweiligen, beispielsweise als Kolben ausgebildeten, Antriebselements 44 beziehungsweise 46 eingreift.
  • Die zuvor genannte Temperaturkompensation für die Festkörperaktoren 20 und 22 ist derart umgesetzt, dass das beispielsweise parallele Gehäuse 32 aus einem vorteilhaften Material wie beispielsweise Invar gebildet ist. Dadurch kann bei einer Temperaturänderung eine durch unterschiedliche Temperaturausdehnungskoeffizienten, insbesondere der Aktoren, bewirkte unerwünschte Öffnung des Schaltventils verhindert werden.
  • Die Aktorvorrichtung 10 kann als integrierende Aktoreinheit mit Schnelllösefunktion ausgebildet werden, wobei die Aktorvorrichtung 10 dadurch eine integrierende Aktoreinheit ist, dass das Fluid durch das abwechselnde Ansteuern der Festkörperaktoren 20 und 22 zu dem und insbesondere in das Abtriebselement 12 gepumpt wird. Die zuvor genannte Schnelllösefunktion kann ohne integrierenden Vorgang einfach dadurch dargestellt werden, dass die Festkörperaktoren 20 und 22 derart spannungsfrei geschaltet werden, dass sowohl ein Ansteuern des ersten Festkörperaktors 20 als auch ein Ansteuern des zweiten Festkörperaktors 22 gleichzeitig unterbleibt. Dadurch kann ein schneller Übergang des Systems aus dem ersten Zustand in den zweiten Zustand zugelassen beziehungsweise bewirkt werden.
  • Die Aktoren können wie eine sogenannte Elektronikschaufel fungieren oder Betrieben werden. Durch Ansteuern des jeweiligen Aktor, das heißt durch Anlegen eines elektrischen Stroms an den jeweiligen Aktor dehnt sich der jeweilige Aktor beispielsweise aus. Wird die Ansteuerung beendet, so zieht sich der jeweilige Aktor wieder zusammen. Dann oder in dem Moment, wenn beziehungsweise in dem sich einer der Aktoren zusammenzieht, wird elektrische Ladung von dem einen Aktor zu dem oder in den anderen Aktor verschoben und umgekehrt. Dadurch ist die genannte Elektronikschaufel realisiert.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass die Aktoren mit einer sehr geringen Frequenz von weniger als 10 Hertz betrieben beziehungsweise wechselseitig angesteuert werden können, um in Position zu bleiben. Dadurch kann ein De- oder Umpolarisieren der beispielsweise als Piezoaktoren ausgebildeten Aktoren vermieden werden.
  • Des Weiteren ist es möglich, über entsprechende Anordnung der Aktoren eine Kraftbegrenzung zu realisieren. Insbesondere bestehen zumindest zwei Möglichkeiten, eine solche, vorteilhafte Kraftbegrenzung darzustellen: Bei einer ersten der Möglichkeiten erfolgt die Realisierung einer Kraftbegrenzung durch entsprechendes Dimensionieren der Aktoren. Dadurch kann sichergestellt werden, dass das Ventilelement 36, insbesondere stets, dann geöffnet, das heißt in den Offenzustand verstellt wird, wenn eine, beispielsweise auf das Abtriebselement 12 wirkende, Kraft einen Schwellenwert erreicht oder überschreitet. Durch entsprechendes Dimensionieren der Aktoren kann der Schwellenwert eingestellt beziehungsweise vorgegeben werden. Mit anderen Worten, erreicht oder überschreitet die Kraft den Schwellenwert, so macht das Ventilelement 36 auf.
  • Hierdurch wird das Ventilelement 36 beispielsweise, insbesondere auch, dann in den Offenzustand verstellt, wenn die Kraft den Schwellenwert überschreitet, während die Akoren beziehungsweise zumindest oder genau einer der Aktoren angesteuert wird. Bei der zweiten Möglichkeit kann die Kraftbegrenzung über eine sogenannte Offset- oder Grundspannung, insbesondere der Ansteuerung des jeweiligen Aktors, realisiert werden. Die Ansteuerung des jeweiligen Aktors hat wenigstens oder genau zwei Spannungsanteile: Ein erster der Spannungsanteile ist die Grundspannung, welche eine grundsätzliche Spannungserhöhung über der Nulllinie ist. Der zweite Spannungsanteil ist eine Sinuswelle zur Realisierung der sinusförmigen Ansteuerung beziehungsweise des sinusförmigen Stroms. Die Sinuswelle stellt beispielsweise die Geschwindigkeit ein, mit der gepumpt wird. Durch Einstellen der Grundspannung kann beispielsweise der Schwellenwert beziehungsweise die Kraftbegrenzung eingestellt werden. Dadurch können die Aktoren als inhärent sichere Aktoren ausgebildet werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Aktorvorrichtung
    12
    Abtriebselement
    14
    Kammer
    16
    Teilbereich
    18
    Doppelpfeil
    20
    erster Festkörperaktor
    22
    zweiter Festkörperaktor
    24
    elektronische Recheneinrichtung
    26
    Doppelpfeil
    28
    Koppelelement
    30
    Schwenkachse
    32
    Gehäuse
    34
    Abführkanal
    36
    Ventilelement
    38
    Rückschlagventil
    40
    Ventilelement
    42
    Reservoir
    44
    Antriebselement
    46
    Antriebselement
    48
    Antriebsgehäuse
    50
    Antriebsgehäuse
    52
    Leitung
    54
    Leitung
    56
    Leitung
    58
    Leitung
    60
    Rückschlagventil
    62
    Rückschlagventil
    64
    Rückschlagventil
    66
    Rückschlagventil
    68
    Membran
    70
    erster Bereich
    72
    zweiter Bereich
    74
    Ausnehmung
    76
    Ausnehmung
    A
    Ausweichstellung
    F
    Pfeil
    F2
    Pfeil
    H
    Haltestellung

Claims (15)

  1. Aktorvorrichtung (10), mit wenigstens einem Abtriebselement (12), welches mit einem Fluid beaufschlagbar und dadurch in eine Haltestellung (H) bewegbar ist, mit wenigstens zwei Festkörperaktoren (20, 22), welche abwechselnd ansteuerbar sind, wodurch das Fluid zu dem Abtriebselement (12) zu fördern und das Abtriebselement (12) mit dem Fluid beaufschlagbar ist, mit einem den Festkörperaktoren (20, 22) gemeinsamen Koppelelement (28), mit wenigstens einem Abführkanal (34), über welchen das Fluid von dem Abtriebselement (12) abführbar ist, und mit wenigstens einem Ventilelement (36), welches zwischen wenigstens einem den Abführkanal (34) versperrenden Schließzustand, in welchem unter Versperren des Abführkanals (34) das Abtriebselement (12) durch das Fluid in der Haltestellung (H) zu halten ist, und wenigstens einem den Abführkanal (34) freigebenden Offenzustand verstellbar ist, in welchem das Ventilelement (36) ein Abführen des Fluids von dem Abtriebselement (12) über den Abführkanal (34) und dadurch eine Bewegung des Abtriebselements (12) aus der Haltestellung (H) in wenigstens eine Ausweichstellung (A) zulässt, wobei das Ventilelement (36) über das Koppelelement (28) von dem jeweiligen Festkörperaktor (20, 22) durch das jeweilige Ansteuern des Festkörperaktors (20, 22) betätigbar und dadurch in den Schließzustand bringbar ist.
  2. Aktorvorrichtung (10) nach Anspruch 1,
    wobei wenigstens ein Reservoir (42) zum Aufnehmen und Speichern des Fluids vorgesehen ist.
  3. Aktorvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2,
    wobei dem jeweiligen Festkörperaktor (20, 22) wenigstens ein Antriebselement (44 ,46) zugeordnet ist, welches durch den jeweiligen Festkörperaktor (20, 22) durch Ansteuern des jeweiligen Festkörperaktors (20, 22) betätigbar, insbesondere bewegbar, ist, wodurch das Fluid zu dem Abtriebselement (12) zu fördern ist.
  4. Aktorvorrichtung (10) nach den Ansprüchen 2 und 3,
    wobei in einer jeweiligen, auf die jeweilige Ansteuerung des jeweiligen Festkörperaktors (20, 22) folgenden Phase des jeweiligen Festkörperaktors (20, 22) das Fluid aus dem Reservoir (42) durch das jeweilige Antriebselement (44, 46) ansaugbar und durch darauffolgendes Ansteuern des jeweiligen Festkörperaktors (20, 22) durch das jeweilige Antriebselement (44, 46) von dem jeweiligen Antriebselement (44, 46) zu dem Abtriebselement (12) zu fördern ist.
  5. Aktorvorrichtung (10) nach Anspruch 4,
    wobei ein erstes der Antriebselemente (44, 46) in der auf die Ansteuerung des dem ersten Antriebselement (44) zugeordneten Festkörperaktors (20) folgenden Phase über das Koppelelement (28) aktiv durch den dem zweiten Antriebselement (46) zugeordneten Festkörperaktor (22) infolge des Ansteuerns des dem zweiten Antriebselement (46) zugeordneten Festkörperaktors (22) derart bewegbar ist, dass das erste Antriebselement (44) das Fluid aus dem Reservoir (42) ansaugt.
  6. Aktorvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei ein erster Bereich (70), in welchem das jeweilige Antriebselement (44, 46) durch Ansteuern des jeweils zugeordneten Festkörperaktors (20, 22) bewegbar ist, gegen das jeweilige Antriebselement (44, 46) und/oder gegen einen zweiten Bereich (72), in welchem die Festkörperaktoren (20, 22) angeordnet sind, durch eine, insbesondere elastisch verformbare und/oder mit dem jeweiligen Antriebselement (44, 46) mitbewegbare, Membran (68) abgedichtet ist.
  7. Aktorvorrichtung (10) nach Anspruch 6,
    wobei das Koppelelement (28) in dem ersten Bereich (70) angeordnet ist.
  8. Aktorvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei das Koppelelement (28) in eine jeweilige Ausnehmung (74, 76) des jeweiligen Antriebselements (44, 46) eingreift und/oder mit dem jeweiligen Antriebselement (44, 46) mitbewegbar ist.
  9. Aktorvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei sich die Antriebselemente (44, 46) hinsichtlich ihrer jeweiligen fluidisch wirksamen Fläche zum Fördern des Fluids voneinander unterscheiden.
  10. Aktorvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei die Festkörperaktoren (20, 22) über das Koppelelement (28) miteinander gekoppelt sind.
  11. Aktorvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei das Koppelelement (28) als eine um eine Schwenkachse (30) verschwenkbare Wippe ausgebildet ist.
  12. Aktorvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei eine elektronische Recheneinrichtung (24) vorgesehen ist, welches dazu ausgebildet ist, die Festkörperaktoren (20, 22) abwechselnd anzusteuern, sodass bei dem Ansteuern eines der Festkörperaktoren (20, 22) das Ansteuern des anderen Aktors (22, 20) unterbleibt und umgekehrt.
  13. Aktorvorrichtung (10) nach Anspruch 12,
    wobei die Recheneinrichtung (24) dazu ausgebildet ist, den jeweiligen Festkörperaktor (20, 22) mit einem sinusförmigen, elektrischen Strom anzusteuern, wobei die sinusförmigen Ströme zum Ansteuern der Festkörperaktoren (20, 22) um 180° zueinander phasenverschoben sind.
  14. Aktorvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei die Festkörperaktoren (20, 22) in einem Gehäuse (32) angeordnet sind, welches aus Invar gebildet ist und/oder wobei sich die Festkörperaktoren (20, 22) hinsichtlich ihres jeweiligen Funktionsprinzips voneinander unterscheiden.
  15. Verfahren zum Betreiben einer Aktorvorrichtung (10), welche aufweist:
    - wenigstens ein Abtriebselement (12), welches mit einem Fluid beaufschlagbar und dadurch in eine Haltestellung (H) bewegbar ist;
    - wenigstens einen ersten Festkörperaktor (20) und wenigstens einen zweiten Festkörperaktor (22), welche abwechselnd angesteuert werden, wodurch das Fluid zu dem Abtriebselement (12) gefördert und das Abtriebselement (12) mit dem Fluid beaufschlagt wird;
    - ein den Festkörperaktoren (20, 22) gemeinsames Koppelelement (28);
    - wenigstens einen Abführkanal (34), über welchen das Fluid von dem Abtriebselement (12) abführbar ist; und
    - wenigstens ein Ventilelement (36), welches über das Koppelelement (28) von dem jeweiligen Festkörperaktor (20, 22) durch das jeweilige Ansteuern des jeweiligen Festkörperaktors (20, 22) betätigt und dadurch in einen den Abführkanal (34) versperrenden Schließzustand gebracht wird, in welchem unter Versperren des Abführkanals (34) das Abtriebselement (12) durch das Fluid in der Haltestellung (H) gehalten wird, wobei sich das Ventilelement (36)dann, wenn sowohl ein Ansteuern des ersten Festkörperaktors (20) als auch ein Ansteuern des zweiten Festkörperaktors (22) gleichzeitig unterbleiben, aus dem Schließzustand in einen den Abführkanal (34) freigebenden Offenzustand verstellt, in welchem das Ventilelement (36) ein Abführen des Fluids von dem Abtriebselement (12) über den Abführkanal (34) zulässt, wodurch sich das Abtriebselement (12) aus der Haltestellung (H) in wenigstens eine Ausweichstellung (A) bewegt.
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