JP2020529569A - 液圧式のアクチュエータ装置、および導電性の媒体で満たされた液圧システムの少なくとも１つの部分体積内で圧力上昇を生ぜしめるための方法 - Google Patents

Abstract

導電性の媒体（２０）で満たされた液圧システムのための液圧式のアクチュエータ装置（１０）が、前記液圧システムに接しておよび／または前記液圧システム内に配置可能または配置されており、少なくとも１つのアクチュエータモジュール（１２）を有しており、該アクチュエータモジュール（１２）はそれぞれ、前記導電性の媒体（２０）の少なくとも部分量が、前記それぞれのアクチュエータモジュール（１２）によって生ぜしめられた電流および／または前記それぞれのアクチュエータモジュール（１２）によって生ぜしめられた磁界（Ｂ）との相互作用に基づいて、前記液圧システムの少なくとも１つの部分体積（１４）内に加速可能である。【選択図】 図２

Description

本発明は、導電性の媒体で満たされた液圧システムのための液圧式のアクチュエータ装置に関する。同様に、本発明は温度調節装置、センサ装置および液圧システムに関する。さらに本発明は、導電性の媒体で満たされた液圧システムの少なくとも１つの部分体積内で圧力上昇を生ぜしめるための方法、液圧システム内で導電性の媒体の温度調節するための方法、および液圧システム内の導電性の媒体の流速に関する情報を算出するための方法に関する。

従来技術によれば、少なくとも１つの電動式の装置、例えば少なくとも１つのポンプおよび／または少なくとも１つのプランジャ装置を用いて、媒体を少なくとも１つの部分体積内にポンプ供給および／または押しやることによって、液圧システムの少なくとも１つの部分体積内で圧力上昇を生ぜしめることは公知である。

本発明は、請求項１の特徴を有する、導電性の媒体で満たされた液圧システムのための液圧式のアクチュエータ装置、請求項６の特徴を有する温度調節装置、請求項７の特徴を有するセンサ装置、請求項８の特徴を有する液圧システム、請求項１１の特徴を有する、導電性の媒体で満たされた液圧システムの少なくとも１つの部分体積内で圧力上昇を生ぜしめるための方法、請求項１４の特徴を有する液圧システム内の導電性の媒体を温度調節するための方法、および請求項１５の特徴を有する液圧システム内の導電性の媒体の流速に関する情報を算出するための方法に関する。

本発明は、液圧システムの少なくとも１つの部分体積内で圧力上昇を生ぜしめるための、従来の／既存の電動式の装置の代わりに使用することができる新式のアクチュエータを提供する。従来の／既存の電動式の装置とは異なり、新式のアクチュエータの作用原理は移動可能な／可動の要素／部分を必要としない。これは、新式のアクチュエータの損傷リスクを低減し、その耐用年数を高め、取り付け所要スペースおよび重量を小さくする。新式のアクチュエータは、移動可能な／可動な要素／部分を必要としないその構成に基づいて優れたＮＶＨ特性（ノイズバイブレーションハーシュネス）を有しているということも指摘しておく。追加的に、新式のアクチュエータの作用原理は均一な体積流量を可能にし、この場合、全体積および体積流量の流速は、弁を使用しなくても確実かつ容易に調量することができる。従って、本発明は、弁を省いたことに基づいて従来の液圧システムの複雑な構造を省くことができる、弁なしの液圧システムの好適な運転を可能にする。従って、本発明により実現された弁なしの液圧システムにおける漏れリスクも著しく低下される。

液圧式のアクチュエータ装置の好適な実施例によれば、少なくとも１つのアクチュエータモジュールが、少なくとも１つの電極装置および少なくとも１つの磁石装置を有していて、少なくとも１つの電極装置によって生ぜしめられた電流の流れおよび少なくとも１つの磁石装置によって生ぜしめられた磁界を用いて、導電性の媒体の少なくとも部分量が圧力上昇に対抗して作用する反力に抗して液圧システムの少なくとも１つの部分体積内に加速され得るように、ローレンツ力が導電性の媒体の少なくとも部分量に作用可能である。これによって、液圧式のアクチュエータ装置は、電磁液圧的な原理による反力を克服し、この場合、発生されたローレンツ力は導電性の媒体の少なくとも部分量を液圧システムの少なくとも１つの部分体積内に加速させる。部分量の全体積および導電性の媒体の部分量の生ぜしめられた加速は、発生された電流の流れおよび発生された磁界によって精確に規定可能であり、これによって、従来では必要であった弁は省くことができる。

液圧式のアクチュエータ装置の別の好適な実施例では、少なくとも１つのアクチュエータモジュールが少なくとも１つのコイル装置を有しており、この少なくとも１つのコイル装置によって生ぜしめられた時間的に変化する磁界を用いて、導電性の媒体の少なくとも部分量が、圧力上昇に対抗して作用する反力に抗して液圧システムの少なくとも１つの部分体積内に加速され得るように、導電性の媒体の少なくとも部分量に誘導力が作用可能である。このような液圧式のアクチュエータ装置の実施例も、前記段落に記載した利点をもたらす。

好適な形式で、液圧式のアクチュエータ装置は、複数のアクチュエータモジュールを有していて、液圧システムに接しておよび／または液圧システム内に配置された液圧式のアクチュエータ装置のアクチュエータモジュールの少なくともいくつかが液圧システムの媒体管路に相前後して配置されるように、液圧システムに接しておよび／または液圧システム内に配置可能または配置されている。アクチュエータモジュールの、このような形式の「直列配置」および／または「直列接続」によって、導電性の媒体の加速された部分量の比較的大きい加速が得られる。従って、「直列配置」および／または「直列接続」によって、大きい力／高い圧力も得られる。

選択的にまたは補足的に、液圧式のアクチュエータ装置が複数のアクチュエータモジュールを有していて、液圧システムに接しておよび／または液圧システム内に配置された液圧式のアクチュエータ装置のアクチュエータモジュールの少なくともいくつかかが、液圧システムの互いに平行に延在する少なくとも２つの媒体管路に配置されるように、液圧システムに接しておよび／または液圧システム内に配置可能または配置されていてよい。ここに記載されたアクチュエータモジュールの「並列配置」または「並列接続」によって、導電性の媒体の加速された部分量の全体積が増大され得る。このような作用原理も、液圧システムの少なくとも部分量内での比較的迅速な圧力上昇を生ぜしめるために使用され得る。

前記液圧式のアクチュエータ装置と協働する温度調節装置および液圧式のアクチュエータ装置と協働するセンサ装置も好適である。

少なくとも１つの相応の液圧式のアクチュエータ装置、および液圧システム内に満たされた導電性の媒体を有する液圧システムも、前記利点をもたらす。

例えば、液圧システムは、導電性の媒体として、導電性の液体、導電性のガス、イオン液体、少なくとも１つの電解質、少なくとも１つのプラズマ、少なくとも１つの液体金属、ガリウム、リチウム、ナトリウム、水銀、液体金属合金、ガリウム−インジウム−錫合金および／またはナトリウム−カリウム合金で満たされていてよい。しかしながら、導電性の媒体のための、ここに記載した例は最終的なものではないと見なされる。

液圧システムは、液圧式の作業機械システム、ロボット、液圧式の建設機械システム、液圧式の農業機械システム、液圧式のリフティングシステム、液圧式のエレベータシステム、液圧式のせり上げ台システム、液圧式のブレーキシステム、液圧式の伝動装置システム、液圧式のパワーステアリングシステム、液圧式の走行機構調整システム、液圧式のカブリオレ幌システム、液圧式の掘削機システム、液圧式のトラクタシステム、液圧式のフォークリフトシステム、液圧式のクレーンシステム、液圧式の林業機械システム、液圧式の重荷重搬送システム、液圧式の翼折り畳みシステム、液圧式のプレスシステム、液圧式の裁断システム、液圧式の折り曲げ機械システム、液圧式の研削機システム、液圧式の切削システム、液圧式のアクチュエータシステム、液圧式の圧延機システム、液圧支柱および／または液圧式の消防隊救命キットであってよい。従って本発明は、多様に使用可能である。

追加的に、導電性の媒体で満たされた液圧システムの少なくとも１つの部分体積内で圧力上昇を生ぜしめるための対応する方法も、前記利点を提供する。この方法は、液圧式のアクチュエータ装置の前記実施例に従ってさらに改良可能である、ということを指摘しておく。同様に、液圧システム内の導電性の媒体を温度調節するための方法は好適である。さらに、液圧システム内の導電性の媒体を検査するための方法の実行も複数の利点を提供する。

液圧式のアクチュエータ装置またはこの液圧式のアクチュエータ装置を備えた液圧システムの第１実施例の概略図である。 液圧式のアクチュエータ装置の第２実施例の概略図である。 液圧式のアクチュエータ装置の第３実施例の概略図である。 液圧式のアクチュエータ装置の第４実施例の概略図である。 液圧式のアクチュエータ装置の第５実施例の概略図である。 液圧式のアクチュエータ装置の第６実施例の概略図である。 液圧式のアクチュエータ装置の第７実施例を説明するための座標系である。 液圧式のアクチュエータ装置またはこの液圧式のアクチュエータ装置を備えた液圧システムの第８実施例の概略図である。 センサ装置の実施例の概略図である。 温度調節装置の実施例の概略図である。 導電性の媒体で満たされた液圧システムの少なくとも１つの部分体積内で圧力上昇を生ぜしめるための方法の実施例を説明するためのフローチャートである。

本発明のその他の特徴および利点を以下に図面を用いて説明する。

図１は、液圧式のアクチュエータ装置またはこの液圧式のアクチュエータ装置を備えた液圧システムの第１実施例の概略図を示す。

図１に概略的に示された液圧式のアクチュエータ装置１０は、導電性の媒体で満たされた液圧システム内で使用するために構成されている。単に一例として図１に概略的に示された液圧システムは車両／自動車のための液圧式のブレーキシステムであって、この場合、液圧式のブレーキシステムの使用可能性は、所定の車両型式／自動車型式に限定されない。しかしながら、図１の液圧システムの開発可能性／有用性はこのシステム型式に限定されないことを指摘しておく。液圧システムは、例えば液圧式の作業機械システム、ロボット、液圧式の建設機械システム、液圧式の農業機械システム、液圧式のリフティングシステム、液圧式のエレベータシステム、液圧式のせり上げ台システム、液圧式の伝動装置システム、液圧式のパワーステアリングシステム、液圧式の走行機構調整システム、液圧式のカブリオレ幌システム、液圧式の掘削機システム、液圧式のトラクタシステム、液圧式のフォークリフトシステム、液圧式のクレーンシステム、液圧式の林業機械システム、液圧式の重荷重搬送システム、液圧式の翼折り畳みシステム、液圧式のプレスシステム、液圧式の裁断システム、液圧式の折り曲げ機械システム、液圧式の研削機システム、液圧式の切削システム、液圧式のアクチュエータシステム、液圧式の圧延機システム、液圧支柱および／または液圧式の消防隊救命キットであってもよい。

導電性の媒体とは、１Ｓ／ｍ（ジーメンスをメートルで割ったもの）より大きいかまたは１（Ωｍ）^−１（抵抗計の逆数）より大きい導電率σを有する媒体のことであると解釈される。好適な形式で、導電性の媒体は１０^２Ｓ／ｍより大きい導電率σ、特に１０^３Ｓ／ｍより大きい導電率σ、特別に１０^４Ｓ／ｍより大きい導電率σを有している。（導電性の媒体を通る電流の低い電気抵抗のために、高い導電率σが好適である。）導電性の媒体は、導電性液体および／または導電性ガスとして液圧システム内に存在していてよい。例えば導電性の媒体は、イオン液体、少なくとも１つの電解質、少なくとも１つのプラズマ、少なくとも１つの液体金属（例えばガリウム、リチウム、ナトリウム、水銀）および／または液体金属合金（例えばナトリウム−カリウム−合金）である。好適な形式で、液圧システムは、導電性の媒体としてガリウム−インジウム−錫合金（σ＝１０^６Ｓ／ｍ）で満たされている。ガリウム−インジウム−錫合金は無毒である。しかも、ガリウム−インジウム−錫合金は、概ね−２０℃の温度から既に（大気圧で）液状であり、簡単に実施可能な加熱技術によってより低い温度から−２０℃またはより高い温度に危険なしに加熱可能である。

液圧式のアクチュエータ装置１０は、液圧システムに接しておよび／または液圧システム内に配置可能または配置されている。液圧式のアクチュエータ装置は少なくとも１つのアクチュエータモジュール１２を有しており、このアクチュエータモジュールはそれぞれ、導電性の媒体の少なくとも部分量がその、それぞれのアクチュエータモジュール１２によって生ぜしめられた電流の流れおよび／またはそれぞれのアクチュエータモジュール１２によって生ぜしめられた磁界との相互作用に基づいて、液圧システムの少なくとも１つの部分体積１４に加速され得るように構成されている。このような形式で、導電性の媒体の少なくとも加速された部分量が、リザーブタンク１６から少なくとも１つの部分体積１４内、例えば少なくとも１つのホイールブレーキシリンダ１４内に移動可能である。従って、液圧式のアクチュエータ装置１０によって、液圧システムの少なくとも１つの部分体積１４内の圧力上昇／圧力増大を生ぜしめることができる。例えば、液圧システム／ブレーキシステムの、少なくとも１つのホイールブレーキシリンダ１４として構成された部分体積１４内の圧力上昇／圧力増大によって、少なくとも１つの回転するホイールにブレーキトルクを加えることができる。もちろん、液圧式のアクチュエータ装置１０によって、「流れ」を引き起こすこともできる。

液圧式のアクチュエータ装置１０は、電気機械式−液圧式のアクチュエータ装置１０と呼ばれてもよい。液圧式のアクチュエータ装置１０の可能な作用原理のための例を、以下に詳しく記載する。図１では、液圧式のアクチュエータ装置１０の１つのアクチュエータモジュール１２だけが単に一例として図に示されている。しかしながら、液圧式のアクチュエータ装置１０は複数のアクチュエータモジュール１２を有していてよいことを指摘しておく。この場合、アクチュエータモジュール１２の「直列配置」および／または「並列配置」のための例を以下に説明する。

導電性の媒体の加速された部分量の移動は、移動可能な／可動な要素／部分（例えばポンププランジャまたはプランジャ）を利用することなしに行われる。その代わり、導電性の媒体の加速された部分量の移動は、もっぱら、少なくとも１つのアクチュエータモジュール１２の少なくとも１つの電流の流れとの、および／または少なくとも１つのアクチュエータモジュール１２の少なくとも１つの磁界との（電気的、磁気的および／または電気磁気的な）相互作用を用いて生ぜしめられる。以下に詳しく説明されているように、この相互作用は容易にかつ確実に「配分」され得る。従って、（例えば従来のポンプおよびプランジャ装置のような、移動可能な／可動な要素／部分を備えた）従来のアクチュエータとは異なり、この液圧式のアクチュエータ装置１０は、より高いダイナミックスおよび「作用の可逆性」、つまり図１に図面で示された、リザーブタンク１６から少なくとも１つの部分体積１４への体積流量と、少なくとも１つの部分体積１４からリザーブタンク１６への体積流量との可逆性を有している。さらに、（移動可能な／可動な要素／部分を備えた）従来のアクチュエータとは異なり、液圧式のアクチュエータ装置１０を用いて、導電性の媒体の加速された部分量の量設定、および導電性の媒体の加速された部分量の加速しようとする所定の目標速度を、確実に維持することができる。従って、（流量調整のための）少なくとも１つの弁を備えた液圧式のブレーキシステムとして構成された液圧システムの装備は必要ない。従って、液圧システムにおける長い複雑な調整経路の構成も省くことができる。

図１に示された液圧式のブレーキシステムの別の利点は、従来のブレーキ液の代わりに導電性の媒体（伝達媒体として）を使用することである。従来のブレーキ液は強く温度に依存する特性、特に強く温度に依存する粘性を有しており、これに対して、導電性の媒体のための上記列挙した例の粘性は、全く／殆ど温度に依存しない。顕著なガス発生特性（つまり高い温度での水の気化）を有する従来のブレーキ液とは異なり、導電性の媒体のための上記列挙した例は、ガス発生特性も（殆ど）有していない。

図２は、液圧式のアクチュエータ装置の第２実施例の概略図を示す。

図２に概略的に示された液圧式のアクチュエータ装置１０では、例として１つのアクチュエータモジュール１２が示されているだけである。しかしながら、液圧式のアクチュエータ装置１０は、以下に挙げた特徴を有する複数のアクチュエータモジュール１２を有していてもよい。

アクチュエータモジュール１２は、（少なくとも２つの電極１８ａ，１８ｂを備えた）電極装置１８を有しており、この電極装置１８を用いて、電流の強さＩ（または電流密度ｊ）を有する電流の流れが導電性の媒体２０によって発生可能／生ぜしめられる。例えば、電極装置１８の少なくとも２つの電極１８ａ，１８ｂは、液圧式のアクチュエータ装置１０を備えた液圧システムの、導電性の媒体２０で満たされた媒体管路２２の互いに反対側に位置していてよい。電流の電流密度ｊのために、次の（簡略化された）方程式（式１）が適用される：

（式１）
この場合、ｈは、電流に対して直角に向けられた、媒体管路２２の高さであり、ｗは、電流によって貫流される、媒体管路２２の区分の電流に対して直角に向けれらた幅である。

さらに、アクチュエータモジュール１２は、（例えば２つの永久磁石２４ａ，２４ｂおよび／または少なくとも１つの通電可能／通電されたコイルを備えた）磁石装置２４を有しており、この磁石装置２４によって、アクチュエータモジュール１２の磁界Ｂが発生可能／生ぜしめられる。磁界Ｂは、例えば時間的に一定な磁界Ｂであってよい。従って、導電性の媒体２０内で電極装置１８によって生ぜしめられた電流は、アクチュエータモジュール１２の、導電性の媒体２０を貫く磁界Ｂと相互に影響し合う。磁石装置２４によって生ぜしめられた、アクチュエータモジュール１２の磁界Ｂは、ローレンツ力Ｆ_Ｌが導電性の媒体２０の少なくとも加速された部分量に作用可能／作用せしめられるように、電流に向けられており、このローレンツ力によって、導電性の媒体２０の少なくとも部分量が（圧力上昇に対抗して作用する反力に抗して）液圧システムの少なくとも１つの部分体積内に加速可能／加速される。

作用したローレンツ力Ｆ_Ｌは、導電性の媒体２０の少なくとも部分量を加速し、液圧システムの少なくとも１つの（図示していない）部分体積１４内で圧力上昇を生ぜしめる。電流／電流の電流密度ｊが磁界Ｂに対して直角に向けられている限り、ローレンツ力Ｆ_Ｌのローレンツ力密度ｆ_Ｌのために次の方程式（式２）が適用される：

（式２）

従って、ローレンツ力Ｆ_Ｌは、次の方程式（式３）に従って、磁界Ｂによって浸透された液体体積Ｖ（Ｖ＝ｈ^＊ｗ^＊Ｌ）に関してローレンツ力密度ｆ_Ｌを積分することによって得られる：

（式３）
この場合、Ｌは、電流の流れに沿って向けられた媒体管路２２の大きさである。

ローレンツ力Ｆ_Ｌは、導電性の媒体２０を、電流密度ｊおよび磁界Ｂによって形成された平面に対して直角な方向に加速する。従って、この平面に作用する圧力ｐのために次の方程式（式４）が適用される。

（式４）

従って、１Ｔ（テスラ）の磁束密度を有する磁界Ｂのために、１００Ａ（アンペア）の電流の強さＩのために、および１ｍｍ（ミリメートル）の高さｈのために、１ｂａｒの圧力ｐが得られる。従って、作用する圧力ｐの方向および大きさは、磁界Ｂおよび電流の方向および強さに依存する。従って、図２に記載された作用原理を用いて、比較的正確な圧力配分、比較的均一な圧力分布および確実な圧力維持が（弁を使用しなくても）可能である。（値ｗおよびＬは、圧力ｐに直接的な影響を及ぼさないが、できるだけ小さい電気的および液圧的な抵抗に関する要求が満たされるように、簡単に選択され得る。）

図３は、液圧式のアクチュエータ装置の第３の実施例の概略図を示す。

例えば１つのアクチュエータモジュール１２だけが示されている、図３により図面で示した液圧式のアクチュエータ装置１０は、前記実施例とは別の原理（導電性の媒体２０内で電流供給／電流発生するための）を有している。図３の液圧式のアクチュエータ装置１０のアクチュエータモジュール１２は、少なくとも１つのコイル装置／コイル２６を有している。少なくとも１つの（通電された）コイル装置２６によって生ぜしめられた／発生された時間的に変化する磁界Ｂによって、いわゆる「誘導力」Ｆ_Ｉ（しばしばローレンツ力とも呼ばれる）は、導電性の媒体２０の少なくとも部分量に（導電性の媒体２０内の誘導式の電流供給／電流発生によって）、導電性の媒体２０の少なくとも部分量が圧力上昇に対抗して作用する反力に抗して液圧システムの少なくとも１つの部分体積内に加速可能／加速されるように作用可能である。

少なくとも１つのコイル装置２６を通って流れる電流を制御することによって、導電性の媒体２０内に電流密度ｊを有する電流が（磁気的な誘導原理に基づいて）生ぜしめられる。例えば、複数のコイル装置／コイル２６が、媒体管路２２に沿って位置決めされ、様々な位相で制御されるので、いわゆる「磁気的な進行磁界」がアクチュエータモジュール１２の時間的に変化する磁界Ｂとして発生する。選択的な実施例では、時間的に変化する磁界Ｂ（「磁気的な進行磁界」として）が、少なくとも１つの可動の永久磁石によっても生ぜしめられる。

図３に示された原理も、少なくとも１つのコイル装置２６の制御だけによって、誘導力Ｆ_Ｉの精確な「配分」を可能にし、従って図２の作用原理と同じ利点が得られる。追加的に、図３の原理は、導電性の媒体２０との直接的な接触を必要とせず、従って汚染に対して耐性がある。

図２および図３の原理は、移動可能な／可動な要素／部分の使用が省かれている、ということを再び想起させる。従って、それぞれの液圧式のアクチュエータ装置１０は、良好なＮＶＨ特性（Noise Vibration Harshness「ノイズバイブレーションハーシュネス」）を有している。移動可能な／可動な要素／部分が省略されていることによって、上記液圧式のアクチュエータ装置１０の運転は、（機械的な）摩耗と結びつくこともない。従って、上記液圧式のアクチュエータ装置１０は、比較的高い頑丈さも有している。特に、上記液圧式のアクチュエータ装置１０の損傷リスク／摩耗リスクは、（例えばポンプおよびプランジャ装置等の移動可能な／可動な要素／部分を備えた）従来のアクチュエータよりも著しく低い。同様に、上記液圧式のアクチュエータ装置１０は追加的に、所望の圧力上昇を生ぜしめる際に高い精度および良好な一様さを可能にする。

図４は、液圧式のアクチュエータ装置の第４実施例の概略図を示す。

図４に概略的に示された液圧式のアクチュエータ装置１０は、ｎ個／複数のアクチュエータモジュール１２を有している。液圧式のアクチュエータ装置１０は、液圧システムに接しておよび／または液圧システム内に配置された液圧式のアクチュエータ装置１０のｎ個のアクチュエータモジュール１２の少なくともいくつかが液圧システムのいくつかの媒体管路２２に相前後して配置されるように、液圧システムに接しておよび／または液圧システム内に配置可能／配置されている。好適な形式で、ｎ個のアクチュエータモジュール１２は直列に接続されている。このような形式で、ｎ個のアクチュエータモジュール１２の「直列配置」または「直列接続」が実現されている。

ｎ個のアクチュエータモジュール１２の「直列配置」の運転から得られた圧力ｐ_{ｔｏｔａｌ}のために、次の方程式（式５）が適用される：

（式５）

従って、複数のアクチュエータモジュール１２（例えばｎ＝１００）を用いて、概ね１００ｂａｒの圧力ｐが形成され得る。ホイールブレーキシリンダ内の概ね１００ｂａｒの圧力ｐは、隣接する／対応配設された少なくとも１つの回転するホイールに有効なブレーキトルクを作用させるために十分である。個別のアクチュエータモジュール１２の広がり／大きさが僅かであることに基づいて、大きい数量ｎ個のアクチュエータモジュール１２を備えた液圧式のアクチュエータ装置１０が、簡単にかつコンパクトな構造形式で実現可能である。

「直列配置」または「直列接続」の長さ寸法を短くするために、図４に示した媒体管路２２が蛇行状に構成されていて、ｎ個のアクチュエータモジュール１２が直列に接続されている。媒体管路２２の互いに反対側に配置された２つの永久磁石２４ａ，２４ｂは、すべてのｎ個のアクチュエータモジュール１２のために十分である。（しかしながら、場合によってはより多くの（より小さい）永久磁石２４ａ，２４ｂが使用されてもよい。）これは、ｎ個のアクチュエータモジュール１２の「蛇行状の直列配置」または「蛇行状の直列接続」と言い換えてもよい。

図５は、液圧式のアクチュエータ装置の第５実施例の概略図を示す。

図５に示された媒体管路２２は、「渦巻き状」に構成されている。液圧式のアクチュエータ装置１０のｎ個のアクチュエータモジュール１２は、直列に接続されている。媒体管路２２の互いに反対側に配置された２つの永久磁石２４ａ，２４ｂよりも多い永久磁石は、すべてのｎ個のアクチュエータモジュール１２のために必要ではない。従って、ｎ個のアクチュエータモジュール１２の「２Ｄ−ら旋状の直列配置」または「２Ｄ−ら旋状の直列接続」と言い換えてもよい、図５の液圧式のアクチュエータ装置１０も、比較的僅かな取り付け所要スペースしか必要としない。

図６は、液圧式のアクチュエータ装置の第６実施例の概略図を示す。

図６の実施例では、媒体管路２２は、円筒形周壁状の永久磁石３０によって囲まれたコア２８の周りに巻き付けられた管路（いわゆる「液体コイル」）である。媒体管路２２に配置された、液圧式のアクチュエータ装置１０のｎ個のアクチュエータモジュール１２は、直列に接続されている。これは、アクチュエータモジュール１２の「３Ｄ−らせん状の直列配置」または「３Ｄ−ら旋状の直列接続」と言い換えてもよい。

コア２８は好適には、例えば透磁率μ_ｒ＞１を有する強磁性の材料より成っている。コア２８は、特に鉄心であってよい。永久磁石は（円筒形周壁状の永久磁石３０と共に）コア２８として組み込まれていてよい。選択的な実施例では、円筒形周壁状の永久磁石３０の代わりに、好適には透磁率μ_ｒ＞１を有する強磁性の材料より成る円筒形周壁をコア２８としての永久磁石と共に使用してもよい。

図７は、液圧式のアクチュエータ装置の第７実施例を説明するための座標系を示し、この場合、横座標は時間ｔを示し、縦座標は液圧式のアクチュエータ装置によって生ぜしめられる圧力ｐを示す。

図７の座標系には、圧力上昇時間間隔Δｔ中の勾配Δｐおよび圧力上昇時間間隔Δｔ後の最大振幅Ａ_ｍａｘを有する圧力上昇特性曲線ｋが示されている。最大振幅Ａ_ｍａｘは、数値ｎの増大によって、「直列配置」または「直列接続」内に配置されたアクチュエータモジュール１２から上昇可能である（矢印３１ａ）。液圧式のアクチュエータ装置のダイナミックスを示す勾配Δｐは、アクチュエータモジュール１２の「並列配置」または「並列接続」によって、同様に高めることができる（矢印３１ｂ）。

「並列配置」または「並列接続」では、複数のアクチュエータモジュール１２を含む液圧式のアクチュエータ装置１０が、液圧システムに接しておよび／または液圧システム内に配置された液圧式のアクチュエータ装置１０のアクチュエータモジュール１２の少なくともいくつかが、液圧システムの互いに平行に延在するｍ個の媒体管路２２に配置されるように、液圧システムに接しておよび／または液圧システム内に配置可能／配置されており、この場合、ｍは少なくとも２である。従って、すべてのｍ個の媒体管路２２から加速された全体積Ｖ_{ｔｏｔａｌ}のために、（式６）が適用される：

（式６）
この場合、Ｖ_ｐｉｐｅは、それぞれの媒体管路２２から加速された個別体積である。

図８は、液圧式のアクチュエータ装置またはこのアクチュエータ装置を備えた液圧システムの第８実施例の概略図を示す。

図８に示された液圧式のアクチュエータ装置１０は、液圧式の増幅器３２と協働する。液圧式の増幅器３２は、第１の体積３４と第２の体積３６との間に調節可能に配置されたピストン３８を有しており、このピストン３８は、第１の作用面Ａ_１を有する第１の体積３４と、第１の作用面Ａ_１よりも小さい第２の作用面Ａ_２を有する第２の体積３６とを仕切る。（第２の体積３６に接続された液圧システムの部分は、導電性の媒体２０とは別の媒体で満たされていてよい。）従って、増幅ファクターｋは、次の方程式（式７）に従って得られる：

（式７）

これに応じて、液圧式のアクチュエータ装置１０によって生ぜしめられた圧力ｐまたは増幅器圧力ｐ_ｉｎｃｒ内のｐ_{ｐｏｔａｌ}は、次の方程式（式８）または（式９）に従って上昇する：

（式８）または

（式９）

従って、液圧式の増幅器３２は、液圧システムの設計時における融通性を高める。このような形式で、少なくとも１つの部分体積１４内に、比較的高い圧力ｐ_ｉｎｃｒ、例えば１００ｂａｒを越える圧力ｐ_ｉｎｃｒが自動的に生ぜしめられる。

図９は、センサ装置の実施例の概略図を示す。

図９に概略的に示されたセンサ装置は、上記液圧式のアクチュエータ装置１０のそれぞれと協働することができる。このセンサ装置は、上記液圧システムのそれぞれに接しておよび／または上記液圧システムのそれぞれの内にも配置可能／配置されるように構成可能である。センサ装置は、少なくとも１つのセンサ電極装置４０（好適には少なくとも１つの電極対）および少なくとも１つの磁界発生装置（例えば少なくとも１つの永久磁石および／または少なくとも１つの通電可能なコイル）を有しており、このセンサ電極装置４０および磁界発生装置はそれぞれ、少なくとも１つの磁界Ｂが発生可能／発生されるように構成されている。液圧システムの導電性の媒体２０と少なくとも１つの磁界Ｂとの相互作用に基づいて、少なくとも１つのセンサ電極装置４０に少なくとも１つの誘導電圧Ｕ_{ｓｅｎｓｏｒ}が発生可能／生ぜしめられる。

センサ装置は評価装置４２も有しており、この評価装置４２は、少なくとも１つの印加された誘導電圧Ｕ_{ｓｅｎｓｏｒ}に関する少なくとも１つの電圧値Ｕ_{ｓｅｎｓｏｒ}を読み取って、少なくとも１つの読み取られた電圧値Ｕ_{ｓｅｎｓｏｒ}を考慮して導電性の媒体２０の（平均的な）流速ｖに関する情報を確認しかつアウトプットするように設計されている。この情報は、導電性の媒体２０の例えば（平均的な）流速ｖ（若しくは平均的な流れ速度）または媒体管路を通る流量Ｑであってよい。（誘導電圧Ｕ_{ｓｅｎｓｏｒ}は（平均的な）流れ速度ｖまたは流量Ｑに関連している。）

従来の液圧システムでの流量測定が全く／殆ど不可能であり、従って従来の液圧システムでの制御が（二次物理量としての圧力を測定するために）圧力センサを用いてのみ可能であるのに対して、このような問題は上記液圧システムでは解消されている。

ここに記載した測定原理は、いくつかの上記液圧式のアクチュエータ装置１０によっても実行可能であり、この場合、少なくとも１つのアクチュエータモジュール１２の少なくとも１つの電極装置１８が少なくとも１つのセンサ電極装置４０として使用可能である。従って、いくつかの上記液圧式のアクチュエータ装置１０の１つの電極だけが、センサ装置の評価装置４２の機能を実行可能であるようにプログラミングされなければならない。

図１０は、温度調節装置の１実施例の概略図を示す。

図１０に概略的に示された温度調節装置も、上記液圧式のアクチュエータ装置１０のそれぞれと協働し、上記液圧システムのそれぞれに接しておよび／または液圧システム内に配置可能／配置されて構成可能である。温度調節装置は、温度調節（温度維持）および／または導電性の媒体２０の加熱のために設けられてよい。

図１０の温度調節装置は、少なくとも１つの電極４４（好適な形式で少なくとも１つの電極対）を有しており、この電極４４を介して、加熱電流が液圧システムの導電性の媒体内に導入可能であって、これによって、導電性の媒体２０内に熱が発生され、導電性の媒体２０の硬化を阻止することができる。従って、温度調節装置は、少なくとも１つの電極４４を介して導電性の媒体内への直接的な給電による電気式の抵抗加熱の原理に従って機能するので、比較的低い周囲温度においても、導電性の媒体２０の低い粘性に基づく十分なダイナミックスが確実に維持される。

ここに記載した温度調節および／または加熱原理は、少なくとも１つの電極１８ａ，１８ｂが少なくとも１つの電極４４として使用されることによって、上記液圧式のアクチュエータ装置１０のそれぞれによっても実行可能である。

選択的な実施例では、温度調節装置は少なくとも１つのコイルも有しており、このコイルによって、液圧システムの導電性の媒体２０内で時間的に変化する磁界Ｂが発生可能／生ぜしめられる。このような温度調節原理および／または加熱原理は、少なくとも１つのコイル装置２６が「温度調節コイルおよび／または加熱コイル」として使用されることによって、上記液圧式のアクチュエータ装置１０のいくつかによっても実行可能である。従って、誘導式の加熱の原理が使用されてもよい。

図１１は、導電性の媒体で満たされた液圧システムの少なくとも１つの部分体積内で圧力上昇を生ぜしめるための方法の１実施例を説明するためのフローチャートを示す。

方法ステップＳ１で、導電性の媒体の少なくとも部分量がその少なくとも１つの電流の流れおよび／または少なくとも１つの磁界との相互作用に基づいて、液圧システムの少なくとも１つの部分体積内で加速され、それによって、液圧システムの少なくとも１つの部分体積内で圧力上昇が生ぜしめられるように、少なくとも１つの電流の流れおよび／または少なくとも１つの磁界が発生される。導電性の媒体のための例、および導電性の媒体と相互作用する電流／磁界を作用させるために適した装置のための例は、既に上記のように列挙されている。例えば、複数の電流の流れおよび／または複数の磁界は、媒体管路内の導電性の媒体の部分量が、発生された電流の流れおよび／または磁界によって移動されて連続的に加速されるように、液圧システムの媒体管路内で直列に並んで発生され得る。選択的にまたは補足的に、複数の電流の流れおよび／または複数の磁界は、液圧システムの互いに平行に延在する少なくとも２つの媒体管路内で、部分量としての導電性の媒体の個別体積が、少なくとも２つの媒体管路が開口する収集体積内で少なくとも２つの媒体管路内に全体積として集合されるように、生ぜしめられる。方法ステップＳ１によって貫流も生ぜしめられ／誘発され得る。

オプション的な形式で、方法ステップＳ１の前および／または方法ステップＳ１中に方法ステップＳ２も実行され得る。この方法ステップＳ２で、加熱電流が液圧システムの導電性の媒体内に少なくとも１つの電極を介して導入されることによって、液圧システム内の導電性の媒体が温度調節（または加熱）される。導電性の媒体の温度調節および／または加熱は、液圧システムの導電性の媒体内で少なくとも１つのコイルによって時間的に変化する磁界を発生させることによっても生ぜしめることができる。

同様に、方法ステップＳ１中に、液圧システム内の導電性の媒体の流速に関する情報を算出するための（オプション的な）方法ステップＳ３も実行され得る。このために、少なくとも１つの磁界が、液圧システムの導電性の媒体と少なくとも１つの磁界との相互作用に基づいて、少なくとも１つのセンサ電極装置において少なくとも１つの誘導電圧が生ぜしめられるように発生される。少なくとも１つの誘導電圧に関する少なくとも１つの電圧値が読み取られ、少なくとも１つの読み取られた電圧値を考慮して、導電性の媒体の流速に関する情報が確認される。それから得られた圧力上昇ダイナミックスを導き出すことができる。

１０ 液圧式のアクチュエータ装置
１２ アクチュエータモジュール
１４ 部分体積、ホイールブレーキシリンダ
１６ リザーブタンク
１８ 電極装置
１８ａ，１８ｂ 電極
２０ 導電性の媒体
２２ 媒体管路
２４ 磁石装置
２４ａ，２４ｂ 永久磁石
２６ コイル装置／コイル
２８ コア
３０ 永久磁石
３１ａ，３１ｂ 矢印
３２ 増幅器
３４ 第１の体積
３６ 第２の体積
３８ ピストン
４０ センサ電極装置
４２ 評価装置
Ａ_ｍａｘ 最大振幅
Ｂ 磁界
Ｆ_Ｉ 誘導力
ｆ_Ｌ ローレンツ力密度
Ｆ_Ｌ ローレンツ力
ｈ 電流に対して直角に向けられた、媒体管路２２の高さ
Ｉ 電流の強さ
ｊ 電流密度
ｋ 圧力上昇特性曲線、増幅ファクター
Ｌ 媒体管路２２の大きさ
ｎ 数値
ｐ 圧力
Ｑ 流量
Ｕ_{ｓｅｎｓｏｒ} 誘導電圧、電圧値
ｖ 流速、流れ速度
Ｖ_ｐｉｐｅ 個別体積
ｗ 媒体管路２２の区分の電流に対して直角に向けれらた幅
Δｔ 圧力上昇時間間隔
Δｐ 勾配

Claims (15)

1. 導電性の媒体（２０）で満たされた液圧システムのための液圧式のアクチュエータ装置（１０）において：
   前記液圧式のアクチュエータ装置（１０）が、前記液圧システムに接しておよび／または前記液圧システム内に配置可能または配置されており、
   少なくとも１つのアクチュエータモジュール（１２）を有しており、該アクチュエータモジュール（１２）はそれぞれ、前記導電性の媒体（２０）の少なくとも部分量が、前記それぞれのアクチュエータモジュール（１２）によって生ぜしめられた電流および／または前記それぞれのアクチュエータモジュール（１２）によって生ぜしめられた磁界（Ｂ）との相互作用に基づいて、前記液圧システムの少なくとも１つの部分体積（１４）内に加速可能であって、それによって、前記液圧システムの少なくとも１つの前記部分体積（１４）内で圧力上昇を生ぜしめることができる、液圧式のアクチュエータ装置（１０）。
2. 少なくとも１つの前記アクチュエータモジュール（１２）が、少なくとも１つの電極装置（１８）および少なくとも１つの磁石装置（２４）を有していて、少なくとも１つの前記電極装置（１８）によって生ぜしめられた電流および少なくとも１つの前記磁石装置（２４）によって生ぜしめられた磁界（Ｂ）を用いて、前記導電性の媒体（２０）の少なくとも前記部分量が圧力上昇に対抗して作用する反力に抗して前記液圧システムの少なくとも１つの前記部分体積（１４）内に加速され得るように、ローレンツ力（Ｆ_Ｌ）が前記導電性の媒体（２０）の少なくとも前記部分量に作用可能である、請求項１記載の液圧式のアクチュエータ装置（１０）。
3. 少なくとも１つの前記アクチュエータモジュール（１２）が少なくとも１つのコイル装置（２６）を有しており、少なくとも１つの前記コイル装置（２６）によって生ぜしめられた時間的に変化する磁界（Ｂ）を用いて、前記導電性の媒体（２０）の少なくとも前記部分量が、圧力上昇に対抗して作用する反力に抗して前記液圧システムの少なくとも１つの前記部分体積（１４）内に加速され得るように、前記導電性の媒体（２０）の少なくとも前記部分量に誘導力（Ｆ_Ｉ）が作用可能である、請求項１または２記載の液圧式のアクチュエータ装置（１０）。
4. 前記液圧式のアクチュエータ装置（１０）が、複数のアクチュエータモジュール（１２）を有していて、前記液圧システムに接しておよび／または前記液圧システム内に配置された前記液圧式のアクチュエータ装置（１０）の前記アクチュエータモジュール（１２）の少なくともいくつかが前記液圧システムの媒体管路（２２）に相前後して配置されるように、前記液圧システムに接しておよび／または前記液圧システム内に配置可能または配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の液圧式のアクチュエータ装置（１０）。
5. 前記液圧式のアクチュエータ装置（１０）が複数のアクチュエータモジュール（１２）を有していて、前記液圧システムに接しておよび／または前記液圧システム内に配置された前記液圧式のアクチュエータ装置（１０）の前記アクチュエータモジュール（１２）の少なくともいくつかかが、前記液圧システムの互いに平行に延在する少なくとも２つの媒体管路（２２）に配置されるように、前記液圧システムに接しておよび／または前記液圧システム内に配置可能または配置されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の液圧式のアクチュエータ装置（１０）。
6. 請求項１から５までのいずれか１項記載の液圧式のアクチュエータ装置（１０）と協働するための温度調節装置において、
   前記温度調節装置が、液圧式のアクチュエータ装置（１０）を備えた液圧システムに接しておよび／または前記液圧システム内に配置可能または配置されていて、少なくとも、
   少なくとも１つの電極（４４）を有していて、該電極（４４）を介して加熱電流が前記液圧システムの導電性の媒体（２０）内に導入可能であり、および／または
   少なくとも１つのコイルを有していて、該コイルを用いて時間的に変化する磁界（Ｂ）が、前記液圧システムの前記導電性の媒体（２０）内に作用可能である、
   温度調節装置。
7. 請求項１から５までのいずれか１項記載の液圧式のアクチュエータ装置（１０）と協働するためのセンサ装置において、
   前記センサ装置が、前記液圧式のアクチュエータ装置（１０）を備えた液圧システムに接しておよび／または前記液圧システム内に配置可能または配置されていて、
   少なくとも１つのセンサ電極装置（４０）を備えて構成されており；
   少なくとも１つの磁界発生装置を備えて構成されており、該磁界発生装置はそれぞれ、前記液圧システムの導電性の媒体（２０）と少なくとも１つの磁界（Ｂ）との相互作用に基づいて少なくとも１つの誘導電圧（Ｕ_{ｓｅｎｓｏｒ}）が少なくとも１つの前記センサ電極装置（４０）に作用可能となるように、少なくとも１つの磁界（Ｂ）が発生可能であるように、構成されており、
   評価装置（４２）を備えて構成されており、前記評価装置（４２）は、少なくとも１つの誘導電圧（Ｕ_{ｓｅｎｓｏｒ}）に関する少なくとも１つの前記電圧値（Ｕ_{ｓｅｎｓｏｒ}）読み取り、かつ少なくとも１つの読み取られた前記電圧値（Ｕ_{ｓｅｎｓｏｒ}）を考慮して前記導電性の媒体（２０）の流速（ｖ）に関する情報を確認しかつアウトプットするように設計されている、
   センサ装置。
8. 液圧システムにおいて、
   請求項１から５までのいずれか１項記載の少なくとも１つの液圧式のアクチュエータ装置（１０）と、
   前記液圧システム内に満たされた導電性の媒体（２０）と、
   を有する液圧システム。
9. 前記液圧システムが、前記導電性の媒体（２０）として、導電性の液体、導電性のガス、イオン液体、少なくとも１つの電解質、少なくとも１つのプラズマ、少なくとも１つの液体金属、ガリウム、リチウム、ナトリウム、水銀、液体金属合金、ガリウム−インジウム−錫合金および／またはナトリウム−カリウム合金で満たされている、
   請求項８記載の液圧システム。
10. 前記液圧システムが、液圧式の作業機械システム、ロボット、液圧式の建設機械システム、液圧式の農業機械システム、液圧式のリフティングシステム、液圧式のエレベータシステム、液圧式せり上げ台システム、液圧式のブレーキシステム、液圧式の伝動装置システム、液圧式のパワーステアリングシステム、液圧式の走行機構調整システム、液圧式のカブリオレ幌システム、液圧式の掘削機システム、液圧式のトラクタシステム、液圧式のフォークリフトシステム、液圧式のクレーンシステム、液圧式の林業機械システム、液圧式の重荷重搬送システム、液圧式の翼折り畳みシステム、液圧式のプレスシステム、液圧式の裁断システム、液圧式の折り曲げ機械システム、液圧式の研削機システム、液圧式の切削システム、液圧式のアクチュエータシステム、液圧式の圧延機システム、液圧支柱および／または液圧式の消防隊救命キットである、請求項８または９記載の液圧システム。
11. 導電性の媒体（２０）で満たされた液圧システムの少なくとも１つの部分体積（１４）内で圧力上昇を生ぜしめるための方法において、
    前記導電性の媒体（２０）の少なくとも部分量が少なくとも１つの電流および／または少なくとも１つの磁界（Ｂ）との相互作用に基づいて前記液圧システムの少なくとも１つの前記部分体積（１４）内に加速され、それによって前記液圧システムの少なくとも１つの前記部分体積（１４）内で圧力上昇が生ぜしめられるように、少なくとも１つの電流および／または少なくとも１つの磁界（Ｂ）を発生させるステップ（Ｓ１）を有している、導電性の媒体（２０）で満たされた液圧システムの少なくとも１つの部分体積（１４）内で圧力上昇を生ぜしめるための方法。
12. 媒体管路（２２）内の前記導電性の媒体（２０）の前記部分量が、生ぜしめられた電流および／または磁界（Ｂ）によって移動されかつ連続的に加速されるように、複数の電流および／または複数の磁界（Ｂ）を、前記液圧システムの前記媒体管路（２２）内で直列に並んで発生させる、請求項１１記載の方法。
13. 前記複数の電流および／または前記複数の磁界（Ｂ）を、前記液圧システムの互いに平行に延在する少なくとも２つの媒体管路（２２）内で、部分量としての前記導電性の媒体（２０）の個別体積（Ｖ_ｐｉｐｅ）が、少なくとも２つの前記媒体管路（２２）が開口する収集体積内の少なくとも２つの前記媒体管路（２２）内に全体積（Ｖ_{ｔｏｔａｌ}）として集合されるように、発生させる、請求項１１または１２記載の方法。
14. 液圧システム内の導電性の媒体（２０）を温度調節するための方法において：
    前記液圧システムの前記導電性の媒体（２０）内に少なくとも１つの電極（４４）を介して加熱電流を導入するステップ（Ｓ２）；および／または
    前記液圧システムの導電性の媒体（２０）内に少なくとも１つのコイルを用いて時間的に変化する磁界（Ｂ）を発生させるステップ、
    を有している、液圧システム内の導電性の媒体（２０）を温度調節するための方法。
15. 液圧システム内の導電性の媒体（２０）の流速（ｖ）に関する情報を算出するための方法において：
    少なくとも１つの磁界（Ｂ）を発生させ、それによって前記液圧システムの前記導電性の媒体（２０）と少なくとも１つの磁界（Ｂ）との相互作用に基づいて少なくとも１つのセンサ電極装置（４０）に少なくとも１つの誘導電圧（Ｕ_{ｓｅｎｓｏｒ}）を作用させるステップと；
    少なくとも１つの前記誘導電圧（Ｕ_{ｓｅｎｓｏｒ}）に関する少なくとも１つの電圧値（Ｕ_{ｓｅｎｓｏｒ}）を読み取るステップと、
    少なくとも１つの読み取られた前記電圧値（Ｕ_{ｓｅｎｓｏｒ}）を考慮して前記導電性の媒体（２０）の前記流速（ｖ）に関する情報を確認するステップと、
    を有している、液圧システム内の導電性の媒体（２０）の流速（ｖ）に関する情報を算出するための方法。

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