ES2864162T3

ES2864162T3 - Actuador piezohidráulico y método para el funcionamiento de un actuador piezohidráulico de este tipo

Info

Publication number: ES2864162T3
Application number: ES18704930T
Authority: ES
Inventors: Georg Bachmaier; Christian Bachmann; Iason Vittorias; Wolfgang Zöls
Original assignee: Metismotion GmbH
Current assignee: Metismotion GmbH
Priority date: 2017-02-10
Filing date: 2018-02-05
Publication date: 2021-10-13
Anticipated expiration: 2038-02-05
Also published as: CN110462223B; DE102017202131A1; DK3563064T3; US20190368515A1; US10851808B2; CN110462223A; EP3563064B1; WO2018146035A1; EP3563064A1

Abstract

Actuador piezohidráulico (10), que comprende: - al menos un piezoactuador (12); - al menos un accionamiento (14), que presenta una cámara de accionamiento (16) alimentable con un líquido para circuitos hidráulicos (22) y un elemento de pistón de accionamiento (18) accionable por el piezoactuador (12) y que limita en parte con la cámara de accionamiento (16), donde por medio del accionamiento del elemento de pistón de accionamiento (18) se transporta al menos una parte del líquido para circuitos hidráulicos (22) hacia fuera de la cámara de accionamiento (16); - al menos una primera salida (32) que presenta una primera cámara de salida (34), en la que se puede introducir al menos una parte del líquido para circuitos hidráulicos (22) extraído de la cámara de accionamiento (16), y un primer elemento de pistón de salida (38) que limita en parte con la primera cámara de salida (34), donde el primer elemento de pistón de salida presenta una primera superficie de salida (42) hidráulicamente eficaz que se puede poner en marcha introduciendo en la primera cámara de salida (34) líquido para circuitos hidráulicos (22) y se puede accionar impulsando la primera superficie de salida (42) con el líquido para circuitos hidráulicos introducido primera cámara de salida (34); - al menos una segunda salida (44), que presenta una segunda cámara de salida (46), en la que se puede introducir al menos una parte del líquido para circuitos hidráulicos (22) extraído de la cámara de accionamiento (16), y presenta un segundo elemento de pistón de salida (50) que limita en parte con la segunda cámara de salida (46), donde el segundo elemento de pistón de salida presenta una segunda superficie de salida (52) eficaz hidráulicamente mayor o más pequeña que la primera superficie de salida (42) y se puede accionar impulsando la segunda superficie de salida (52) con el líquido para circuitos hidráulicos (22) introducido en la segunda cámara de salida (46); - un dispositivo de acoplamiento (56), mediante el que están acoplados entre sí mecánicamente los elementos de pistón de salida (38, 50); - un primer conducto de alimentación (60) conectado fluidicamente con la cámara de accionamiento (16) y la primera cámara de salida (34), donde por medio del conducto de alimentación se puede introducir en la primera cámara de salida (34) al menos la parte del líquido para circuitos hidráulicos (22) extraído de la cámara de accionamiento (16); - un segundo conducto de alimentación (62) conectado fluidicamente con el primer conducto de alimentación (60) y la segunda cámara de salida (46), donde por medio del conducto de alimentación se puede introducir en la segunda cámara de salida (34) al menos la parte del líquido para circuitos hidráulicos (22) extraído de la cámara de accionamiento (16); - al menos una primera válvula de retención (64) dispuesta en el segundo conducto de alimentación (62), donde la primera válvula de retención se abre en la dirección de la segunda cámara salida (46) y se cierra en la dirección del primer conducto de alimentación (60); - al menos un tercer conducto de alimentación (66) conectado fluidicamente con la cámara de accionamiento (16), donde por medio del conducto de alimentación se puede introducir el líquido para circuitos hidráulicos (22) desde un depósito (24) a la cámara de accionamiento (16); - una segunda válvula de retención (68) dispuesta en el tercer conducto de alimentación (66), donde la válvula se abre en la dirección de la cámara de accionamiento (16) y se cierra en la dirección del depósito (24); - al menos un cuarto conducto de alimentación (70) conectado fluidicamente con la segunda cámara de salida (46), donde por medio del cuarto conducto de alimentación se puede introducir en la segunda cámara de salida (46) líquido para circuitos hidráulicos (22) desde el depósito (24) evitando el primer y segundo conducto de alimentación (60, 62); - una tercera válvula de retención (74) dispuesta en el cuarto conducto de alimentación (70), donde la válvula de retención se abre en la dirección de la segunda cámara de salida (46) y se cierra en la dirección del depósito (24), donde el segundo conducto de alimentación (62) está conectado fluidicamente con el primer conducto de 0 alimentación (60) en un punto de conexión (V), y donde en el primer conducto de alimentación (60) está dispuesta corriente arriba del punto de conexión (V) una cuarta válvula de retención (76), que se abre en la dirección del punto de conexión (V) y se cierra en la dirección de la cámara de accionamiento (14); - al menos un conducto de descarga (78) conectado con al menos una de las cámaras de salida (34, 46), por medio de la cual se puede descargar al menos una parte del líquido para circuitos hidráulicos (22) de la al menos una 5 cámara salida (34, 46) y se puede conducir al depósito (24); y - una quinta válvula de retención (80) dispuesta en el conducto de salida (78), donde la válvula se abre en la dirección del depósito (24) y se cierra en la dirección de la al menos una cámara de salida (34, 46).

Description

DESCRIPCIÓN

Actuador piezohidráulico y método para el funcionamiento de un actuador piezohidráulico de este tipo

[0001] La invención se refiere a un actuador piezohidráulico, así como un a método para el funcionamiento de un tal actuador piezohidráulico de este tipo.

[0002] Los activadores, que habitualmente también denominados elementos reguladores, son de sobra conocidos del estado de la técnica general y se utilizan habitualmente, para transformar señales, en particular señales eléctricas, en un movimiento mecánico y/o al menos otra magnitud física diferente, para influir de forma activa de este modo por ejemplo al menos en un proceso por medio del actuador respectivo. Por ejemplo, entran en uso actuadores en vehículos para mover por medio de los activadores elementos de regulación respectivos de los activadores como, por ejemplo, solapas o válvulas. Además, se puede usar por ejemplo un actuador para expulsar al menos una herramienta de una máquina de herramientas.

[0003] En particular, cuatro características de un actuador son de importancia particular: fuerza, elongación, velocidad y espacio de construcción. En una multitud de aplicaciones del actuador existen puntos de trabajo diferentes, en los que se necesita o es deseable una fuerza elevada o una velocidad alta del actuador respectivamente. En el actuador citado previamente para expulsar una herramienta de una máquina de herramientas existe por ejemplo por un lado la necesidad de que el actuador o al menos un elemento de accionamiento del actuador recorra el camino desde una posición inicial hasta el contacto con la herramienta que se va a expulsar a una velocidad alta, no siendo necesarias fuerzas particularmente elevadas. La herramienta se expulsa por medio del elemento de accionamiento. En cuanto el actuador o el elemento de accionamiento tienen contacto con el vehículo por expulsar, existe, al contrario de la necesidad citada previamente, la necesidad de que se pongan a disposición fuerzas elevadas por parte del actuador o del elemento de accionamiento, para empujar y por tanto expulsar la herramienta. Sin embargo, no hay necesidad de una alta velocidad, porque el camino necesario para la expulsión o una elongación necesaria para la expulsión del actuador, en particular del elemento de accionamiento, es muy corto. Por tanto, para el actuador resultan al menos dos modos diferentes entre sí y necesarios o deseables: el primer modo es un modo de velocidad, en el que por ejemplo el elemento de accionamiento se mueve rápidamente y solamente con poca fuerza hasta el contacto con la herramienta. El segundo modo es un modo de fuerza, en el que el elemento de accionamiento se mueve en efecto con una fuerza alta, pero hace un recorrido corto, es decir, se mueve lentamente, para, por ejemplo, expulsar finalmente la herramienta. Una aplicación del actuador de este tipo con los modos descritos, encuentra cada vez más aplicación en la robótica.

[0004] En este caso se agarran por ejemplo objetos de diferente consistencia por un robot, para lo que se usa al menos un actuador. El robot se usa por ejemplo, para ayudar a al menos una persona en su tarea a lo largo de una línea de producción. Es deseable, que el robot pueda agarrar y particularmente mover a ser posible, tanto objetos quebradizos, es decir, muy delicados, como también objetos consistentes y en su caso pesados. Esto requiere una alta flexibilidad en forma de una impedancia adaptable del actuador, que es por ejemplo componente de un sistema de agarre o sistema del actuador del robot. Por medio del sistema de agarre o sistema del actuador el robot puede agarrar correspondientemente objetos y en particular moverlos de un lado para otro. El mismo sistema de agarre debería tener tanto la posibilidad de representarse como un sistema relativamente suave, para despachar por ejemplo funciones delicadas, como también la posibilidad de comportarse como un sistema de gran rigidez para poder poner a disposición de este modo por ejemplo fuerzas elevadas mediante las que se puedan agarrar y en su caso mover también objetos rígidos o pesados y grandes.

[0005] El documento WO 2014/146804 A1 muestra un dispositivo actuador con una unidad de propulsión y una unidad de salida. La unidad de salida presenta una primera unidad de traslación con una primera salida y una segunda unidad de salida con una segunda salida conectada de forma fluida con la primera unidad de traslación por medio de un sistema de potencia. La unidad de propulsión está conectada de forma fluida con el sistema de potencia. Por medio de la unidad de propulsión se intercambia un fluido entre la primera unidad de traslación y la segunda unidad de traslación para elongación de las salidas. La primera unidad de traslación y la segunda unidad de traslación presentan respectivamente un elemento de pretensado, donde los elementos de pretensado se apoyan en direcciones opuestas sobre una sujeción alojada de forma movible.

[0006] Además, el documento WO 2017/198420 A1 presenta como conocido un actuador piezohidráulico, entrando este documento dentro del art. 54 (3) del convenio sobre la concesión de patentes europeas.

[0007] Es tarea de la presente invención, por lo tanto, crear un actuador y un método, mediante los que se puedan realizar los modos citados anteriormente de manera particularmente ventajosa.

[0008] Esta tarea se resuelve a través un actuador piezohidráulico con las características de la reivindicación 1, así como un método para poner en funcionamiento un actuador piezohidráulico de este tipo con las características de la reivindicación 9. Configuraciones ventajosas con perfeccionamientos oportunos de la invención se indican en las demás reivindicaciones.

[0009] Un primer aspecto de la invención se refiere a un actuador piezohidráulico, con al menos un actuador piezoeléctrico y con al menos un accionamiento, que presenta una cámara de accionamiento alimentable con un líquido para circuitos hidráulicos y un elemento de pistón de accionamiento que limita en parte con la cámara de accionamiento y se puede accionar por el actuador piezoeléctrico y se puede mover de esta manera. Por medio del elemento de pistón de accionamiento mediante el accionamiento del elemento de pistón de de accionamiento se puede transportar al menos una parte del líquido para circuitos hidráulicos de la cámara de accionamiento. Con otras palabras, el elemento de pistón de accionamiento se acciona por medio del actuador piezoeléctrico y de esta manera se mueve, con lo que al menos una parte del líquido para circuitos hidráulicos alojado en primer lugar en la cámara de accionamiento, se saca de la cámara de accionamiento por medio del elemento de pistón de accionamiento.

[0010] El actuador piezohidráulico comprende además al menos una primera salida, que presenta una primera cámara de salida y un primer elemento de pistón de accionamiento, que limita parcialmente con la primera cámara de salida. En la primera cámara de salida se puede introducir al menos una parte el del líquido para circuitos hidráulicos extraído de la cámara de accionamiento. El primer elemento de pistón de salida presenta una primera superficie de salida hidráulicamente eficaz, a la que se puede aplicar el líquido hidráulico introducido en la primera cámara de salida. Con este impulso de la primera superficie de salida con el líquido para circuitos hidráulicos introducido en la primera cámara de salida, se puede activar el primer elemento de pistón de salida y de esta manera se puede mover en particular de forma traslacional.

[0011] El actuador piezohidráulico presenta además al menos una segunda salida, que presenta una segunda cámara de salida y un segundo elemento de pistón de salida que limita parcialmente con la segunda cámara de salida. En la segunda cámara de salida se puede introducir al menos una parte del líquido para circuitos hidráulicos extraído de la cámara de accionamiento. El segundo elemento de pistón de salida presenta una segunda superficie de salida hidráulicamente eficaz, a la que se puede aplicar el líquido hidráulico introducido en la primera cámara de salida. Las superficies de salida presentan diferentes tamaños. En otras palabras, la segunda superficie de salida es mayor o más pequeña que la primera superficie de salida. El segundo elemento de pistón de salida se puede activar aplicando a la segunda superficie de salida el líquido para circuitos hidráulicos introducido en la segunda cámara de salida. En otras palabras, si el líquido para circuitos hidráulicos se introduce en la primera cámara de salida, la primera superficie de salida se impulsa con el líquido para circuitos hidráulicos introducido en la primera cámara de salida, con lo cual se impulsa el primer elemento de pistón de salida y así se mueve, en particular de forma traslacional. En el caso de que el líquido para circuitos hidráulicos se introduzca en la segunda cámara de salida, se impulsa la segunda superficie de salida con el líquido para circuitos hidráulicos introducido en la segunda cámara de salida, por lo que el segundo elemento de pistón de salida se acciona y se mueve en particular de forma traslacional. Preferiblemente está previsto que las cámaras de salida o los elementos de pistón de salida se dispongan o conecten en fluidos en paralelo una respecto a otra.

[0012] Además, el actuador piezohidráulico tiene un dispositivo de acoplamiento sobre, por medio del cual se acoplan mecánicamente entre sí los elementos de pistón de salida. Esto significa, que los elementos de pistón de salida no se acoplan entre sí de forma neumática, eléctrica o hidráulica, sino que los elementos de pistón de salida se acoplan mecánicamente entre sí mediante el dispositivo de acoplamiento, donde por ejemplo el dispositivo de acoplamiento está unido o acoplado mecánicamente tanto con el primer elemento de pistón de salida como también con el segundo elemento de pistón de salida. Por medio de este acoplamiento mecánico de los elementos de pistón de salida estos se mueven al mismo tiempo, es decir, de forma sincrónica. Así, por ejemplo, si se acciona el primer elemento de pistón de salida del modo descrito y, en particular, si se mueve de forma traslacional, entonces el segundo elemento de pistón de salida se mueve junto con el primer elemento de pistón de salida por el hecho de que el segundo elemento de pistón de salida está unido o acoplado mecánicamente con el primer elemento de pistón de salida por medio del dispositivo de acoplamiento. Si, por el contrario, por ejemplo el segundo elemento de pistón de salida se acciona del modo descrito y, particularmente, se mueve de forma traslacional, entonces el primer elemento de pistón de salida se mueve junto con el segundo elemento de pistón de salida por el hecho de que el primer elemento de pistón de salida está unido o acoplado mecánicamente al segundo elemento de pistón de salida por medio del dispositivo de acoplamiento. Con otras palabras, en caso de que el primer elemento de pistón de salida mueve al segundo elemento de pistón de salida o al segundo elemento de pistón de salida mueve el primer elemento de pistón de salida por medio del dispositivo de acoplamiento.

[0013] Por medio del actuador piezoeléctrico según la invención se pueden realizar de una manera particularmente ventajosa al menos dos modos diferentes el uno del otro del actuador piezoeléctrico. Un primer modo es por ejemplo un modo de velocidad, en el que el primer elemento de pistón de salida se puede mover de forma particularmente rápida o con una primera velocidad elevada, pero solo con una primera fuerza pequeña, particularmente cuando la segunda superficie de salida es mayor que la primera superficie de salida. El segundo modo es un modo de fuerza, en el que por ejemplo en particular cuando la segunda superficie de salida es mayor que la primera superficie de salida, el segundo elemento de pistón de salida se puede mover a una segunda velocidad inferior a la primera velocidad, pero con una segunda fuerza más elevada respecto a la primera fuerza. Así es posible, por ejemplo, mover al menos un elemento de accionamiento del actuador por medio del primer elemento de pistón de salida a una primera velocidad alta, pero solo con una primera fuerza baja. En el modo de fuerza el elemento de accionamiento se puede mover por ejemplo por medio del segundo elemento de pistón de salida a una segunda velocidad inferior a la primera velocidad, pero con una segunda fuerza superior a la primera fuerza. Dado que los elementos de pistón de salida están acoplados mecánicamente entre sí, se puede conmutar de forma particularmente ventajosa, en particular suave y sin tirones y/o de forma autónoma o automática, de uno de los modos al otro y viceversa.

[0014] En el caso de que se use por ejemplo en una máquina-herramienta el actuador piezohidráulico según la invención para expulsar una herramienta por medio del actuador piezohidráulico, expulsando por ejemplo la herramienta por medio del elemento de accionamiento citado previamente, accionando el elemento de salida por medio del actuador piezohidráulico, entonces el elemento de accionamiento se puede mover por ejemplo partiendo de una posición inicial por medio del actuador piezohidráulico, en el modo de velocidad a una primera velocidad particularmente alta y con una primera fuerza baja, hasta que el elemento de accionamiento entra en contacto al menos indirecto, particularmente directo, con la herramienta que se va a expulsar. A partir del contacto del elemento de accionamiento con la herramienta que se va a expulsar, se puede mover por ejemplo el elemento de accionamiento por medio del segundo elemento de pistón de salida en el modo de fuerza a una segunda velocidad inferior a la primera velocidad y con una segunda fuerza más elevada frente a la primera fuerza, para finalmente expulsar la herramienta por medio del elemento de accionamiento.

[0015] Además, el actuador piezohidráulico según la invención puede emplearse de forma particularmente buena en un robot, en particular, en un sistema de agarre del robot, para poder agarrar de forma segura y fuerte por medio del sistema de agarre tanto objetos muy delicados o frágiles, en particular en el modo de velocidad, como también por otro lado objetos más pesados y más estables, en particular, en el modo de fuerza. Los objetos muy delicados o los objetos frágiles se mueven y agarran por ejemplo con ayuda del primer elemento de pistón de salida y así por tanto ya solamente con poca fuerza, donde se pueden agarrar y mover por ejemplo objetos pesados o estables por medio del segundo elemento de pistón de salida y por tanto con fuerza de gran magnitud. De esta manera, por medio del actuador piezohidráulico se puede solucionar de una manera sencilla, pero favorable en cuanto al peso y al espacio, un conflicto objetivo entre la realización de un movimiento rápido, pero de poca fuerza y la realización de un movimiento lento, pero con mucha fuerza.

[0016] El actuador piezohidráulico presenta un primer conducto de alimentación conectado en cuanto a fluidos con la primera cámara de salida y con la cámara de accionamiento, donde por medio del conducto de alimentación se puede introducir al menos la parte del líquido para circuitos hidráulicos extraído de la cámara de accionamiento en la primera cámara de salida. Además, el actuador piezohidráulico presenta un segundo conducto de alimentación conectado a modo de fluidos con el primer conducto de alimentación y con la segunda cámara de salida, pudiéndose introducir por medio del conducto de alimentación la parte del líquido para circuitos hidráulicos extraída de la cámara de accionamiento en la segunda cámara de salida. Además, el actuador piezohidráulico presenta al menos una primera válvula de retención dispuesta en el segundo conducto de alimentación, donde la válvula de retención se abre en la dirección de la segunda cámara de salida y se cierra en la dirección del primer conducto de alimentación.

Por esto se debe entender que la primera válvula de retención se abre cuando el líquido para circuitos hidráulicos pasa a través del segundo conducto de alimentación en dirección de o hacia la segunda cámara de salida. Sin embargo, la primera válvula de retención evita un flujo no deseado del líquido para circuitos hidráulicos a través del segundo conducto de alimentación en dirección de o hacia el primer conducto de alimentación.

[0017] Por ejemplo, si al primer elemento de pistón de salida o al movimiento del primer elemento de pistón de salida se opone una contrafuerza correspondientemente grande, de modo que, por ejemplo, una presión del fluido hidráulico provocada por ejemplo por el actuador piezoeléctrico o por medio del pistón de accionamiento no es suficiente para impulsar el primer elemento de pistón de salida contra la contrafuerza y, por lo tanto, moverlo, de modo que el primer elemento de pistón de salida solo se pueda mover ligeramente, así aumenta, por ejemplo, la presión del fluido hidráulico, en particular hasta que, por ejemplo, la primera válvula de retención libera la segunda línea de suministro de modo que el fluido hidráulico pueda fluir a través de la segunda línea de suministro hacia la segunda cámara de salida. Entonces se mueve o acciona el segundo elemento de pistón de salida. De este modo se puede conmutar de forma particularmente fácil y de forma automática entre los modos citados y en particular del modo de velocidad al modo de fuerza.

[0018] La contrafuerza mencionada actúa, por ejemplo, sobre el primer elemento de pistón de salida y, por lo tanto, se opone al primer elemento de pistón de salida o su movimiento cuando el elemento de salida, que está, por ejemplo, formado en una sola pieza con el elemento de pistón de salida respectivo o puede acoplarse, en particular mecánicamente, al respectivo elemento de pistón de salida, está en contacto o se coloca con la herramienta a expulsar. De este modo, el elemento de salida se puede mover rápidamente y con poca fuerza en contacto con la herramienta por medio del modo de velocidad y luego seguir moviéndose por medio del modo de fuerza de forma lenta y con fuerza.

[0019] El actuador piezohidráulico tiene al menos una tercera línea de suministro que está conectada a modo de fluidos a la cámara de transmisión y a través de la cual se puede introducir el fluido hidráulico desde un depósito a la cámara de transmisión. El depósito es parte del actuador piezohidráulico, por ejemplo. Además, el actuador piezohidráulico tiene una segunda válvula de retención que está dispuesta en la tercera línea de suministro y que se abre en la dirección de la cámara de accionamiento y se cierra en la dirección del depósito. De esta manera, por ejemplo, el fluido hidráulico puede fluir a través de la tercera línea de suministro hacia la cámara de accionamiento, evitando mediante la segunda válvula de retención un flujo no deseado del fluido hidráulico desde la cámara de accionamiento a través de la tercera línea de suministro hacia el depósito.

[0020] Por ejemplo, si se acciona el actuador piezoeléctrico, en particular, si se alimenta con corriente, entonces se expande por ejemplo al menos un elemento piezoeléctrico, en particular una pila piezoeléctrica que comprende varios elementos piezoeléctricos, reduciendo así por ejemplo el volumen de la cámara de accionamiento. De este modo al menos parte del fluido hidráulico se transporta fuera de la cámara de accionamiento. Si finaliza el accionamiento del actuador o su suministro con corriente, entonces el actuador piezoeléctrico o el elemento piezoeléctrico o la pila piezoeléctrica se contrae, por ejemplo, lo que se acompaña de un aumento del volumen de la cámara de accionamiento. Para evitar una presión negativa excesiva o no deseable en la cámara de transmisión como resultado del aumento de volumen de la cámara de transmisión, el fluido hidráulico puede fluir a posteriori desde el depósito a través de la tercera línea de suministro y la segunda válvula de retención y, en particular, fluir hacia la cámara de transmisión.

[0021] Cuando el fluido hidráulico se transporta fuera de la cámara de accionamiento, la segunda válvula de retención evita que el fluido hidráulico fluya de forma no deseable de regreso al depósito a través de la tercera línea de alimentación. Como resultado, se puede garantizar un flujo de fluido hidráulico según sea necesario de una manera particularmente simple y, por lo tanto, con ahorro de peso y en costes. Moviendo el elemento de pistón de accionamiento de un lado a otro, el fluido hidráulico puede aspirarse sucesivamente desde el depósito a la cámara de accionamiento a través de la tercera línea de alimentación, y el fluido hidráulico puede transportarse desde la cámara de accionamiento al elemento de pistón de salida respectivo para lograr realizar un movimiento basado en las necesidades del respectivo elemento de pistón de salida y, por lo tanto, del elemento de salida mencionado.

[0022] El actuador piezohidráulico tiene al menos una cuarta línea de suministro conectada de a modo de fluidos a la segunda cámara de salida, a través de la cual se puede introducir fluido hidráulico en la segunda cámara de salida desde el depósito mencionado anteriormente, sin pasar por la primera línea de alimentación y la segunda línea de alimentación. Esto significa que la cuarta línea de alimentación pasa por alto la primera línea de alimentación y la segunda línea de alimentación o el fluido hidráulico que fluye a través de la cuarta línea de alimentación pasa por alto la primera línea de alimentación y la segunda línea de alimentación y, por lo tanto, no fluye a través de la primera línea de alimentación ni a través de la segunda línea de alimentación. Por tanto, se puede suministrar fluido hidráulico a la segunda cámara de salida desde el depósito independientemente de la primera línea de alimentación e independientemente de la segunda línea de alimentación.

[0023] El actuador piezohidráulico también tiene una tercera válvula de retención que está dispuesta en la cuarta línea de alimentación y que se abre en la dirección de la segunda cámara de salida y se cierra en la dirección del depósito. Si, por ejemplo, la contrafuerza mencionada anteriormente no se opone al primer elemento de pistón de salida o solo hay una contrafuerza muy leve opuesta al primer elemento de pistón de salida, de modo que el fluido hidráulico no puede fluir a través de la segunda línea de alimentación y, por lo tanto, no puede entrar en la segunda cámara de salida a través de la segunda línea de alimentación, ya que, por ejemplo, la primera válvula de retención dispuesta en la segunda línea de alimentación aún no se abre o aún está cerrada e impide así que el fluido hidráulico fluya hacia la segunda cámara de salida a través de la segunda línea de alimentación, el segundo elemento de pistón de salida se mueve a través del dispositivo de acoplamiento por medio del primer elemento de pistón de salida o con el primer elemento de pistón de salida sin que el fluido hidráulico pueda entrar en la segunda cámara de salida a través del segundo conducto de alimentación. Sin embargo, el hecho de que el segundo elemento de pistón de salida se mueva con el primer elemento de pistón de salida da como resultado un aumento del volumen de la segunda cámara de salida. Para evitar la creación de una presión negativa excesiva o no deseable en la segunda cámara de salida de una manera particularmente sencilla, el fluido hidráulico no puede fluir o se puede aspirar hacia la segunda cámara de salida por el primer conducto de alimentación o el segundo conducto de alimentación, sino a través del cuarto conducto de alimentación y la tercera válvula de retención.

[0024] El segundo conducto de alimentación se conecta a modo de fluidos en un punto de conexión con el primer conducto de alimentación, donde en el primer conducto de alimentación está dispuesto corriente arriba del punto de conexión una cuarta válvula de retención, que se abre en la dirección del punto de conexión y se cierra en dirección de la cámara de accionamiento. En otras palabras, la cuarta válvula de retención está dispuesta corriente arriba del punto conexión con respecto a una dirección del líquido para circuitos hidráulicos que fluye desde la cámara de accionamiento a la primera cámara de salida a través del primer conducto de alimentación, donde la cuarta válvula de retención permite el paso de un flujo del líquido para circuitos hidráulicos desde la cámara de accionamiento a través del primer conducto de alimentación hacia la primera cámara de salida, dado que la cuarta válvula de retención se abre correspondientemente. Sin embargo, por medio de la cuarta válvula de retención se puede evitar un flujo no deseado del líquido para circuitos hidráulicos desde el punto de conexión y así, por ejemplo, desde la primera cámara de salida a la cámara de accionamiento. De este modo se puede garantizar un flujo del líquido para circuitos hidráulicos de manera económica y sencilla.

[0025] El actuador piezohidráulico presenta al menos un conducto de salida conectado en fluidos con al menos una de las cámaras de salida, pudiendo conducirse a través del conducto de salida al menos una parte del líquido para circuitos hidráulicos desde la al menos una cámara de salida y hacia el depósito, en particular, hacia el depósito mencionado anteriormente. Alternativa o adicionalmente, el conducto de salida se conecta en cuanto a fluidos con el primer conducto de alimentación y/o con el segundo conducto de alimentación y/o con el tercer conducto de alimentación, de manera que por ejemplo al menos una parte del líquido para circuitos hidráulicos puede salir del primer conducto de alimentación y/o del segundo conducto de alimentación y/o del tercer conducto de alimentación y se puede conducir al depósito citado. Para ello el actuador piezohidráulico presenta además una quinta válvula de retención dispuesta en el conducto de salida, donde la válvula de retención se abre en la dirección del depósito y se cierra en la dirección de la al menos una cámara de salida o en la dirección del conducto de alimentación respectivo, con el que en su caso está conectado a modo de fluidos el conducto de salida. Por ejemplo, en el caso de que una contrafuerza de este tipo actúe sobre al menos uno de los pistones de salida, que por medio de la contrafuerza se provoca una disminución de volumen de la cámara de salida respectiva, de forma que al menos una parte del líquido para circuitos hidráulicos alojado en principio en la cámara de salida respectiva, puede salir de la cámara de salida respectiva a través del conducto de salida, sin que haya un deterioro del actuador piezohidráulico. En el caso de que la contrafuerza mencionada anteriormente, que es antagónica al elemento de pistón de salida respectivo o a su movimiento, sea tan grande que por medio del piezoactuador o por medio de una presión del líquido para circuitos hidráulicos causada por el piezoactuador, no se puede provocar ningún movimiento de este tipo del elemento de pistón de salida respectivo, de forma que lleva a un agrandamiento volumétrico de la cámara de salida respectiva, de esta forma se puede sacar por ejemplo el líquido para circuitos hidráulicos del conducto de alimentación respectivo por el conducto de salida y en particular se puede llevar respectivamente al depósito, sin que lleve a un deterioro del actuador piezohidráulico. De este modo se pueden evitar deterioros del actuador piezohidráulico de manera sencilla y económica.

[0026] Se ha mostrado que es particularmente ventajoso que sea ajustable una fuerza de apertura, que abre la quinta válvula de retención. La fuerza de apertura se corresponde con una presión de apertura del líquido para circuitos hidráulicos. En el caso de que por ejemplo mediante el elemento de pistón de tracción y/o mediante al menos uno de los elementos de pistón de salida se cause un flujo de este tipo del líquido para circuitos hidráulicos, que el flujo del líquido para circuitos hidráulicos en el conducto de salida se dirija en dirección del depósito, entonces la quinta válvula de retención se abre cuando el líquido para circuitos hidráulicos en el conducto de salida sobrepasa o alcanza la presión de apertura. Dado que la fuerza de apertura es ajustable, se puede ajustar según necesidad la presión de apertura, a partir de la cual la quinta válvula de retención desbloquea el flujo del líquido para circuitos hidráulicos a través del conducto de salida en dirección del depósito.

[0027] Se ha mostrado que es particularmente ventajoso que la quinta válvula de retención presente un elemento elástico, cuyo pretensado sea ajustable, para regular de este modo la fuerza de apertura. De este modo se puede ajustar la fuerza de apertura de forma especialmente adaptada a las necesidades y de forma sencilla y económica.

[0028] En otra configuración ventajosa de la invención se asocia al elemento elástico de la quinta válvula de retención un elemento de regulación, que tiene al menos una cámara de regulación. En la cámara de regulación se puede introducir al menos una parte el del líquido para circuitos hidráulicos extraído de la cámara de accionamiento. Además, el elemento de regulación tiene un elemento de pistón de regulación que limita parcialmente la cámara de regulación, donde el elemento de pistón de regulación se puede mover por medio del líquido para circuitos hidráulicos introducido en la cámara de regulación, con lo que se puede ajustar el pretensado del elemento elástico. El elemento de pistón de regulación está acoplado o se puede acoplar por ejemplo al menos indirectamente con el elemento elástico, de manera que mediante el movimiento del elemento de pistón de regulación se puede tensar o relajar respectivamente el elemento elástico. De esta manera se puede ajustar automáticamente el pretensado del elemento elástico de forma particularmente sencilla según necesidad y en particular de forma automática.

[0029] En otra realización de la invención el actuador piezohidráulico presenta al menos un conducto de regulación conectado en fluidos con la cámara de regulación y con la cámara de accionamiento, donde por medio del conducto de regulación se puede introducir en la cámara de regulación al menos la parte del líquido para circuitos hidráulicos. Preferiblemente está dispuesta en la línea de regulación una sexta válvula de retención, que se abre en dirección de la cámara de regulación y se cierra en la dirección de la cámara de accionamiento. De este modo, por ejemplo, la sexta válvula de retención permite que salga un flujo del líquido para circuitos hidráulicos de la cámara de accionamiento a través del conducto de regulación en dirección de o respectivamente hacia la cámara de regulación. Además, se puede evitar de una manera sencilla por medio de la sexta válvula de retención un flujo no deseado del líquido para circuitos hidráulicos desde la cámara de regulación hacia la cámara de accionamiento a través de la línea de regulación.

[0030] Para poder ajustar de forma sencilla y según necesidad el pretensado del elemento elástico y de esta manera la presión de apertura o la fuerza de apertura, está dispuesto en el conducto de regulación al menos un estrangulador, a través del cual puede pasar el líquido para circuitos hidráulicos, por medio del cual se puede introducir en la cámara de regulación al menos la parte del líquido para circuitos hidráulicos.

[0031] Finalmente, se ha mostrado que es particularmente ventajoso que se proporcione un segundo estrangulador a través del cual pueda fluir el líquido para circuitos hidráulicos, que está dispuesto en cuanto a fluidos en serie con el primer estrangulador y en fluidos en paralelo al elemento de pistón de regulación.

Por medio de un flujo causado por medio del piezoactuador y el elemento de pistón de accionamiento del líquido para circuitos hidráulicos de la cámara de accionamiento a través de la línea de regulación y a través del primer estrangulador, una primera parte del flujo entra en la cámara de regulación y de esta manera no pasa a través del segundo estrangulador, y una segunda parte del flujo fluye en paralelo o respectivamente simultáneamente a través del segundo estrangulador y por ello no fluye a la cámara de regulación.

[0032] Un segundo aspecto de la invención se refiere a un método para el funcionamiento de un actuador piezohidráulico según la invención. El actuador piezohidráulico presenta al menos uno piezoactuador y al menos un accionamiento, que presenta una cámara de accionamiento alimentable con un líquido para circuitos hidráulicos y un elemento de pistón de accionamento que limita en parte con la cámara de accionamiento y se puede accionar por el piezoactuador y por ello se puede mover, particularmente de forma traslacional , donde por medio del elemento de pistón de accionamento se transporta o se tiene que transportar al menos una parte del líquido para circuitos hidráulicos mediante el accionamiento del elemento de pistón de tracción desde la cámara de accionamiento.

[0033] El actuador piezohidráulico además presenta además al menos una primera salida, que presenta una primera cámara de salida, en la que se puede introducir al menos una parte del líquido para circuitos hidráulicos extraído de la cámara de accionamiento, y presenta un primer elemento de pistón de salida que limita parcialmente con la primera cámara de salida, donde el primer elemento de pistón de salida presenta una primera superficie de salida eficaz hidráulicamente, a la que se puede aplicar el líquido para circuitos hidráulicos introducido en la primera cámara de salida, y se puede accionar a través del impulso de primera superficie de salida mediante el líquido para circuitos hidráulicos introducido en la primera cámara de salida y por ello se puede mover, en particular de forma traslacional.

[0034] Además, el actuador piezohidráulico comprende al menos una segunda salida, que presenta una segunda cámara de salida, en la que se puede introducir al menos una parte del líquido para circuitos hidráulicos extraído de la cámara de accionamiento, y presenta un segundo elemento de pistón de salida que limita parcialmente con la segunda cámara de salida, donde el segundo elemento de pistón de salida presenta una segunda superficie de salida eficaz hidráulicamente mayor o más pequeña que la primera superficie de salida y se puede accionar impulsando la segunda superficie de salida introduciendo líquido para circuitos hidráulicos en la segunda cámara de salida. Además, el actuador piezohidráulico comprende un dispositivo de acoplamiento, por medio del cual se acoplan mecánicamente entre sí los elementos de pistón de salida.

[0035] En el método el piezoactuador se acciona al menos mediante una señal eléctrica, donde el elemento de pistón de accionamiento se acciona por medio del piezoactuador. Ventajas y configuraciones ventajosas del primer aspecto de la invención se consideran ventajas y configuraciones ventajosas del segundo aspecto de la invención y viceversa.

[0036] Se ha mostrado como particularmente ventajoso que el piezoactuador se accione mediante modulación por anchura de pulsos (PWM). Así, la señal eléctrica es por ejemplo una tensión eléctrica en forma de PWM.

[0037] La cámara de accionamiento, la cámara de salida respectiva y las cámaras de regulación se designan simplemente como cámaras. El elemento de pistón de accionamiento y/o el elemento de pistón de salida respectivo y/o el elemento de pistón de regulación es por ejemplo un pistón, que se aloja de modo que se puede mover traslacionalmente en una carcasa designada también como cilindro, de manera que por ejemplo la carcasa respectiva y el pistón respectivo limitan respectivamente de forma parcial con la cámara respectiva. El pistón respectivo y la carcasa respectiva forman así por ejemplo un cilindro hidráulico.

[0038] Además, es concebible, que el elemento de pistón de accionamiento y/o el elemento de pistón de salida respectivo y/o el elemento de pistón de regulación sea un componente de un fuelle. El componente del fuelle es por ejemplo una pared frontal del fuelle, de manera que el elemento de pistón de accionamiento y/o el elemento de pistón de salida respectivo y/o el elemento de pistón de regulación es por ejemplo una pared frontal de un fuelle, particularmente axial. El fuelle respectivo presenta por ejemplo un revestimiento o una pared lateral, donde la cámara respectiva se limita por la pared frontal respectiva y el revestimiento respectivo del fuelle respectivo. La pared frontal está unida por ejemplo al revestimiento respectivo, en particular en una sola pieza con el revestimiento respectivo.

[0039] Por ejemplo, la pared del extremo respectiva se puede mover traslacionalmente hacia adelante y hacia atrás mientras aumenta y se acorta la longitud del revestimiento respectivo, como en el caso de un fuelle mecánico o fuelle neumático. Además, el revestimiento presenta por ejemplo al menos en una zona de longitud un curso ondulado y/o dentado o plegado o con pliegues. Por ejemplo, el revestimiento se deforma elásticamente, cuando la pared frontal se mueve de manera traslacional en una dirección. Además, es concebible, que el revestimiento se enrolle sobre el pistón y se desenrolle del pistón al menos parcialmente cuando por ejemplo la pared frontal que forma un pistón se mueve de un lado a otro traslacionalmente, como por ejemplo en un fuelle neumático, en particular un fuelle neumático de aire o un fuelle de rollo. El revestimiento se forma por ejemplo de plástico o de un material metálico. El revestimiento En particular puede estar formado particularmente de un material elástico deformable, en particular de caucho. Además, el revestimiento puede ser flexible, es decir, maleable, es decir, de forma inestable.

[0040] La válvula de retención respectiva se forma por ejemplo como válvula de retención convencional con un elemento de válvulas conformado por ejemplo como esfera y un muelle, contra cuya fuerza elástica pueden abrir el elemento de válvula y por tanto la válvula de retención en su totalidad. Además, es concebible, que la válvula de retención esté formada como tapa de válvula de retención o como válvula de retención sencilla, en la que por ejemplo está prevista una franja o cinta formada en particular de metal, que en una posición de bloqueo tapa al menos un orificio de paso para el líquido para circuitos hidráulicos y por ello lo cierra. En el caso de que la presión del líquido para circuitos hidráulicos alcance o sobrepase un valor umbral, la franja se deforma y se mueve por ello a una posición de desbloqueo, en la que la franja desbloquea el orificio de paso.

[0041] Otras ventajas, características y detalles de la invención resultan de la descripción que sigue de un ejemplo de forma de realización preferida así como del dibujo. Las características y combinaciones de características citadas anteriormente en la descripción, así como las características por sí solas y combinaciones de características mostradas en las figuras y/o descripción de las figuras, no solamente son aplicables en la respectiva combinación, sino también en otras combinaciones o de una en una, sin abandonar el marco de la invención.

[0042] El dibujo muestra en la única figura una representación esquemática de un esquema eléctrico hidráulico de un actuador piezohidráulico según la invención.

[0043] La única figura muestra en una representación esquemática un esquema eléctrico hidráulico de un actuador piezohidráulico 10, mediante el que por ejemplo - como se explica aún más detalladamente a continuación - se causa un movimiento de al menos un elemento de accionamiento no mostrado en la figura. Este movimiento del elemento de accionamiento también se denomina desviación.

[0044] Por ejemplo, entran en uso el actuador piezohidráulico 10 y el elemento de salida en una máquinaherramienta y se usan para expulsar al menos una herramienta de la máquina-herramienta. En este caso, por ejemplo, el elemento de salida se acciona mediante el actuador piezohidráulico 10, para mover la herramienta mediante el elemento de salida y particularmente expulsarla. Además, es concebible que el elemento de salida y el actuador piezohidráulico 10 entren en uso en un sistema de agarre de un robot, para agarrar y mover de un lado hacia otro los componentes mediante el sistema de agarre y mediante el robot.

[0045] El actuador piezohidráulico 10 presenta al menos un piezoactuador 12, que comprende al menos un piezoelemento. El piezoactuador 12 presenta particularmente una pluralidad de piezoelementos, que forman una piezopila. Aplicando una tensión eléctrica sobre el piezoelemento o sobre la piezopila y por lo tanto por ejemplo sobre el piezoactuador 12, se puede provocar un movimiento mecánico del piezoelemento o de la piezopila, como se explica aún más detalladamente a continuación. La tensión eléctrica se aplica por ejemplo en el marco de un accionamiento del piezoactuador 12 sobre este o sobre el piezoelemento o sobre la piezopila.

[0046] El actuador piezohidráulico 10 presenta además un accionamiento 14, que comprende una cámara de accionamiento 16 y un elemento de pistón de accionamiento en forma un pistón de accionamiento 18. Además, el accionamiento comprende 14 un cilindro de accionamiento 20, en el que se aloja el pistón de accionamiento 18 de forma que se puede mover traslacionalmente.

El cilindro de accionamiento 20 y el pistón de accionamiento 18 limitan respectivamente en parte con la cámara de accionamiento 16. En la cámara de accionamiento 16 se puede introducir líquido para circuitos hidráulicos 22 desde un depósito 24. El depósito 24 es a la vez componente del actuador piezohidráulico 10, donde el líquido para circuitos hidráulicos 22 se puede recoger en el depósito 24 y almacenar al menos temporalmente. Con otras palabras, la cámara de accionamiento 16 se puede alimentar con al menos una parte del líquido para circuitos hidráulicos 22 recogido en el depósito 24. El pistón de accionamiento 18 está conectado a una biela de tracción 26 del accionamiento 14, de manera que la biela del pistón de accionamiento 26 se puede mover traslacionalmente junto con el pistón de accionamiento 18 en relación al cilindro de accionamiento 20. La biela del pistón de accionamiento 26 se puede accionar por el piezoactuador 12 y por ello se puede mover traslacionalmente en relación al cilindro de accionamiento 20. Dado que el pistón de accionamiento 18 está conectado con la biela del pistón de accionamiento 26, formando particularmente una sola pieza, el pistón de accionamiento 18 se puede accionar por el piezoactuador 12 por medio de la biela del pistón de accionamiento 26 y por ello se puede mover traslacionalmente en relación el cilindro de accionamiento 20.

[0047] El actuador piezohidráulico 10 comprende por ejemplo un alojamiento 28 representado esquemáticamente y reconocible solo por secciones, en el que se alojan por ejemplo la cámara de accionamiento 16, el cilindro de accionamiento 20 y el pistón de accionamiento 18. Mediante el accionamiento del pistón de propulsión 18 se puede sacar de la cámara de accionamiento 16 al menos una parte del líquido para circuitos hidráulicos recogido en la cámara de accionamiento 16. En el caso de que por ejemplo el pistón de accionamiento 18 se mueva de tal manera sobre la biela del pistón de accionamiento 26 por parte del piezoactuador 12, que esto lleve a una disminución del volumen de la cámara de tracción 16, se transporta hacia afuera de la cámara de tracción 16 al menos una parte del líquido para circuitos hidráulicos recogido en primer lugar en la cámara de accionamiento 16 mediante el pistón de accionamiento 18. En este caso se indica en la figura con sin un camino o un recorrido, sobre el que se mueven los pistóns de accionamiento 18 por la biela del pistón de accionamiento 26 mediante el piezoactuador 12, particularmente para provocar una disminución de volumen de la cámara de tracción 16.

[0048] El pistón de accionamiento 18 presenta una superficie de accionamiento 30 hidráulicamente eficaz, mediante la que se puede sacar de la cámara de accionamiento 16 al menos la parte mencionada previamente del líquido para circuitos hidráulicos recogido en primer lugar en la cámara de accionamiento 16.

Por consiguiente, el líquido para circuitos hidráulicos recogido en la cámara de accionamiento 16 entra en contacto con la superficie de accionamiento 30 hidráulicamente eficaz, con la que se puede provocar por consiguiente mediante el pistón de accionamiento 18 una primera presión, particularmente una presión de accionamiento del líquido para circuitos hidráulicos. El líquido para circuitos hidráulicos es por ejemplo un fluido incompresible y se puede formar particularmente como aceite.

[0049] El actuador piezohidráulico 10 presenta además al menos una primera salida 32, que presenta una primera cámara de salida 34. En la primera cámara de accionamiento 34 se puede introducir al menos una parte del líquido para circuitos hidráulicos extraído de la cámara de accionamiento 16. En este caso la primera salida 32 comprende un primer cilindro de salida 36 y un primer elemento del pistón salida en forma de un primer pistón de accionamiento 38, que se recoge en el primer cilindro de salida 36 de forma que se puede mover traslacionalmente. En este caso, el primer cilindro de salida 36 y el primer pistón de salida 38 limitan respectivamente en parte con la primera cámara de salida 34. Además, la primera salida 32 comprende una primera biela de pistón de accionamiento 40, que conecta con el primer pistón de accionamiento 38, formando particularmente una sola pieza. De esta manera, la primera biela de pistón de accionamiento 40 se mueve traslacionalmente con el primer pistón de accionamiento 38 en relación al primer cilindro de accionamiento 36. En el caso de que por ejemplo el líquido para circuitos hidráulicos se introduce en la primera cámara de salida 34, de manera que resulta un agrandamiento volumétrico de la primera cámara de salida 34, entonces por ejemplo la biela del pistón de accionamiento 40 sale del cilindro de salida 36. De esta manera se indica en la figura con sout un camino o un recorrido, sobre el que se mueve traslacionalmente el primer pistón salida 38 y con este la primera biela del pistón de salida 40 como consecuencia del agrandamiento volumétrico citado de la primera cámara de salida 34 hacia el primer cilindro de salida 36.

[0050] Puesto que se acopla por ejemplo al menos indirectamente el elemento de salida mencionado previamente con la primera biela de pistón de salida 40, el elemento de salida se mueve particularmente de forma traslacional, junto con la primera biela del pistón de salida 40, particularmente sobre el camino sout.

[0051] El primer pistón de salida 38 presenta una primera superficie de salida 42 hidráulicamente eficaz, que se puede activar mediante el líquido para circuitos hidráulicos introducido en la primera cámara de salida 34. El líquido para circuitos hidráulicos introducido en la primera cámara de salida 34 entra por consiguiente en contacto con la primera superficie de salida 42 y actúa sobre la primera superficie de salida 42, con lo que en combinación con la presión citada previamente del líquido para circuitos hidráulicos resulta una primera fuerza que actúa sobre el primer pistón de salida 38. Mediante esta primera fuerza se puede mover de modo traslacional el primer pistón de salida 38 en relación al primer cilindro de salida 36, para provocar particularmente un agrandamiento volumétrico de la primera cámara de salida 34 y por consiguiente sacar la primera biela del pistón de salida 40 del primer cilindro de salida 36. De esta manera, el primer pistón de salida 38 se puede accionar a través del impulso de la primera superficie de salida 42 con el líquido para circuitos hidráulicos introducido en la primera cámara de salida 34 y por ello se mueve traslacionalmente en relación al cilindro de accionamiento 36.

[0052] El actuador piezohidráulico 10 presenta además al menos una segunda salida 44, que presenta una segunda cámara de salida 46. En la segunda cámara de salida 46 se puede introducir al menos una parte del líquido para circuitos hidráulicos extraído de la cámara de accionamiento 16. La segunda salida 44 comprende además un segundo cilindro de salida 48 y un segundo elemento de pistón de salida en forma de un segundo pistón de salida 50, que se recoge en el segundo cilindro de salida 48 de forma que se puede mover traslacionalmente. El segundo cilindro de salida 48 y el segundo pistón de salida 50 limitan respectivamente en parte con la segunda cámara de salida 46. El segundo pistón de salida 50 presenta una segunda superficie de salida 52 hidráulicamente eficaz, que se puede accionar con el líquido para circuitos hidráulicos introducido en la segunda cámara de salida 46. En este caso las superficies de salida 42 y 52 son de diferente tamaño. En el caso del ejemplo de realización ilustrado en la figura, la segunda superficie de salida 52 es mayor que la primera superficie de salida 42.

[0053] Además, la segunda salida 44 presenta una segunda biela de pistón de salida 54, que está unida al segundo pistón de salida 50, formando particularmente una sola pieza. Por consiguiente, la segunda biela de pistón de salida 54 se puede mover junto con el segundo pistón de salida 50 en relación con el segundo cilindro de salida 48. Impulsando la segunda superficie de salida 52 con el líquido para circuitos hidráulicos introducido en la segunda cámara de salida 46, se puede accionar el segundo pistón de salida 50 y por ello se puede mover traslacionalmente en relación al segundo cilindro de salida 48. De la segunda superficie de salida 52 y la presión del líquido para circuitos hidráulicos resulta una segunda fuerza que actúa sobre el segundo pistón de salida 50, mediante la que se puede mover traslacionalmente el segundo pistón de salida 50 en relación al segundo cilindro de salida 48, por lo cual se puede provocar particularmente un agrandamiento volumétrico de la segunda cámara de salida 46. Puesto que la segunda biela de pistón de salida 54 se puede mover traslacionalmente junto con el segundo pistón de salida 50, a través del efecto de un agrandamiento volumétrico de la segunda cámara de salida 46, la segunda biela de pistón de salida 54 se puede extraer del segundo cilindro de salida 48. En este caso, por ejemplo, el elemento de salida mencionado previamente está acoplado o unido al menos indirectamente a la segunda biela de pistón de salida 54, de manera que el elemento de salida se puede accionar a través del movimiento de la segunda biela de pistón de salida 54 y por lo tanto, se puede mover, particularmente de forma traslacional.

[0054] El líquido para circuitos hidráulicos puede por ejemplo entrar en la cámara de salida respectiva 34 o 46 con la presión mencionada anteriormente, como presión de accionamiento. Puesto que las superficies de accionamiento 42 y 52 están conformadas de diferentes tamaños, de la primera presión de accionamiento y la primera superficie de accionamiento 42 resulta la primera fuerza, y de la segunda presión de accionamiento y la segunda superficie de accionamiento 52 resulta la segunda fuerza mencionada. La segunda fuerza es mayor que la primera fuerza.

[0055] El actuador piezohidráulico 10 comprende además un dispositivo de acoplamiento 56, que en el ejemplo de la forma de realización ilustrado en la figura presenta al menos un elemento de acoplamiento mecánico 58. Mediante el elemento de acoplamiento 58 y por lo tanto mediante el dispositivo de acoplamiento 56 los pistones de salida 38 y 50, se acoplan entre sí mecánicamente, particularmente sobre los vástagos de pistones de salida 40 y 54, de modo que los pistones de salida 38 y 50 y por lo tanto los vástagos de pistones de salida 40 y 54 se mueven entre sí sincrónicamente y en el mismo camino s0ut. Por ejemplo, las cámaras de salida 34 y 46, los cilindros de salida 36 y 48 así como los pistones de salida 38 y 50 se recogen en el mismo alojamiento 28. En la figura se representa un acoplamiento paralelo del pistón de salida 38 y 50. Naturalmente que además es posible un acoplamiento en serie de los pistones de salida 38 y 50.

[0056] El actuador piezohidráulico 10 presenta además un primer conducto de alimentación 60 conectado a modo de fluidos con la cámara de accionamiento 16 y la primera cámara de salida 34, pudiéndose introducir a través del primer conducto de alimentación en la primera cámara de salida 34 al menos la parte mencionada del líquido para circuitos hidráulicos extraído de la cámara de accionamiento 16.

[0057] Además, el actuador piezohidráulico 10 comprende un segundo conducto de alimentación 62 conectado en fluidos con el primer conducto de alimentación 60 y la segunda cámara de salida 46, donde a través del segundo conducto de alimentación se puede introducir en la segunda cámara de salida 46, particularmente al menos a través de una parte del primer conducto de alimentación 60 al menos la parte del líquido para circuitos hidráulicos extraído de la cámara de accionamiento 16. En el segundo conducto de alimentación 62 está dispuesta una primera válvula de retención 64, que se abre en dirección de la segunda cámara de salida 46 y se cierra en dirección del primer conducto de alimentación 60.

[0058] Además, está previsto un tercer conducto de alimentación 66 conectado en fluidos a la cámara de accionamiento 16 y al depósito 24, donde a través del conducto de alimentación se puede introducir el líquido para circuitos hidráulicos 22 del depósito 24 a la cámara de accionamiento 16. En este caso, en el tercer conducto de alimentación 66 está dispuesta una segunda válvula de retención 68, que se abre en dirección de la cámara de tracción 16 y se cierra en dirección del depósito 24.

[0059] El actuador piezohidráulico 10 comprende además al menos un cuarto conducto de alimentación 70 conectado en fluidos a la segunda cámara de salida 46 y al depósito 24, donde a través del cuarto conducto de alimentación se puede introducir el líquido para circuitos hidráulicos 22 desde el depósito 24 en la segunda cámara de salida 46 evitando los conductos de alimentación 60 y 62.

Una pieza de conducción común 72 a los conductos de alimentación 66 y 70 forma tanto una parte del conducto de alimentación 66 como también una parte del conducto de alimentación 70. Por consiguiente, el líquido para circuitos hidráulicos 22 puede fluir por ejemplo en primer lugar desde el depósito 24 a través de la pieza de conducción 72 y después a la cámara de salida 46 o la cámara de accionamiento 6. En el cuarto conducto de alimentación 70 está dispuesta una tercera válvula de retención 74, que se abre en dirección de la segunda cámara de salida 46 y se cierra en dirección del depósito 24.

[0060] El segundo conducto de alimentación 62 se conecta fluidicamente en un punto de unión V con el conducto de alimentación 60. En la dirección del flujo del líquido para circuitos hidráulicos 22 que fluye desde la cámara de accionamiento 16 a la primera cámara de salida 34 y atraviesa a su vez el conducto de alimentación 60, está dispuesta corriente arriba del punto de unión V y corriente abajo de la cámara de accionamiento 16 una cuarta válvula de retención 76 en el primer conducto de alimentación 60, donde la cuarta válvula de retención 76 se abre en la dirección del punto de unión V y se cierra en la dirección de la cámara de accionamiento 16.

[0061] El actuador piezohidráulico 10 comprende además un conducto de descarga 78 formado como ramal de descarga, que está conectado fluidicamente, particularmente por medio de pieza de conducción 72 con el depósito 24 y fluidicamente con las cámaras de salida 34 y 46 o con los conductos de alimentación 60 y 62, de manera que el líquido para circuitos hidráulicos se puede descargar de la cámara de salida respectiva 34 o 46 o del conducto de alimentación respectivo 60 o 62 y conducir al depósito 24 y por lo tanto se puede devolver. En este caso, la pieza de conducción 72 forma también una parte del conducto de descarga 78. En el conducto de descarga 78 está dispuesta una quinta válvula de retención 80, que se abre en dirección del depósito 24 y se cierra en dirección de la cámara de salida 34 o 46, o en la dirección del conducto de alimentación 60 o 62.

[0062] Mediante el actuador piezohidráulico 10 es posible realizar de manera especialmente sencilla y particularmente con ahorro de espacio, peso y costes, al menos dos modos diferentes entre sí, es decir, modos de servicio, del actuador piezohidráulico 10. Un primer modo es un llamado modo de velocidad, en el que el elemento salida se puede accionar con una primera velocidad elevada, pero con una primera fuerza pequeña, y de esta manera se puede mover. En este caso el elemento de salida se acciona activamente en el modo de velocidad particularmente mediante la primera salida 32.

[0063] El segundo modo es un modo de fuerza, en el que el elemento de salida se acciona y por lo tanto se mueve a una segunda velocidad inferior frente a la primera velocidad, pero con una segunda fuerza superior a la primera fuerza.

En este caso el elemento de salida se acciona activamente en el modo de fuerza, particularmente mediante la segunda salida 44. En este caso, se puede conmutar de una manera especialmente sencilla y particularmente automática entre los modos, particularmente entre el modo de velocidad y el modo de fuerza.

[0064] La salida respectiva 32 o 44 se forma como cilindro hidráulico, donde los cilindros hidráulicos son componentes de un sistema hidráulico, con el que se acopla el piezoactuador 12 como elemento de accionamiento. En este caso, el piezoactuador 12 se usa para mover el pistón de salida 38 o en su caso 50 y seguidamente el elemento de salida.

[0065] Como se puede ver especialmente bien en la figura, las salidas 32 y 44, particularmente los pistones de salida 38 y 50, están conectados entre sí fluidicamente en paralelo. Por ejemplo, los cilindros de salida 36 y 48 así como el cilindro de accionamiento 20 están dispuestos fijos en el alojamiento 28, o están conectados firmemente al mismo. Los cilindros de salida 36 y 48 y el cilindro de accionamiento 20 son alojamientos respectivos, en los que se alojan de forma que se pueden mover traslacionalmente los pistones de salida respectivos 38 y 50, es decir, los pistones de accionamiento 18. La superficie de salida respectiva 42 o 52 también se designa como superficie hidráulica seccional transversal, donde también la superficie de accionamiento 30 se designa como superficie hidráulica seccional transversal. La superficie de salida 42 es menor que la superficie de salida 52. Además, la superficie de salida 42 es menor que la superficie de accionamiento 30, donde la superficie de accionamiento 30 es menor que la superficie de salida 52.

[0066] Para accionar el piezoactuador 12, se aplica sobre este o sobre el piezoelemento o la piezopila una tensión en forma de PWM (PWM - modulación por anchura de pulsos). Con otras palabras, el piezoactuador 12 se acciona en el marco de un procedimiento para el accionamiento del actuador piezohidráulico 10 mediante al menos una señal eléctrica, con lo que el pistón de accionamiento 18 se acciona mediante el piezoactuador 12 y por lo tanto se mueve traslacionalmente en relación al cilindro de accionamiento 20. La señal eléctrica es una señal PWM en forma de una tensión eléctrica, mediante la que se acciona el piezoactuador 12. Mediante este accionamiento del piezoactuador 12 se dilata el piezoelemento o la piezopila, con lo que el pistón de accionamiento 18 se mueve de tal manera que esto lleva a una disminución del volumen de la cámara de accionamiento 16. De esta manera, el líquido para circuitos hidráulicos recogido en la cámara de accionamiento 16, se comprime, es decir, la presión del líquido para circuitos hidráulicos sube a causa de la casi incompresibilidad del líquido para circuitos hidráulicos.

[0067] En el caso de que por ejemplo al movimiento del pistón de salida 38 o del elemento de salida no se oponga ninguna contrafuerza o solamente una muy pequeña, entonces la válvula de retención 64 permanece cerrada, y se abre la válvula de retención 76, de manera que el líquido para circuitos hidráulicos fluye desde el accionamiento 14 a la cámara de salida 34. Por el hecho de que la superficie de salida 42 es menor que la superficie de accionamiento 30, se realiza una traducción del camino sin en el camino s0ut, es decir, de una velocidad a la que se mueve el pistón de accionamiento 18 a una velocidad más alta respecto a la anterior, a la que se mueve el pistón de salida 38. Entonces, por ejemplo, la tensión eléctrica o la señal PWM, con la que se acciona o se accionó el piezoactuador 12, se pone a modo cero, con lo que se reduce la presión sobre el accionamiento 14. A continuación resulta por ejemplo un agrandamiento volumétrico de la cámara de tracción 16, con lo que surge al menos temporalmente una depresión en la cámara de accionamiento 16. De esta manera se abre la válvula de retención 68, de manera que se aspira en la cámara de accionamiento 16 o en el accionamiento 14 líquido para circuitos hidráulicos desde el depósito 24. Entonces se puede aumentar nuevamente la tensión eléctrica para el accionamiento del piezoactuador 12, con lo que se repite el ciclo descrito anteriormente. Por efecto consecutivo de una disminución de volumen y un agrandamiento de volumen de la cámara de accionamiento 16 se aspira líquido para circuitos hidráulicos del depósito 24 a la cámara de accionamiento 16 y de esta se transporta a la cámara de salida 34. A continuación, se desvía el pistón de salida 38.

[0068] Dado que el pistón de salida 38 se conecta al pistón de salida 50 mecánicamente mediante el elemento de acoplamiento 58, el pistón de salida 50 se desvía, es decir, se mueve, en el mismo recorrido sout que el pistón de salida 38. Puesto que sin embargo no se bombea activamente en la cámara de salida 46 ningún líquido para circuitos hidráulicos mediante los conductos de alimentación 60 y 62, surgiría - si no se adoptan las contramedidas correspondientes - en la cámara de salida 46 una depresión. Así surgiría una resistencia, que se opondría a la deflexión de los pistones de salida 38 y 50. Para evitar esto, se crea por el conducto de alimentación 70 una conexión fluidica entre la cámara de salida 46 y el depósito 24. De esta manera, siguiendo el modo descrito, puede fluir líquido para circuitos hidráulicos por medio del conducto de alimentación 70 y la válvula de retención 74 desde el depósito 24 a la cámara de salida 46, cuando el pistón de salida 50 se mueve mediante el pistón de salida 38 de tal manera que esto lleva a un agrandamiento de volumen de la cámara de salida 46. Por consiguiente, se abre la válvula de retención 74, cuando mediante el bombeo descrito anteriormente del líquido para circuitos hidráulicos en la primera salida 32, surge una depresión en la segunda salida 44 o en la segunda cámara de salida 46. De esta manea se cuida de forma pasiva de que la salida 44 no tenga ninguna o solamente poca influencia sobre la deflexión del pistón de salida 38.

[0069] En el caso de que por ejemplo el elemento de salida choque con un obstáculo, que se configura por ejemplo como una herramienta por expulsar de una máquina de herramientas, entonces surge la contrafuerza mencionada previamente, que se contrapone a la deflexión o al movimiento del elemento de salida y por lo tanto de los pistones de salida 38 y 50. Entonces es deseable que el actuador piezohidráulico 10 construya una fuerza lo más elevada posible, para seguir desviando el elemento de salida a pesar de la contrafuerza. Sin embargo, esto solo es posible de forma limitada con ayuda de la primera salida 32, dado que su superficie de salida 42 se elige muy pequeña para realizar una transmisión de velocidad alta y por lo tanto para mover el elemento de salida o el pistón de salida 38 y 50 con una velocidad alta, es decir, lo más rápido posible. Cuanto más pequeña es la superficie de salida 42, particularmente es en comparación con la superficie de accionamiento 30, más pequeña es la primera fuerza que actúa como fuerza de salida a una presión máxima en la primera salida 32. Por esta razón se han instalado entre las salidas 32 y 44 la válvula de retención 64 y el conducto de alimentación 62. En el caso de que por ejemplo aumente la presión en la salida 32 a causa de la contrafuerza opuesta al movimiento del elemento de salida, se abre la válvula de retención 64, con lo que el líquido para circuitos hidráulicos también se bombea hacia y particularmente a la salida 44, - particularmente además de hacia la salida 32 -, particularmente a la cámara de salida 46. Puesto que la superficie de salida 52 es bastante mayor que la superficie de salida 42 y la superficie de accionamiento 30, si la presión del líquido para circuitos hidráulicos permanece constante en comparación con la salida 32, sube la fuerza de salida.

[0070] En el caso de que por ejemplo la presión del líquido para circuitos hidráulicos recogido en los conductos de alimentación 60 y 62, en las cámaras de salida 34 y 46 y en el conducto de descarga 78 ocasione una presión de apertura de la válvula de retención 80, se abrirá la válvula de retención 80. De la presión de apertura resulta una fuerza de apertura que actúa sobre esta válvula de retención 80, a partir de la cual se abre la válvula de retención 80. En este caso la fuerza de apertura o la presión de apertura a partir de la cual se mueve la quinta válvula de retención 80, es ajustable. A tal objeto la válvula de retención 80 comprende un elemento elástico 82, cuyo pretensado es ajustable, para así poder ajustar la fuerza de apertura o la presión de apertura. En este caso al elemento elástico 82 se ha asociado un elemento de regulación 84, que presenta al menos una cámara de regulación 86 y un elemento de pistón de regulación en forma de pistón de regulación 88. Además, el elemento de regulación 84 presenta un cilindro de regulación 90, donde el pistón de regulación 88 está alojado en el cilindro de regulación 90 de forma que se puede mover traslacionalmente. El pistón de regulación 88 y el cilindro de regulación 90 limitan en parte respectivamente con la cámara de regulación 86. Además, el pistón de regulación 88 y el cilindro de regulación 90 limitan con otra cámara de regulación 92 del elemento de regulación 84, que está frente a la cámara de regulación 86. En este caso, por ejemplo, en la cámara de regulación 86 o 92 se puede introducir una parte del líquido para circuitos hidráulicos, para así poder mover traslacionalmente de un lado a otro al pistón de regulación 88 en relación al cilindro de regulación 90. En este caso, por ejemplo, el cilindro de regulación 90 está dispuesto en el alojamiento 28 y puesto de forma fija en el alojamiento 28. Particularmente se puede introducir en la cámara de regulación 86 al menos una parte del líquido para circuitos hidráulicos extraído de la cámara de accionamiento 16, para así regular el pretensado del elemento elástico 82.

[0071] El pistón de regulación 88 está conectado a un vástago del pistón de regulación 94, de manera que el vástago del pistón de regulación 94 se puede mover junto con el pistón de regulación 88 en relación al cilindro de regulación 90. En este caso el pistón de regulación 88 está unido mecánicamente al elemento elástico 82 por medio del vástago del pistón de regulación 94. En este caso por ejemplo está prevista al menos una cámara de regulación 96 conectada fluidicamente con la cámara de regulación 86 y la cámara de accionamiento 16, donde por medio de la cámara de regulación se puede introducir en la cámara de regulación 86 al menos la parte del líquido para circuitos hidráulicos.

[0072] En el caso de que por ejemplo se introduzca o particularmente se transporte líquido para circuitos hidráulicos, particularmente desde la cámara de accionamiento 16 y por el conducto de regulación 96 a la cámara de regulación 86, resulta entonces un agrandamiento de volumen de la cámara de regulación 86 y una disminución de volumen de la cámara de regulación 92. Seguidamente se saca el vástago del pistón de regulación 94 de la cámara de regulación 92, con lo que por ejemplo se tensa el elemento elástico 82, particularmente se comprime. De esta forma aumenta por ejemplo el pretensado del elemento elástico 82 y por lo tanto la fuerza de apertura o la presión de apertura. En otras palabras, por medio del líquido para circuitos hidráulicos recogido en la cámara de regulación 86 actúa sobre el pistón de regulación 88 una presión, mediante la cual para el pretensado del elemento elástico 82 el pistón de regulación 88 se mantiene en una posición de modo que se mueve traslacionalmente o el pistón de regulación 88 se mantiene al contrario de una fuerza elástica puesta a disposición por el elemento elástico pretensado 82, para mantener al menos esencialmente constante el pretensado del elemento elástico 82 dispuesto por la posición del pistón de regulación 88.

[0073] En caso de que haya por ejemplo una disminución de volumen de la cámara de regulación 92 y un agrandamiento de volumen de la cámara de regulación 86, entonces el líquido para circuitos hidráulicos recogido en primer lugar en la cámara de regulación 94 por ejemplo mediante un conducto 104 puede salir de la cámara de regulación 92 y entrar particularmente en el depósito 24.

[0074] En este caso, el líquido para circuitos hidráulicos se lleva desde la cámara de accionamiento 16 a la cámara de regulación 86 mediante el pistón de propulsión 18, es decir, la presión mencionada anteriormente que actúa sobre el pistón de regulación 88 se mantiene en la cámara de regulación 86 mediante el líquido para circuitos hidráulicos recogido dentro tanto tiempo hasta que se acciona o se pone en marcha el piezoactuador 12, donde por medio de esta presión se mueve o se mantiene en la posibión mencionada el pistón de regulación.

[0075] Además, en el conducto de regulación 96 están dispuestos dos estranguladores 100 y 102. Particularmente a través del estrangulador 100 se puede llevar líquido para circuitos hidráulicos de la cámara de accionamiento 16 a la cámara de regulación 86 por medio del piezoactuador 12. Los estranguladores 100 y 102 presentan una respectiva sección transversal del flujo atravesable por el líquido para circuitos hidráulicos, donde la sección transversal del flujo del estrangulador 102 es más pequeña que la sección transversal del flujo del estrangulador 100. A través de la posibilidad de regular la presión de apertura o la fuerza de apertura de la válvula de retención 80, la válvula de retención está formada como válvula de retención variable. En este caso el estrangulador 102 está dispuesto o conectado fluidicamente en paralelo a la cámara de regulación 86 o al pistón de regulación 88.

[0076] Si por ejemplo finaliza el accionamiento o la puesta en funcionamiento del piezoactuador 12, cae la presión en la cámara de regulación 86 y el pistón de regulación 88 no se puede mantener en la posición mantenida y regulada por medio de la presión en contra de la fuerza del resorte. Entonces el pistón de regulación 88 se desplaza por medio de la fuerza de resorte de tal manera, que esto lleva a una disminución del volumen de la cámara de regulación 86 y un agrandamiento de volumen de la cámara de regulación 94. En este caso puede entrar líquido para circuitos hidráulicos por medio del conducto 104 a la cámara de regulación 92, particularmente desde el depósito 24, y por ejemplo puede salir líquido para circuitos hidráulicos de la cámara de regulación 86 sobre los estranguladores 102, particularmente al depósito 24.

[0077] Con un agrandamiento de volumen de este tipo de la cámara de regulación 92 y una disminución de volumen de la cámara de regulación 86 se inserta el vástago del pistón de regulación 94 en la cámara de regulación 92. De esta manera, por ejemplo, el elemento elástico 82 se relaja, particularmente se alarga, con lo que se reduce por ejemplo la fuerza de apertura y por lo tanto la presión de apertura.

[0078] La cámara de regulación 86 o 92 funciona como cámara de pretensado hidráulica, mediante la que se puede ajustar el pretensado del elemento elástico 82. Cuanto más alta es por ejemplo la presión en la cámara de regulación 86, más se desvía el pistón de regulación 88 y con más fuerza se tensa el elemento elástico 82 y más alta es la presión de apertura o la fuerza de apertura. Además, en el conducto de regulación 96 está dispuesta una sexta válvula de retención 98, que sin embargo solo está prevista opcionalmente y puede omitirse y se abre en dirección de la cámara de regulación 86 o 92 y se cierra en dirección de la cámara de accionamiento 16. Así, el líquido para circuitos hidráulicos puede entrar en la cámara de regulación 86 desde la cámara de accionamiento 16 por el conducto de regulación 96 y la válvula de retención 98, donde se evita que entre en la cámara de accionamiento 16 un flujo no deseado del líquido para circuitos hidráulicos desde la cámara de regulación respectiva 86 o 92 por la válvula de retención 98.

[0079] En conjunto se puede reconocer que el estrangulador 100 está dispuesto fluidicamente en serie respecto a la cámara de regulación 86 en relación a un flujo del líquido para circuitos hidráulicos desde la cámara de regulación 16 hacia y al interior de la cámara de regulación 86 y a través de los estranguladores 100 y 102, donde el estrangulador 102 está dispuesto fluidicamente en serie respecto al estrangulador 100 y fluidicamente en paralelo respecto a la cámara de regulación 86. De esto resulta lo siguiente: para mantener la presión en la cámara de regulación 86 y por consiguiente la posición del pistón de regulación 88 y por lo tanto el pretensado del elemento elástico 82, se debe transportar una cantidad del líquido para circuitos hidráulicos mediante el piezoactuador 12 o mediante el pistón de accionamiento 18, puesto que siempre fluye una primer parte de la cantidad a la cámara de regulación 86 y una segunda parte de la cantidad por el estrangulador 102 y por lo tanto no fluye a la cámara de regulación 86 y porque al finalizar el funcionamiento del piezoactuador 12 puede salir de la cámara de regulación 86 a través del estrangulador 102 el líquido para circuitos hidráulicos recogido en primer lugar en la cámara de regulación 86.

Dado que la sección transversal para el flujo del estrangulador 102 es más pequeña que la del estrangulador 100, la cantidad transportada mediante el piezoactuador 12 y el pistón de accionamiento 16 fluye por el estrangulador 100, y la segunda parte de la cantidad es más pequeña que la cantidad misma, y la primera parte no fluye por el estrangulador 102 sino a la cámara de regulación 86.

[0080] La válvula de retención variable 80 funciona por consiguiente como un músculo humano, que se relaja cuando ya no se alimenta con energía. Este es también el caso de la válvula de retención 80. Si no se proporciona más energía para mantener la presión en la cámara de regulación 86 y mantener al pistón de regulación 88 en su posición, entonces no se proporciona más energía para mantener al elemento elástico 82 tenso, de manera que el elemento elástico 82 se relaja.

[0081] En otras palabras: en tanto en cuanto por ejemplo la señal PWM mediante la cual se acciona el piezoactuador 12, permanece constante al menos de forma esencial, una presión acumulada en la cámara de accionamiento 16 se reduce por medio del estrangulador 100, de manera que el líquido para circuitos hidráulicos fluye desde el accionamiento 14 a la cámara de regulación 86. El estrangulador respectivo 100 o 102 presenta una resistencia hidráulica para el líquido para circuitos hidráulicos. La resistencia hidráulica del estrangulador respectivo 100 o 102 tiene junto con otros parámetros una influencia sobre la cantidad de líquido para circuitos hidráulicos que fluye en la cámara de regulación respectiva 86 un tiempo dado y por lo tanto sobre la presión de apertura de la válvula de retención 80.

[0082] En cuanto la presión del líquido para circuitos hidráulicos sobrepasa la presión de apertura ajustada, el líquido para circuitos hidráulicos fluye desde las salidas 32 y 44 o desde los conductos de alimentación 60 y 62 por medio del conducto de descarga 78 y la válvula de retención 80 hacia el depósito 24. De esta manera el actuador piezohidráulico 10 puede comportarse como un actuador blando, particularmente cuando la señal para el accionamiento del piezoactuador 12 solo mantiene una tensión eléctrica constante durante un corto período de tiempo, que se traduce en una presión de apertura relativamente baja. Por otro lado, en especial cuando la presión de apertura es alta, el actuador piezohidráulido 10 puede actuar como un actuador especialmente rígido, que puede mover al elemento de accionamiento también al contrario que una contrafuerza especialmente alta, es decir, donde se tiene que aplicar una contrafuerza sobre el elemento de salida o sobre los pistones de salida 38 y 50, para mover los pistones de salida 38 y 50 de tal manera que esto lleve a una disminución del volumen de las cámaras de accionamiento 34 y 46.

[0083] Si surge por ejemplo una disminución de volumen de la cámara de regulación 86 y un agrandamiento de volumen de la cámara de regulación 92, se puede descargar por ejemplo el líquido para circuitos hidráulicos de la cámara de regulación 86 por medio del conducto 104, donde por ejemplo el líquido para circuitos hidráulicos puede fluir a la cámara de regulación 92 por el conducto de descarga 78.

[0084] El depósito 24 comprende un cilindro de depósito 106 y un pistón de depósito 108 recogido en el cilindro de depósito 106 de forma que se puede mover traslacionalmente, donde el cilindro de depósito 106 y el pistón de depósito 108 limitan en parte respectivamente con una cámara de depósito 110 del depósito 24. En este caso el líquido para circuitos hidráulicos 22 se recoge en la cámara de depósito 110. En el caso de que por ejemplo al menos una parte del líquido para circuitos hidráulicos 22 se descargue de la cámara de depósito 110, se verifica así una disminución de volumen de la cámara de depósito 110, por lo cual el pistón del depósito 108 se mueve traslacionalmente en relación al cilindro del depósito 106 en un camino o un recorrido sres. Si por ejemplo el líquido para circuitos hidráulicos se introduce en la cámara de depósito 110, se verifica así un agrandamiento del volumen de la cámara del depósito 110 y un movimiento traslacional correspondiente del pistón del depósito 108 en relación al cilindro del depósito 106.

[0085] En conjunto se puede reconocer además que el piezoactuador 12 se acciona por ejemplo durante un período de tiempo, durante el cual la señal-PWM presenta una tensión eléctrica al menos esencialmente constante. Este período también se conoce como duración de tiempo, duración, o ciclo de trabajo. Por consiguiente, un cliclo de trabajo bajo, es decir, de corta duración, configura un actuador piezohidráulico 10 como un actuador de acción suave, mientras que un cliclo de trabajo alto, es decir, de larga duración, permite configurar un actuador piezohidráulico rígido o duro. En el actuador piezohidráulico 10 existe por consiguiente una dependencia entre el ciclo de trabajo y una impedancia variable, que se realiza por el accionamiento del piezoactuador 12 en combinación con la función de la válvula de retención variable 80 según el método de un músculo humano.

[0086] Cuando por medio del estrangulador 100 se introduce, es decir, se bombea líquido para circuitos hidráulicos en la cámara de regulación 86 por medio del piezoactuador 12 y del pistón de accionamiento 16, para pretensar el elemento elástico 82, una parte (la segunda parte mencionada anteriormente de la cantidad) del líquido para circuitos hidráulicos transportado fluye por medio del estrangulador 102 y no fluye a la cámara de regulación 86. Cuando termina el funcionamiento del piezoactuador 12, fluye hacia afuera todo el líquido para circuitos hidráulicos recogido en la cámara de regulación 86 por el estrangulador 102, es decir, hacia el exterior de la cámara de regulación 86. Por lo tanto, para mantener el pretensado del elemento elástico 82, el piezoactuador tiene que estar siempre encendido, es decir, se tiene que bombear líquido para circuitos hidráulicos en la cámara de regulación 86. En el caso de que por ejemplo no se recoja ningún líquido en la cámara de regulación 86, entonces el elemento elástico 82 es por ejemplo siempre suave, es decir, no está pretensado. Mediante el funcionamiento o puesta en marcha del del piezoactuador 12 se pretensa el elemento elástico 82. El estrangulador 100 tiene particularmente la función, de que con la puesta en marcha del piezoactuador 12 y el flujo provocado de esta manera del líquido para circuitos hidráulicos, que debe fluir fundamentalmente por medio de la válvula de retención 76 hacia los accionamientos 32 y 44, fluye una pequeña parte del flujo del líquido para circuitos hidráulicos por el estrangulador 100 a la cámara de regulación 86, para pretensar o mantener pretensado al elemento elástico 82.

[0087] La impedancia variable del actuador 10 se realiza ahora por ejemplo por el pretensado variable y ajustable según necesidad del elemento elástico 82. La dependencia citada anteriormente entre el ciclo de trabajo y la impedancia variable consiste por ejemplo en lo siguiente: si el ciclo de trabajo es corto, entonces se bombea al menos casi la totalidad formada por ejemplo como aceite sobre la válvula de retención 76 hacia los accionamientos 32 y 44. Sin embargo, y en contraposición, de un ciclo de trabajo largo o más largo resulta lo siguiente: después de la apertura de la válvula de retención 76, hay en la cámara de tracción 16 una presión residual provocada particularmente por el pistón de accionamiento 18 y por el largo ciclo de trabajo, de manera que el líquido para circuitos hidráulicos, particularmente una cantidad mayor de líquido para circuitos hidráulicos frente al ciclo de trabajo corto, entra por medio del estrangulador 100 en la cámara de regulación 86. De esta manera, por ejemplo, el elemento elástico 82 mediante un ciclo de trabajo largo tiene un pretensado más fuerte que mediante un ciclo de trabajo más corto frente al anterior.

[0088] Por consiguiente, el actuador piezohidráulico 10 representa una unidad de actuador, donde a través de la regulación de la frecuencia de la señal PWM definida también como señal de accionamiento, la unidad de actuador se puede ajustar según necesidad en cuanto a su punto de operación de velocidad/ fuerza, donde por medio del ciclo de trabajo mencionado se puede ajustar la unidad de actuador en cuanto a su impedancia o elasticidad.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Actuador piezohidráulico (10), que comprende:

- al menos un piezoactuador (12);

- al menos un accionamiento (14), que presenta una cámara de accionamiento (16) alimentable con un líquido para circuitos hidráulicos (22) y un elemento de pistón de accionamiento (18) accionable por el piezoactuador (12) y que limita en parte con la cámara de accionamiento (16), donde por medio del accionamiento del elemento de pistón de accionamiento (18) se transporta al menos una parte del líquido para circuitos hidráulicos (22) hacia fuera de la cámara de accionamiento (16);

- al menos una primera salida (32) que presenta una primera cámara de salida (34), en la que se puede introducir al menos una parte del líquido para circuitos hidráulicos (22) extraído de la cámara de accionamiento (16), y un primer elemento de pistón de salida (38) que limita en parte con la primera cámara de salida (34), donde el primer elemento de pistón de salida presenta una primera superficie de salida (42) hidráulicamente eficaz que se puede poner en marcha introduciendo en la primera cámara de salida (34) líquido para circuitos hidráulicos (22) y se puede accionar impulsando la primera superficie de salida (42) con el líquido para circuitos hidráulicos introducido primera cámara de salida (34);

- al menos una segunda salida (44), que presenta una segunda cámara de salida (46), en la que se puede introducir al menos una parte del líquido para circuitos hidráulicos (22) extraído de la cámara de accionamiento (16), y presenta un segundo elemento de pistón de salida (50) que limita en parte con la segunda cámara de salida (46), donde el segundo elemento de pistón de salida presenta una segunda superficie de salida (52) eficaz hidráulicamente mayor o más pequeña que la primera superficie de salida (42) y se puede accionar impulsando la segunda superficie de salida (52) con el líquido para circuitos hidráulicos (22) introducido en la segunda cámara de salida (46);

- un dispositivo de acoplamiento (56), mediante el que están acoplados entre sí mecánicamente los elementos de pistón de salida (38, 50);

- un primer conducto de alimentación (60) conectado fluidicamente con la cámara de accionamiento (16) y la primera cámara de salida (34), donde por medio del conducto de alimentación se puede introducir en la primera cámara de salida (34) al menos la parte del líquido para circuitos hidráulicos (22) extraído de la cámara de accionamiento (16);

- un segundo conducto de alimentación (62) conectado fluidicamente con el primer conducto de alimentación (60) y la segunda cámara de salida (46), donde por medio del conducto de alimentación se puede introducir en la segunda cámara de salida (34) al menos la parte del líquido para circuitos hidráulicos (22) extraído de la cámara de accionamiento (16);

- al menos una primera válvula de retención (64) dispuesta en el segundo conducto de alimentación (62), donde la primera válvula de retención se abre en la dirección de la segunda cámara salida (46) y se cierra en la dirección del primer conducto de alimentación (60);

- al menos un tercer conducto de alimentación (66) conectado fluidicamente con la cámara de accionamiento (16), donde por medio del conducto de alimentación se puede introducir el líquido para circuitos hidráulicos (22) desde un depósito (24) a la cámara de accionamiento (16);

- una segunda válvula de retención (68) dispuesta en el tercer conducto de alimentación (66), donde la válvula se abre en la dirección de la cámara de accionamiento (16) y se cierra en la dirección del depósito (24);

- al menos un cuarto conducto de alimentación (70) conectado fluidicamente con la segunda cámara de salida (46), donde por medio del cuarto conducto de alimentación se puede introducir en la segunda cámara de salida (46) líquido para circuitos hidráulicos (22) desde el depósito (24) evitando el primer y segundo conducto de alimentación (60, 62);

- una tercera válvula de retención (74) dispuesta en el cuarto conducto de alimentación (70), donde la válvula de retención se abre en la dirección de la segunda cámara de salida (46) y se cierra en la dirección del depósito (24), donde el segundo conducto de alimentación (62) está conectado fluidicamente con el primer conducto de alimentación (60) en un punto de conexión (V), y donde en el primer conducto de alimentación (60) está dispuesta corriente arriba del punto de conexión (V) una cuarta válvula de retención (76), que se abre en la dirección del punto de conexión (V) y se cierra en la dirección de la cámara de accionamiento (14);

- al menos un conducto de descarga (78) conectado con al menos una de las cámaras de salida (34, 46), por medio de la cual se puede descargar al menos una parte del líquido para circuitos hidráulicos (22) de la al menos una cámara salida (34, 46) y se puede conducir al depósito (24); y

- una quinta válvula de retención (80) dispuesta en el conducto de salida (78), donde la válvula se abre en la dirección del depósito (24) y se cierra en la dirección de la al menos una cámara de salida (34, 46).

2. Actuador piezohidráulico (10) según la reivindicación 1, donde es ajustable una fuerza de apertura, a partir de la cual se abre la quinto válvula de retención (09).

3. Actuador piezohidráulico (10) según la reivindicación 2, donde la quinta válvula de retención (80) presenta un elemento elástico (82), cuyo pretensado es ajustable, para así ajustar la fuerza de apertura.

4. Actuador piezohidráulico (10) según la reivindicación 3, con un elemento de regulación (84) asociado al elemento elástico (82), donde el elemento de regulación presenta al menos una cámara de regulación (86), en la que se puede introducir al menos una parte del líquido para circuitos hidráulicos (22) extraído de la cámara de accionamiento (16), y un elemento de pistón de regulación (88) que limita parcialmente con la cámara de regulación (86), donde el elemento de pistón de regulación se puede mover mediante el líquido para circuitos hidráulicos (22) introducido en la cámara de regulación (86), con lo que el pretensado del elemento elástico (82) es ajustable.

5. Actuador piezohidráulico (10) según la reivindicación 4, con al menos un conducto de regulación (96) conectado fluidicamente con la cámara de regulación (86) y la cámara de accionamiento (14), donde a través del conducto de regulación se puede introducir en la cámara de regulación (86) al menos la parte del líquido para circuitos hidráulicos (22).

6. Actuador piezohidráulico (10) según la reivindicación 5, con una sexta válvula de retención (98) dispuesta en el conducto de regulación (96), donde la válvula de retención se abre en la dirección de la cámara de regulación (86) y se cierra en la dirección de la cámara de accionamiento (14).

7. Actuador piezohidráulico (10) según la reivindicación 5 o 6, con al menos un estrangulador (100) dispuesto en el conducto de regulación (96), donde a través del estrangulador se introduce en la cámara de regulación (86) al menos la parte del líquido para circuitos hidráulicos (22).

8. Actuador piezohidráulico (10) según la reivindicación 7, con un segundo estrangulador dispuesto fluidicamente en serie respecto al estrangulador (100) y fluidicamente en paralelo al elemento de pistón de regulación (88), donde por medio del flujo del líquido para circuitos hidráulicos de la cámara de accionamiento (16) causado por el piezoactuador (12) y el elemento de pistón de accionamiento (18) por el conducto de regulación (96) y el primer estrangulador (100), una primera parte del flujo fluye a la cámara de regulación (86) y en paralelo una segunda parte del flujo fluye a través del segundo estrangulador (102).

9. Método para el funcionamiento de un actuador piezohidráulico (10), que comprende:

- al menos un piezoactuador (12);

- al menos un accionamiento (14), que presenta una cámara de accionamiento (16) alimentable con un líquido para circuitos hidráulicos (22) y un elemento de pistón de accionamiento (18) que limita en parte con la cámara de accionamiento (16) y se puede accionar por el piezoactuador (12), donde por medio del accionamiento del elemento de pistón de accionamiento (18) se puede sacar de la cámara de accionamiento (16) al menos una parte del líquido para circuitos hidráulicos (22);

- al menos (32) una primera salida, que presenta una primera cámara de salida (34), en la que se puede introducir al menos una parte del líquido para circuitos hidráulicos (22) extraído de la cámara de accionamiento (16), y presenta un primer elemento de pistón de salida (38) que limita en parte con la primera cámara de salida (34), donde el primer elemento de pistón de salida presenta una primera superficie de salida (42) hidráulicamente eficaz, que se puede poner en marcha a través del líquido para circuitos hidráulicos (22) introducido la primera cámara de salida (34), y se puede accionar poniendo en marcha la primera superficie de salida (42) a través del líquido para circuitos hidráulicos (22) introducido en la primera cámara de salida (34);

- al menos (44) una segunda salida, que presenta una segunda cámara de salida (46), en la que se puede introducir al menos una parte del líquido para circuitos hidráulicos (22) extraído de la cámara de accionamiento (16), y un segundo elemento de pistón de salida (50) que limita parcialmente con la segunda cámara de salida (46), donde el segundo elemento de pistón de salida presenta una segunda superficie de salida (52) eficaz hidráulicamente más pequeña o más mayor respecto a la primera superficie de salida (42), que se puede impulsar con el líquido para circuitos hidráulicos (22) introducido en segunda cámara de salida (46), y se puede activar impulsando la segunda superficie de salida (52) con el líquido para circuitos hidráulicos (22) introducido segunda cámara de salida (46);

- un dispositivo de acoplamiento (56), mediante el que están acoplados mecánicamente entre sí los elementos de pistón de salida (38, 50), donde el piezoactuador (12) se controla mediante al menos una señal eléctrica, con lo que el elemento de pistón de accionamiento (18) se acciona mediante el piezoactuador (12);

- un primer conducto de alimentación (60) conectado fluidicamente con la primera cámara de salida (34) y con la cámara de accionamiento (16), donde por medio del primer conducto de alimentación se puede introducir en la primera cámara de salida (34) al menos la parte del líquido para circuitos hidráulicos (22) extraído de la cámara de accionamiento (16);

- un segundo conducto de alimentación (62) conectado fluidicamente con la segunda cámara de salida (46) y con el primer conducto de alimentación (60), donde por medio del segundo conducto de alimentación (62) se puede introducir en la segunda cámara de salida (46) al menos la parte del líquido para circuitos hidráulicos (22) extraída de la cámara de accionamiento (16);

- al menos una primera válvula de retención (64) dispuesta en el segundo conducto de alimentación (62), donde la primera válvula de retención se abre en la dirección de la segunda cámara de salida (46) y se cierra en la dirección del primer conducto de alimentación (60);

- al menos un tercer conducto de alimentación (66) conectado fluidicamente con la cámara de accionamiento (16), donde por medio del conducto de alimentación se puede introducir en la cámara de accionamiento (16) el líquido para circuitos hidráulicos (22) desde un depósito (24);

- una segunda válvula de retención (68) dispuesta en el tercer conducto de alimentación (66), donde la válvula de retención se abre en la dirección de la cámara de accionamiento (16) y se cierra en la dirección del depósito (24); - al menos un cuarto conducto de alimentación (70) conectado fluidicamante con la segunda cámara de salida (46), donde por medio del conducto de alimentación se puede introducir en la segunda cámara de salida (46) líquido para circuitos hidráulicos (22) desde el depósito (24) evitando el primer y segundo conducto de alimentación (60, 62);

- una tercera válvula de retención (74) dispuesta en el cuarto conducto de alimentación (70), donde la válvula de retención se abre en la dirección de la segunda cámara de salida (46) y se cierra en la dirección del depósito (24), donde el segundo conducto de alimentación (62) está conectado fluidicamente en un punto de conexión (V) con el primer conducto de alimentación (60), y donde en el primer conducto de alimentación (60) está dispuesta una cuarta válvula de retención (76) corriente arriba del punto de conexión (V), donde la cuarta válvula de retención se abre en la dirección del punto de conexión (V) y se cierra en la dirección de la cámara de accionamiento (14); - al menos un conducto de descarga (78) conectado al menos a una de las cámaras de salida (34, 46), donde por medio del conducto de descarga se puede descargar al menos una parte del líquido para circuitos hidráulicos (22) de la al menos una cámara de salida (34 ,46) y se puede llevar al depósito (24); y

- una quinta válvula de retención (80) dispuesta en el conducto de descarga (78), que se abre en la dirección del depósito (24) y se cierra en la dirección de la al menos una cámara de salida (34, 46).

10. Método según la reivindicación 9, donde el piezoactuador (12) se acciona mediante modulación por anchura de pulsos.