WO2019034300A1 - Hydraulische aktorvorrichtung und verfahren zum bewirken eines druckaufbaus in zumindest einem teilvolumen eines mit einem elektrisch-leitfähigen medium gefüllten hydraulischen systems - Google Patents

Hydraulische aktorvorrichtung und verfahren zum bewirken eines druckaufbaus in zumindest einem teilvolumen eines mit einem elektrisch-leitfähigen medium gefüllten hydraulischen systems Download PDF

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electrically conductive
conductive medium
hydraulic system
actuator
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Thomas Friedrich
Vaclav Kocourek
Rico Alf KLEIN
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a hydraulic actuator device for a filled with an electrically conductive medium hydraulic system. Likewise, the invention relates to a tempering device, a sensor device and a
  • the invention relates to a method for effecting a pressure build-up in at least a partial volume of a hydraulic system filled with an electrically conductive medium, a method for controlling an electrically conductive medium in a hydraulic system, and a method for determining information regarding a flow rate of a electrically conductive medium in one
  • the invention relates to a hydraulic actuator device for a filled with an electrically conductive medium hydraulic system having the features of claim 1, a temperature control device having the features of the claim 6, a sensor device with the features of claim 7, a
  • Hydraulic system with the features of claim 8, a method for effecting a pressure build-up in at least a partial volume of a filled with an electrically conductive medium hydraulic system with the
  • the present invention provides novel actuators for effecting pressure build-up in at least a partial volume of a hydraulic system which can replace conventional / existing motorized devices.
  • the principles of action of the novel actuators require no moving / moving elements / parts. This reduces the risk of damage to the novel actuators, increases their service life and reduces their space requirement and weight.
  • the novel actuators have better NVH (Noise Vibration Harshness) behavior.
  • the principle of action of the novel actuators enables a uniform volume flow, whereby a total volume and a flow rate of the volume flow can be reliably and easily metered even without the use of valves.
  • the present invention thus allows an advantageous operation of valveless hydraulic systems, which can dispense with the complex structure of conventional hydraulic systems due to their waiver of valves. Thus, a leakage risk is significantly reduced in the realized by means of the present invention valveless hydraulic systems.
  • the at least one actuator module comprises at least one electrode device and at least one magnetic device, and by means of the electrical current flow generated by the at least one electrode device and of the magnetic field caused at least one magnetic device is a Lorentz force on at least the subset of the electrically conductive medium so effected that at least the subset of the electrically conductive medium against a pressure buildup counteracting counterforce in the at least one sub-volume of the hydraulic system can be accelerated.
  • the hydraulic actuator device thus overcomes the counterforce
  • Electromagnetic-hydraulic base wherein the generated Lorentz force accelerates at least the subset of electrically conductive medium in the at least one sub-volume of the hydraulic system.
  • a total volume of the subset and an induced acceleration of the subset of the electrically conductive medium can be accurately determined by means of the generated electrical current flow and the magnetic field produced
  • the at least one actuator module comprises at least one coil means, and by means of the at least one coil means caused time-varying magnetic field is an induction force on at least the subset of the electrically conductive medium so effected that at least the subset of electrically conductive medium opposite to the Pressure build-up counteracting counterforce in the at least one sub-volume of the hydraulic system can be accelerated.
  • This embodiment of the hydraulic actuator device also has the advantages described in the preceding paragraph.
  • the hydraulic actuator device preferably comprises a plurality of actuator modules and can be arranged and / or arranged in and / or in the hydraulic system such that at least some of the actuator modules of the hydraulic actuator device arranged on and / or in the hydraulic system
  • the hydraulic actuator device can also comprise a plurality of actuator modules and can be arranged and arranged on and / or in the hydraulic system such that at least some of the actuator modules of the hydraulic actuator device arranged on and / or in the hydraulic system are connected to at least two parallel to each other extending
  • Partial volume of the hydraulic system can be used.
  • a hydraulic system with at least one corresponding hydraulic actuator device and the electrically conductive medium filled in the hydraulic system also provides the advantages described above.
  • the hydraulic system with an electrically conductive liquid, with an electrically conductive gas, with an ionic liquid, with at least one electrolyte, with at least one plasma, with at least one liquid metal, with gallium, with lithium, with sodium, with mercury be filled with a liquid metal alloy, with a gallium indium tin alloy and / or with a sodium-potassium alloy as the electrically conductive medium.
  • the examples of the electrically conductive medium described here are not conclusive.
  • the hydraulic system can be a hydraulic worker system, a robot, a hydraulic construction machinery system, a hydraulic
  • Land-based machine system a hydraulic load lifting system, a hydraulic lift system, a hydraulic lift system, a hydraulic Brake system, a hydraulic transmission system, a hydraulic
  • hydraulic convertible top system a hydraulic excavator system, a hydraulic tractor system, a hydraulic forklift system, a hydraulic crane system, a hydraulic forestry machine system, a hydraulic heavy-duty transport system, a hydraulic
  • Wing flap system a hydraulic press system, a hydraulic shear system, a hydraulic Abkantmaschinesystem, a hydraulic grinding machine system, a hydraulic chip system, a hydraulic actuator system, a hydraulic rolling mill system, a hydraulic punch and / or a hydraulic fire service rescue kit be.
  • the present invention is thus versatile.
  • a corresponding method of effecting pressure build-up in at least a partial volume of a hydraulic system filled with an electrically conductive medium also provides the advantages described above. It should be noted that the method according to the above-described embodiments of the hydraulic actuator device can be further developed. Likewise, the method for controlling the temperature of an electrically conductive medium in a hydraulic system is advantageous. Further, carrying out the method of inspecting an electrically conductive medium in a hydraulic system also provides advantages.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a first embodiment of the hydraulic actuator device, or of the hydraulic system equipped therewith;
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of a second embodiment of the hydraulic actuator device
  • FIG. 3 is a schematic representation of a third embodiment of the hydraulic actuator device
  • FIG. 4 shows a schematic illustration of a fourth embodiment of the hydraulic actuator device
  • FIG. 5 is a schematic representation of a fifth embodiment of the hydraulic actuator device
  • FIG. 6 is a schematic representation of a sixth embodiment of the hydraulic actuator device
  • FIG. 7 shows a coordinate system for explaining a seventh embodiment of the hydraulic actuator device
  • FIG. 8 shows a schematic illustration of an eighth embodiment of the hydraulic actuator device or of the hydraulic system equipped therewith;
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a first embodiment of the hydraulic actuator device or of the hydraulic system equipped therewith.
  • the hydraulic actuator device 10 shown schematically in FIG. 1 is designed for use in a hydraulic system filled with an electrically conductive medium.
  • the hydraulic system shown schematically in FIG. 1 is a hydraulic brake system for a vehicle / motor vehicle, wherein usability of the hydraulic brake system is not limited to a particular type of vehicle. It is noted, however, that a
  • the hydraulic system of Fig. 1 is not limited to this type of system.
  • the hydraulic system can also be, for example, a hydraulic work machine system, a robot, a hydraulic
  • Construction machinery system Construction machinery system, a hydraulic land machine system, a
  • Hydraulic lift system a hydraulic transmission system, a hydraulic power steering system, a hydraulic
  • Suspension control system a hydraulic convertible top system, a hydraulic excavator system, a hydraulic tractor system, a hydraulic forklift system, a hydraulic crane system, a hydraulic
  • the electrically-conductive medium is a medium with an electrical conductivity ⁇ greater than 1 S / m (Siemens by meters) or greater than 1 ( ⁇ ) 1 (reciprocal of ohmmeter) to understand.
  • the electrically conductive medium has an electrical conductivity ⁇ greater than 10 2 S / m, in particular an electrical conductivity ⁇ greater than 10 3 S / m, especially an electrical conductivity ⁇ greater than 10 4 S / m. (For a low electrical resistance of a current flow through the electrically conductive medium, a high electrical conductivity ⁇ is advantageous.)
  • the electrically conductive medium may be present as an electrically conductive liquid and / or as an electrically conductive gas in the hydraulic system.
  • an ionic liquid for example, that is electrically conductive medium, an ionic liquid, at least one electrolyte, at least one plasma, at least one liquid metal (such as gallium, lithium, sodium, mercury) and / or a liquid metal alloy (such as a sodium-potassium alloy).
  • a liquid metal such as gallium, lithium, sodium, mercury
  • a liquid metal alloy such as a sodium-potassium alloy.
  • the hydraulic system with a gallium indium-tin alloy ( ⁇ 10 6 S / m) than the electrically conductive
  • a gallium indium tin alloy is non-toxic.
  • a gallium-indium-tin alloy is already liquid from a temperature of about -20 ° C (at atmospheric pressure) and by means of an easily executable
  • Heating technology can be heated from a lower temperature to -20 ° C or higher without risk
  • the hydraulic actuator device 10 can be arranged / arranged on and / or in the hydraulic system.
  • the hydraulic actuator device comprises at least one actuator module 12, which is designed such that at least a subset of the electrically conductive medium due to its
  • Hydraulic system is accelerated. In this way, at least the accelerated subset of the electrically conductive medium of a
  • a pressure build-up / a pressure increase in the at least one partial volume 14 of the hydraulic system can be effected.
  • hydraulic actuator device 10 also a "flow" can be triggered.
  • the hydraulic actuator device 10 may also be referred to as an electromechanical-hydraulic actuator device 10. Examples of a possible mode of action of the hydraulic actuator device 10 will be discussed in more detail below. Only by way of example only an actuator module 12 of the hydraulic actuator device 10 is illustrated pictorially in FIG. It is, however, on it indicated that the hydraulic actuator device 10 also several
  • Actuator modules 12 may have, with examples of a “series arrangement” and / or “parallel arrangement” of the actuator modules 12 will be explained below.
  • the transfer of the accelerated subset of the electrically conductive medium occurs without the use of a moving / moving member / member (such as a pump piston or plunger). Instead, the transfer of the accelerated subset of electrically conductive medium exclusively by means of its (electrical, magnetic and / or electromagnetic) interaction with the at least one electrical
  • conventional actuators with a movable / moving element part
  • a quantity specification of the accelerated portion of the electrically-conductive medium and a predetermined target speed to which the accelerated portion of the electrically-conductive medium is to accelerate are reliably maintained.
  • An equipment of trained as a hydraulic brake system hydraulic system with at least one valve (for volume control) is therefore not necessary. This can be dispensed with training on a long and complex control chain on the hydraulic system.
  • FIG. 1 Another advantage of the hydraulic braking system shown in Fig. 1 is the use of the electrically conductive medium (as a transfer medium) instead of a conventional brake fluid.
  • Brake fluids have strong temperature-dependent properties, in particular a strong temperature-dependent viscosity, while the Viscosities of the above-enumerated examples of the electrically-conductive medium are not hardly temperature-dependent. Unlike traditional ones
  • Brake fluids with significant outgassing behavior i.e., evaporation of water at higher temperatures
  • Brake fluids with significant outgassing behavior i.e., evaporation of water at higher temperatures
  • Fig. 2 shows a schematic representation of a second embodiment of the hydraulic actuator device.
  • Actuator 10 only one actuator module 12 is shown by way of example only. However, the hydraulic actuator device 10 may also have a plurality of actuator modules 12 with the features mentioned below.
  • the actuator module 12 has an electrode device 18 (with at least two electrodes 18a and 18b), by means of which the electrical current flow with a current intensity I (or a current density j) can be effected by the electrically conductive medium 20.
  • the at least two electrodes 18a and 18b by means of which the electrical current flow with a current intensity I (or a current density j) can be effected by the electrically conductive medium 20.
  • the at least two electrode device 18 with at least two electrodes 18a and 18b
  • Electrodes 18a and 18b of the electrode device 18 are located on opposite sides of a filled with the electrically conductive medium 20 medium line 22 of the equipped with the hydraulic actuator device 10 hydraulic system.
  • equation (equation 1) For the current density j of the current flow, according to the (simplified) equation (equation 1):
  • Medium line 22 and w are a perpendicular to the current flow oriented width of a flowed through by the current flow portion of the medium line 22.
  • the actuator module 12 comprises a magnetic device 24 (with, for example, two permanent magnets 24a and 24b and / or at least one power supply / energized coil), by means of which a magnetic field B of the actuator module 12 is effected / is effected.
  • the magnetic field B may be, for example, a time constant magnetic field B.
  • the magnetic field B of the actuator module 12 generated by the magnetic device 24 is aligned with the flow of current in that a Lorentz force FL is effected on at least the accelerated subset of the electrically conductive medium 20, by means of which at least the subset of the electrically conductive medium 20 (counter to that of FIG
  • Partial volume of the hydraulic system is accelerated / accelerated.
  • the effected Lorentz force FL accelerates at least the subset of the electrically conductive medium 20 and generates a pressure build-up in the at least one (not shown) sub-volume 14 of the hydraulic system. If the current flow / its current density j is oriented perpendicular to the magnetic field B, the Lorentz force FL equation (equation 2) applies to a Lorentz force density fL with:
  • the Lorentz force FL thus results from an integration of the
  • FIG 3 shows a schematic illustration of a third embodiment of the hydraulic actuator device.
  • the actuator module 12 of the hydraulic actuator device 10 of FIG. 3 comprises at least one
  • Coil device / coil 26 By means of the time-varying magnetic field B caused by the at least one energized coil device 26, a so-called “induction force” Fi (often referred to as Lorentz force) is applied to at least the subset of the electrically-conductive medium 20 (by means of an inductive power supply / power generation in the electrically conductive medium 20) so effected that at least the subset of the electrically conductive medium 20 is against the pressure buildup counteracting opposing force in the at least one sub-volume of the hydraulic system can be accelerated / accelerated.
  • induction force often referred to as Lorentz force
  • a current flow with a current density j in the electrically conductive medium 20 (due to the magnetic induction law) can be generated become.
  • a plurality of coil devices / coils 26 can be positioned along the medium line 22 and driven with different phases, so that a so-called “magnetic traveling field” occurs as time-varying magnetic field B of the actuator module 12.
  • the time-varying magnetic field B (FIG. as a "magnetic traveling field”) also by at least one moving
  • Fig. 3 Also reproduced by means of Fig. 3 principle allows accurate "dosage" of the induction force Fi only by driving the at least one coil means 26 and thus causes the same advantages as the operating principle of Fig. 2.
  • the principle of Fig. 3 requires no direct Contact with the electrically-conductive medium 20 and is therefore
  • Moving / Moving Element Part is an operation of the above-described hydraulic actuator devices 10 also not associated with a (mechanical) wear.
  • Actuator devices 10 thus also have a comparatively high degree of robustness.
  • a risk of damage / wear of the hydraulic actuator devices 10 described above is significantly lower than that of conventional actuators (with a moving / moving element part, such as pumps and plunger devices).
  • the hydraulic actuator devices 10 described above additionally allow high accuracy and good uniformity in effecting the desired pressure build-up.
  • FIG. 4 shows a schematic illustration of a fourth embodiment of the hydraulic actuator device.
  • the hydraulic actuator device 10 shown diagrammatically in FIG. 4 has n / several actuator modules 12.
  • the hydraulic actuator device 10 can be arranged and / or arranged in the hydraulic system such that at least some of the n actuator modules 12 are connected to and / or in the hydraulic system System arranged hydraulic actuator device 10 are sequentially arranged on a single medium line 22 of the hydraulic system.
  • the n actuator modules 12 are connected in series. In this way, a "series arrangement" or “series connection” of n actuator modules 12 is realized.
  • a pressure p of about 100 bar in a wheel brake cylinder is sufficient for effecting a significant brake torque on at least one adjacent / associated rotating wheel. Due to the small dimensions / sizes of the individual actuator modules 12, a hydraulic actuator device 10 equipped with a high number n of actuator modules 12 is easy and with a compact design feasible.
  • the medium line 22 shown in FIG. 4 is meander-shaped and the n actuator modules 12 are connected in series. Two arranged on opposite sides of the medium line 22
  • Permanent magnets 24a and 24b are sufficient for all n actuator modules 12. (However, it is also possible for a plurality of (smaller) permanent magnets 24a and 24b to be used.) This can also be described as a meander-shaped
  • Fig. 5 shows a schematic representation of a fifth embodiment of the hydraulic actuator device.
  • the medium line 22 shown in Fig. 5 is formed in a "helical shape.”
  • the n actuator modules 12 of the hydraulic actuator device 10 are connected in series, not more than the two on opposite sides of
  • FIG. 6 shows a schematic illustration of a sixth embodiment of the hydraulic actuator device.
  • the medium conduit 22 is a conduit (a so-called "fluid coil”) wound around a core 28, which is framed by a cylinder-jacket-shaped permanent magnet 30. The n actuator modules 12 of the hydraulic one arranged on the medium conduit 22
  • Actuator device 10 are connected in series. This can also be described as an "SD spiral row arrangement” or “3D spiral series connection” of the actuator modules 12.
  • the core 28 is preferably made of a ferromagnetic material, such as with a permeability ⁇ ⁇ > 1.
  • the core 28 may in particular be an iron core.
  • a permanent magnet (together with the cylinder jacket-shaped permanent magnet 30) can also be used as core 28.
  • the cylinder jacket-shaped permanent magnet 30 instead of the cylinder jacket-shaped
  • Permanent magnets 30 a cylinder jacket made of a ferromagnetic material, preferably with a permeability ⁇ ⁇ > 1 together with a permanent magnet used as a core 28.
  • 7 shows a coordinate system for explaining a seventh embodiment of the hydraulic actuator device, wherein an abscissa is a time axis t and an ordinate indicates a pressure p which can be effected by means of the hydraulic actuator device.
  • a pressure buildup characteristic k with a slope ⁇ during a pressure buildup time interval At and a maximum amplitude A ma x after the pressure buildup time interval At.
  • the maximum amplitude A ma x is by means of an increase of a number n of in one
  • the hydraulic actuator device 10 comprising a plurality of actuator modules 12 can be arranged and / or arranged in the hydraulic system in such a way that at least some of the
  • Actuator modules 12 arranged on and / or in the hydraulic system hydraulic actuator device 10 are arranged on m parallel to each other medium lines 22 of the hydraulic system, where m is at least 2. For a total volume V to tai accelerated from all the m medium lines 22, (Eq.
  • FIG. 8 shows a schematic illustration of an eighth embodiment of the hydraulic actuator device or of the hydraulic system equipped therewith.
  • the drawn in Fig. 8 hydraulic actuator device 10 cooperates with a hydraulic amplifier 32.
  • the hydraulic booster 32 has a piston 38 which is adjustably arranged between a first volume 34 and a second volume 36 and which delimits the first volume 34 with a first effective area Ai and the second volume 36 with a second effective area A2 smaller than the first effective area Ai. (A part of the hydraulic system connected to the second volume 36 may communicate with another medium be filled as the electrically conductive medium 20.)
  • An amplification factor k thus results according to equation (equation 7) with:
  • a pressure p or p to tai effected by means of the hydraulic actuator device 10 can be increased in an intensifier pressure pi ncr
  • Equation (equation 8) or (equation 9) with:
  • the hydraulic booster 32 thus increases flexibility in designing the hydraulic system. In this way, even a relatively high pressure Pincr, such as a pressure pi ncr above 100 bar, are effected in the at least one partial volume 14.
  • Fig. 9 shows a schematic representation of an embodiment of
  • the sensor device shown schematically in FIG. 9 can interact with each of the hydraulic actuator devices 10 described above.
  • the sensor device can also be arranged / arranged on and / or in any hydraulic system explained above.
  • the sensor device comprises at least one sensor electrode device 40 (preferably at least one electrode pair) and at least one magnetic field generating device (such as at least one permanent magnet and / or at least one energizable coil), which is in each case designed such that at least one magnetic field B can be generated / generated , Due to an interaction of the electrically conductive medium 20 of the hydraulic system with the at least one magnetic field B, at least one induction voltage Usensor is applied to the at least one sensor electrode device 40
  • the sensor device also has an evaluation device 42, which is designed to tap at least one voltage magnitude Usensor with respect to the at least one applied induction voltage Usensor, and below
  • the information can be, for example, the (average) flow velocity v (or the mean
  • the induction voltage Usensor correlates with the (average) flow velocity v, or with the
  • Evaluation device 42 of the sensor device is executable.
  • the temperature control device shown schematically in FIG. 10 can also be used with any of the hydraulic actuator devices 10 described above
  • the temperature control device can be used for temperature control (temperature maintenance) and / or for heating the electrically conductive medium 20.
  • 10 comprises at least one electrode 44 (preferably at least one electrode pair), via which a heating current in the electrically conductive medium of the hydraulic system can be introduced, whereby heat in the electrically conductive medium 20 is generated and its solidification can be prevented ,
  • the tempering thus works on the principle of electrical resistance heating by direct
  • the temperature control and / or heating principle described here can also be carried out by means of some of the hydraulic actuator devices 10 described above by using at least one electrode 18a and 18b as the at least one electrode 44.
  • the tempering device may also comprise at least one coil, by means of which a temporally varying magnetic field B is effected in the conductive medium 20 of the hydraulic system is effected.
  • This tempering and / or heating principle can also be carried out by means of some of the hydraulic actuator devices 10 described above by using the at least one coil device 26 as a "tempering and / or heating coil.” This also makes it possible to use the principle of inductive heating.
  • 11 is a flowchart for explaining an embodiment of the method for effecting pressure build-up in at least a partial volume of a hydraulic system filled with an electrically conductive medium.
  • a method step S1 at least one electrical current flow and / or at least one magnetic field are generated in such a way that at least a subset of the electrically conductive medium due to its interaction with the at least one electric current flow and / or the at least one magnetic field in the at least one sub-volume of the hydraulic System is accelerated, whereby the pressure build-up in the at least a partial volume of the hydraulic system is effected.
  • Examples of the electrically conductive medium and effecting the thus interacting current flows / magnetic fields of suitable devices are listed above.
  • a plurality of electrical current flows and / or a plurality of magnetic fields can be generated in series in a medium line of the hydraulic system so that the subset of the electrically conductive medium in the medium line is transferred and accelerated continuously by the generated electrical current flows and / or magnetic fields.
  • a plurality of electrical current flows and / or a plurality of magnetic fields in at least two mutually parallel medium lines of the hydraulic system can be generated so that as a subset of individual volumes of the electrically conductive medium in the at least two medium lines in a collection volume at which the at least two medium lines open, as a total volume
  • step S1 a flow can also be triggered.
  • a method step S2 may also be carried out in which the electrically conductive medium in the hydraulic system is heated (or heated) by introducing a heating current into the electrically conductive medium of the hydraulic system at least one electrode is initiated.
  • the tempering and / or heating of the electrically conductive medium can also be effected by generating a temporally varying magnetic field in the conductive medium of the hydraulic system by means of at least one coil.
  • Flow rate of the electrically-conductive medium in the hydraulic system are performed.
  • at least one magnetic field is generated such that, due to an interaction of the electrically conductive medium of the hydraulic system with the at least one magnetic field, at least one induction voltage is effected on at least one sensor electrode device.
  • At least one voltage magnitude with respect to the at least one Induction voltage is tapped, and taking into account the at least one tapped voltage magnitude, the information regarding the flow rate of the electrically-conductive medium is set.
  • a resulting pressure build-up dynamics can be derived.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Aktorvorrichtung (10) für ein mit einem elektrisch-leitfähigen Medium (20) gefülltes hydraulisches System, wobei die hydraulische Aktorvorrichtung (10) an und/oder in dem hydraulischen System anordbar oder angeordnet ist, und mindestens ein Aktormodul (12) umfasst, welches jeweils so ausgebildet ist, dass zumindest eine Teilmenge des elektrisch-leitfähigen Mediums (20) aufgrund seiner Wechselwirkung mit einem mittels des jeweiligen Aktormoduls (12) erzeugten elektrischen Stromfluss und/oder mit einem mittels des jeweiligen Aktormoduls (12) bewirkten magnetischen Feld (B) in zumindest ein Teilvolumen (14) des hydraulischen Systems beschleunigbar ist, wodurch ein Druckaufbau in dem zumindest einen Teilvolumen (14) des hydraulischen Systems bewirkbar ist. Ebenso betrifft die Erfindung eine Temperiervorrichtung, eine Sensorvorrichtung und ein hydraulisches System. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Bewirken eines Druckaufbaus in zumindest einem Teilvolumen eines mit einem elektrisch-leitfähigen Medium gefüllten hydraulischen Systems, ein Verfahren zum Temperieren eines elektrisch-leitfähigen Mediums in einem hydraulischen System und ein Verfahren zum Ermitteln einer Information bezüglich einer Fließgeschwindigkeit eines elektrisch-leitfähigen Mediums in einem hydraulischen System.

Description

Beschreibung
Titel
Hydraulische Aktorvorrichtung und Verfahren zum Bewirken eines Druckaufbaus in zumindest einem Teilvolumen eines mit einem elektrisch-leitfähigen Medium gefüllten hydraulischen Systems
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Aktorvorrichtung für ein mit einem elektrisch-leitfähigen Medium gefülltes hydraulisches System. Ebenso betrifft die Erfindung eine Temperiervorrichtung, eine Sensorvorrichtung und ein
hydraulisches System. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Bewirken eines Druckaufbaus in zumindest einem Teilvolumen eines mit einem elektrisch-leitfähigen Medium gefüllten hydraulischen Systems, ein Verfahren zum Temperieren eines elektrisch-leitfähigen Mediums in einem hydraulischen System und ein Verfahren zum Ermitteln einer Information bezüglich einer Fließgeschwindigkeit eines elektrisch-leitfähigen Mediums in einem
hydraulischen System.
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, einen Druckaufbau in zumindest einem Teilvolumen eines hydraulischen Systems zu bewirken, indem mittels mindestens einer motorisierten Vorrichtung, wie beispielsweise mindestens einer Pumpe und/oder mindestens einer Plungervorrichtung, ein Medium in das zumindest eine Teilvolumen gepumpt und/oder gedrückt wird.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Aktorvorrichtung für ein mit einem elektrisch-leitfähigen Medium gefülltes hydraulisches System mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Temperiervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 6, eine Sensorvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 7, ein
hydraulisches System mit den Merkmalen des Anspruchs 8, ein Verfahren zum Bewirken eines Druckaufbaus in zumindest einem Teilvolumen eines mit einem elektrisch-leitfähigen Medium gefüllten hydraulischen Systems mit den
Merkmalen des Anspruchs 11, ein Verfahren zum Temperieren eines elektrisch- leitfähigen Mediums in einem hydraulischen System mit den Merkmalen des Anspruchs 14 und ein Verfahren zum Ermitteln einer Information bezüglich einer Fließgeschwindigkeit eines elektrisch-leitfähigen Mediums in einem
hydraulischen System mit den Merkmalen des Anspruchs 15.
Vorteile der Erfindung
Die vorliegende Erfindung schafft neuartige Aktoren zum Bewirken eines Druckaufbaus in zumindest einem Teilvolumen eines hydraulischen Systems, welche herkömmliche/ bestehende motorisierte Vorrichtungen ersetzen können. Im Gegensatz zu den herkömmlichen/bestehenden motorisierten Vorrichtungen erfordern die Wirkprinzipien der neuartigen Aktoren keine beweglichen/bewegten Elemente/Teile. Dies verringert ein Beschädigungsrisiko der neuartigen Aktoren, steigert deren Lebensdauer und verringert deren Bauraumbedarf und Gewicht. Es wird auch darauf hingewiesen, dass die neuartigen Aktoren aufgrund ihrer Ausbildung ohne ein bewegliches/bewegtes Element/Teil ein besseres NVH- Verhalten (Noise Vibration Harshness) haben. Zusätzlich ermöglicht das Wirkprinzip der neuartigen Aktoren einen gleichmäßigen Volumenstrom, wobei sich ein Gesamt-Volumen und eine Fließgeschwindigkeit des Volumenstroms auch ohne eine Verwendung von Ventilen verlässlich und leicht dosieren lassen. Die vorliegende Erfindung ermöglicht damit einen vorteilhaften Betrieb von ventillosen hydraulischen Systemen, welche aufgrund ihres Verzichts auf Ventile auf den komplexen Aufbau herkömmlicher Hydrauliksysteme verzichten können. Damit ist auch ein Leckage- Risiko bei den mittels der vorliegenden Erfindung realisierten ventillosen hydraulischen Systemen deutlich reduziert.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der hydraulischen Aktorvorrichtung umfasst das mindestens eine Aktormodul mindestens eine Elektrodeneinrichtung und mindestens eine Magneteinrichtung, und mittels des von der mindestens einen Elektrodeneinrichtung erzeugten elektrischen Stromflusses und des von der mindestens einen Magneteinrichtung bewirkten magnetischen Felds ist eine Lorentzkraft auf zumindest die Teilmenge des elektrisch-leitfähigen Mediums so bewirkbar, dass zumindest die Teilmenge des elektrisch-leitfähigen Mediums entgegen einer dem Druckaufbau entgegen wirkenden Gegenkraft in das zumindest eine Teilvolumen des hydraulischen Systems beschleunigbar ist. Die hydraulische Aktorvorrichtung überwindet somit die Gegenkraft auf
elektromagnetisch-hydraulischer Basis, wobei die erzeugte Lorentzkraft zumindest die Teilmenge des elektrisch-leitfähigen Mediums in das zumindest eine Teilvolumen des hydraulischen Systems beschleunigt. Ein Gesamtvolumen der Teilmenge und eine bewirkte Beschleunigung der Teilmenge des elektrisch- leitfähigen Mediums sind mittels des erzeugten elektrischen Stromflusses und des bewirkten magnetischen Felds genau festlegbar, wodurch
herkömmlicherweise benötigte Ventile einsparbar sind.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der hydraulischen
Aktorvorrichtung umfasst das mindestens eine Aktormodul mindestens eine Spuleneinrichtung, und mittels des von der mindestens einen Spuleneinrichtung bewirkten zeitlich variierenden magnetischen Felds ist eine Induktionskraft auf zumindest die Teilmenge des elektrisch-leitfähigen Mediums so bewirkbar, dass zumindest die Teilmenge des elektrisch-leitfähigen Mediums entgegen der dem Druckaufbau entgegen wirkenden Gegenkraft in das zumindest eine Teilvolumen des hydraulischen Systems beschleunigbar ist. Auch diese Ausführungsform der hydraulischen Aktorvorrichtung bewirkt die in dem vorausgehenden Absatz beschriebenen Vorteile.
Vorzugsweise umfasst die hydraulische Aktorvorrichtung mehrere Aktormodule und ist derart an und/oder in dem hydraulischen System anordbar oder angeordnet, dass zumindest einige der Aktormodule der an und/oder in dem hydraulischen System angeordneten hydraulischen Aktorvorrichtung
nacheinander an einer Mediumleitung des hydraulischen Systems angeordnet sind. Mittels einer derartigen„Reihenanordnung" oder„Reihenschaltung" von Aktormodulen kann eine vergleichsweise große Beschleunigung der
beschleunigten Teilmenge des elektrisch-leitfähigen Mediums erreicht werden. Mittels der„Reihenanordnung" oder„Reihenschaltung" können somit auch eine große Kraft/ein hoher Druck erreicht werden. Als Alternative oder als Ergänzung kann die hydraulische Aktorvorrichtung auch mehrere Aktormodule umfassen und derart an und/oder in dem hydraulischen System anordbar oder angeordnet sein, dass zumindest einige der Aktormodule der an und/oder in dem hydraulischen System angeordneten hydraulischen Aktorvorrichtung an mindestens zwei parallel zueinander verlaufenden
Mediumleitungen des hydraulischen Systems angeordnet sind. Mittels der hier beschriebenen„Parallelanordnung" oder„Parallelschaltung" der Aktormodule kann ein Gesamtvolumen der beschleunigten Teilmenge des elektrisch- leitfähigen Mediums gesteigert werden. Auch dieses Wirkprinzip kann zum Bewirken eines relativ schnellen Druckaufbaus in dem zumindest einen
Teilvolumen des hydraulischen Systems genutzt werden.
Vorteilhaft sind auch eine Temperiervorrichtung zum Zusammenwirken mit der vorausgehend beschriebenen hydraulischen Aktorvorrichtung und eine
Sensorvorrichtung zum Zusammenwirken mit der hydraulischen
Aktorvorrichtung.
Auch ein hydraulisches System mit mindestens einer entsprechenden hydraulischen Aktorvorrichtung und dem in das hydraulische System gefüllten elektrisch-leitfähigen Medium schafft die oben beschriebenen Vorteile.
Beispielsweise kann das hydraulische System mit einer elektrisch-leitfähigen Flüssigkeit, mit einem elektrisch-leitfähigen Gas, mit einer ionischen Flüssigkeit, mit mindestens einem Elektrolyt, mit mindestens einem Plasma, mit mindestens einem Flüssigmetall, mit Gallium, mit Lithium, mit Natrium, mit Quecksilber, mit einer Flüssigmetalllegierung, mit einer Gallium-Indium-Zinn-Legierung und/oder mit einer Natrium- Kalium-Legierung als dem elektrisch-leitfähigen Medium gefüllt sein. Die hier beschriebenen Beispiele für das elektrisch-leitfähige Medium sind jedoch nicht abschließend zu werten.
Das hydraulische System kann ein hydraulisches Arbeitsmaschinensystem, ein Roboter, ein hydraulisches Baumaschinensystem, ein hydraulisches
Landmaschinensystem, ein hydraulisches Lasthebesystem, ein hydraulisches Aufzugssystem, ein hydraulisches Hebebühnensystem, ein hydraulisches Bremssystem, ein hydraulisches Getriebesystem, ein hydraulisches
Servolenksystem, ein hydraulisches Fahrwerkregelungssystem, ein
hydraulisches Cabrioverdeck-System, ein hydraulisches Baggersystem, ein hydraulisches Traktorsystem, ein hydraulisches Gabelstaplersystem, ein hydraulisches Kransystem, ein hydraulisches Forstmaschinensystem, ein hydraulisches Schwerlasttransportsystem, ein hydraulisches
Flügelklappensystem, ein hydraulisches Presssystem, ein hydraulisches Scherensystem, ein hydraulisches Abkantmaschinesystem, ein hydraulisches Schleifmaschinensystem, ein hydraulisches Spansystem, ein hydraulisches Stellantriebssystem, ein hydraulisches Walzwerksystem, ein Hydraulikstempel und/oder ein hydraulischer Feuerwehr- Rettungssatz sein. Die vorliegende Erfindung ist somit vielseitig einsetzbar.
Zusätzlich bewirkt auch ein korrespondierendes Verfahren zum Bewirken eines Druckaufbaus in zumindest einem Teilvolumen eines mit einem elektrisch- leitfähigen Medium gefüllten hydraulischen Systems die oben beschriebenen Vorteile. Es wird darauf hingewiesen, dass das Verfahren gemäß den oben erläuterten Ausführungsformen der hydraulischen Aktorvorrichtung weiterbildbar ist. Ebenso ist das Verfahren zum Temperieren eines elektrisch-leitfähigen Mediums in einem hydraulischen System vorteilhaft. Des Weiteren bewirkt auch ein Ausführen des Verfahrens zum Untersuchen eines elektrisch-leitfähigen Mediums in einem hydraulischen System Vorteile.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der hydraulischen Aktorvorrichtung, bzw. des damit ausgestatteten hydraulischen Systems;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der hydraulischen Aktorvorrichtung; Fig. 3 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform der hydraulischen Aktorvorrichtung;
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform des hydraulischen Aktorvorrichtung;
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform der hydraulischen Aktorvorrichtung;
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer sechsten Ausführungsform der hydraulischen Aktorvorrichtung;
Fig. 7 ein Koordinatensystem zum Erläutern einer siebten Ausführungsform der hydraulischen Aktorvorrichtung;
Fig. 8 eine schematische Darstellung einer achten Ausführungsform der hydraulischen Aktorvorrichtung, bzw. des damit ausgestatteten hydraulischen Systems;
Fig. 9 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der
Sensorvorrichtung;
Fig. 10 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der
Temperiervorrichtung; und
Fig. 11 ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Ausführungsform des
Verfahrens zum Bewirken eines Druckaufbaus in zumindest einem Teilvolumen eines mit einem elektrisch-leitfähigen Medium gefüllten hydraulischen Systems.
Ausführungsformen der Erfindung
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der hydraulischen Aktorvorrichtung, bzw. des damit ausgestatteten hydraulischen Systems. Die in Fig. 1 schematisch dargestellte hydraulische Aktorvorrichtung 10 ist für eine Verwendung in einem mit einem elektrisch-leitfähigen Medium gefüllten hydraulischen System ausgebildet. Lediglich beispielhaft ist das in Fig. 1 schematisch dargestellte hydraulische System ein hydraulisches Bremssystem für ein Fahrzeug/Kraftfahrzeug, wobei eine Verwendbarkeit des hydraulischen Bremssystems nicht auf einen bestimmten Fahrzeugtyp/Kraftfahrzeugtyp beschränkt ist. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass eine
Ausbildbarkeit Nutzbarkeit des hydraulischen Systems der Fig. 1 nicht auf diesen Systemtyp limitiert ist. Das hydraulische System kann beispielsweise auch ein hydraulisches Arbeitsmaschinensystem, ein Roboter, ein hydraulisches
Baumaschinensystem, ein hydraulisches Landmaschinensystem, ein
hydraulisches Lasthebesystem, ein hydraulisches Aufzugsystem, ein
hydraulisches Hebebühnensystem, ein hydraulisches Getriebesystem, ein hydraulisches Servolenkungssystem, ein hydraulisches
Fahrwerkregelungssystem, ein hydraulisches Cabrioverdeck-System, ein hydraulisches Baggersystem, ein hydraulisches Traktorsystem, ein hydraulisches Gabelstaplersystem, ein hydraulisches Kransystem, ein hydraulisches
Forstmaschinensystem, ein hydraulisches Schwerlasttransportsystem, ein hydraulisches Flügelklappensystem, ein hydraulisches Presssystem, ein hydraulisches Scherensystem, ein hydraulisches Abkantmaschinensystem, ein hydraulisches Schleifmaschinensystem, ein hydraulisches Spansystem, ein hydraulisches Stellantriebsystem, ein hydraulisches Walzwerksystem, ein Hydraulikstempel und/oder ein hydraulischer Feuerwehr- Rettungssatz sein.
Unter dem elektrisch-leitfähigen Medium ist ein Medium mit einer elektrischen Leitfähigkeit σ größer als 1 S/m (Siemens durch Meter) oder größer als 1 (ΩΓΠ) 1 (Kehrwert von Ohmmeter) zu verstehen. Vorzugsweise hat das elektrisch- leitfähigen Medium eine elektrische Leitfähigkeit σ größer als 102 S/m, insbesondere eine elektrische Leitfähigkeit σ größer als 103 S/m, speziell eine elektrische Leitfähigkeit σ größer als 104 S/m. (Für einen geringen elektrischen Widerstand eines Stromflusses durch das elektrisch-leitfähige Medium ist eine hohe elektrische Leitfähigkeit σ vorteilhaft.) Das elektrisch-leitfähigen Medium kann als eine elektrisch-leitfähige Flüssigkeit und/oder als ein elektrisch- leitfähiges Gas in dem hydraulischen System vorliegen. Beispielsweise ist das elektrisch-leitfähigen Medium eine ionische Flüssigkeit, mindestens ein Elektrolyt, mindestens ein Plasma, mindestens ein Flüssigmetall (wie z.B. Gallium, Lithium, Natrium, Quecksilber) und/oder eine Flüssigmetalllegierung (wie z.B. eine Natrium-Kalium-Legierung). Vorzugsweise ist das hydraulische System mit einer Gallium-Indium-Zinn-Legierung (σ = 106 S/m) als dem elektrisch-leitfähigen
Medium gefüllt. Eine Gallium-Indium-Zinn-Legierung ist ungiftig. Außerdem ist eine Gallium-Indium-Zinn-Legierung bereits ab einer Temperatur von etwa -20°C (bei Atmosphärendruck) flüssig und mittels einer einfach ausführbaren
Heiztechnologie von einer tieferen Temperatur auf -20°C oder höher risikolos aufheizbar
Die hydraulische Aktorvorrichtung 10 ist an und/oder in dem hydraulischen System anordbar/angeordnet. Die hydraulische Aktorvorrichtung umfasst mindestens ein Aktormodul 12, welches jeweils so ausgebildet ist, dass zumindest eine Teilmenge des elektrisch-leitfähigen Mediums aufgrund seiner
Wechselwirkung mit einem mittels des jeweiligen Aktormoduls 12 erzeugten elektrischen Stromfluss und/oder mit einem mittels des jeweiligen Aktormoduls 12 bewirkten magnetischen Feld in zumindest ein Teilvolumen 14 des
hydraulischen Systems beschleunigbar ist. Auf diese Weise ist zumindest die beschleunigte Teilmenge des elektrisch-leitfähigen Mediums aus einem
Reservoir 16 in das zumindest eine Teilvolumen 14, wie beispielsweise mindestens einen Radbremszylinder 14, transferierbar. Mittels der hydraulischen Aktorvorrichtung 10 ist deshalb ein Druckaufbau/eine Drucksteigerung in dem zumindest einen Teilvolumen 14 des hydraulischen Systems bewirkbar.
Beispielsweise kann mittels des Druckaufbaus/der Drucksteigerung in dem zumindest einen als Radbremszylinder 14 ausgebildeten Teilvolumen 14 des hydraulischen Systems/Bremssystems ein Bremsmoment auf mindestens ein rotierendes Rad ausgeübt werden. Selbstverständlich ist mittels der
hydraulischen Aktorvorrichtung 10 auch ein„Durchfluss" auslösbar.
Die hydraulische Aktorvorrichtung 10 kann auch als eine elektromechanisch- hydraulische Aktorvorrichtung 10 bezeichnet werden. Auf Beispiele für ein mögliches Wirkprinzip der hydraulischen Aktorvorrichtung 10 wird unten noch genauer eingegangen. Lediglich beispielhaft ist in Fig. 1 nur ein Aktormodul 12 der hydraulischen Aktorvorrichtung 10 bildhaft dargestellt. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die hydraulische Aktorvorrichtung 10 auch mehrere
Aktormodule 12 aufweisen kann, wobei Beispiele für eine„Serienanordnung" und/oder„Parallelanordnung" der Aktormodule 12 unten noch erläutert werden.
Der Transfer der beschleunigten Teilmenge des elektrisch-leitfähigen Mediums erfolgt ohne eine Nutzung eines beweglichen/bewegten Elements/Teils (wie beispielsweise einen Pumpenkolben oder einen Plunger). Stattdessen wird der Transfer der beschleunigten Teilmenge des elektrisch-leitfähigen Mediums ausschließlich mittels seiner (elektrischen, magnetischen und/oder elektromagnetischen) Wechselwirkung mit dem mindestens einen elektrischen
Stromfluss des mindestens einen Aktormoduls 12 und/oder mit dem mindestens einen magnetischen Feld des mindestens einen Aktormoduls 12 bewirkt. Wie unten genauer erläutert wird, kann diese Wechselwirkung leicht und verlässlich „dosiert" werden. Im Gegensatz zu herkömmlichen Aktoren (mit einem beweglichen/bewegten Elemenl Teil, wie beispielsweise herkömmlichen Pumpen und Plungervorrichtungen) hat die hydraulische Aktorvorrichtung 10 deshalb eine höhere Dynamik und eine„Umkehrbarkeit ihrer Wirkung", d.h. eine
Umkehrbarkeit des in Fig. 1 bildlich dargestellten Volumenstroms aus dem Reservoir 16 in das zumindest eine Teilvolumen 14 in einen Volumenstrom aus dem zumindest einen Teilvolumen 14 in das Reservoir 16. Im Gegensatz zu herkömmlichen Aktoren (mit einem beweglichen/bewegten Element Teil) können außerdem mittels der hydraulischen Aktorvorrichtung 10 eine Mengenvorgabe der beschleunigten Teilmenge des elektrisch-leitfähigen Mediums und eine vorgegebene Zielgeschwindigkeit, auf welche die beschleunigten Teilmenge des elektrisch-leitfähigen Mediums zu beschleunigen ist, verlässlich eingehalten werden. Eine Ausstattung des als hydraulisches Bremssystem ausgebildeten hydraulischen Systems mit mindestens einem Ventil (zur Mengenregulierung) ist deshalb nicht notwendig. Damit kann auch auf eine Ausbildung einer lange und komplexen Regelkette an dem hydraulischen System verzichtet werden.
Ein weiterer Vorteil des in Fig. 1 dargestellten hydraulischen Bremssystems ist die Verwendung des elektrisch-leitfähigen Mediums (als Übertragungsmedium) anstelle einer herkömmlichen Bremsflüssigkeit. Herkömmliche
Bremsflüssigkeiten weisen stark temperaturabhängige Eigenschaften, insbesondere eine stark temperaturabhängige Viskosität, auf, während die Viskositäten der oben aufgezählten Beispiele für das elektrisch-leitfähige Medium nicht kaum temperaturabhängig sind. Im Gegensatz zu herkömmlichen
Bremsflüssigkeiten mit einem signifikanten Ausgasungsverhalten (d.h. einem Verdampfen von Wasser bei höheren Temperaturen) weisen die oben aufgezählten Beispiele für das elektrisch-leitfähige Medium auch (nahezu) kein Ausgasungsverhalten auf.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der hydraulischen Aktorvorrichtung.
In der mittels der Fig. 2 schematisch wiedergegebene hydraulischen
Aktorvorrichtung 10 ist lediglich beispielhaft nur ein Aktormodul 12 dargestellt. Die hydraulische Aktorvorrichtung 10 kann jedoch auch mehrere Aktormodule 12 mit den im Weiteren genannten Merkmalen haben.
Das Aktormodul 12 weist eine Elektrodeneinrichtung 18 (mit mindestens zwei Elektroden 18a und 18b) auf, mittels welcher der elektrische Stromfluss mit einer Stromstärke I (bzw. einer Stromdichte j) durch das elektrisch-leitfähige Medium 20 bewirkbar ist/bewirkt wird. Beispielhaft können die mindestens zwei
Elektroden 18a und 18b der Elektrodeneinrichtung 18 an gegenüberliegenden Seiten einer mit dem elektrisch-leitfähigen Medium 20 gefüllten Mediumleitung 22 des mit der hydraulischen Aktorvorrichtung 10 bestückten hydraulischen Systems liegen. Für die Stromdichte j des Stromflusses gilt nach (vereinfachter) Gleichung (Gl. 1):
(Gl. 1) j = — ,
v ' J h*w' wobei h eine senkrecht zu dem Stromfluss ausgerichtete Höhe der
Mediumleitung 22 und w eine senkrecht zu dem Stromfluss ausgerichtete Breite eines von dem Stromfluss durchströmten Abschnitts der Mediumleitung 22 sind.
Außerdem umfasst das Aktormodul 12 eine Magneteinrichtung 24 (mit beispielsweise zwei Permanentmagneten 24a und 24b und/oder mindestens einer bestrombaren/ bestromten Spule), mittels welcher ein magnetische Feld B des Aktormoduls 12 bewirkbar ist/bewirkt wird. Das Magnetfeld B kann beispielsweise ein zeitlich konstantes Magnetfeld B sein. Der mittels der Elektrodeneinrichtung 18 ausgelöste Stromfluss in dem elektrisch-leitfähigen Medium 20 interagiert somit mit dem das elektrisch-leitfähige Medium 20 durchsetzenden magnetischen Feld B des Aktormoduls 12. Das von der Magneteinrichtung 24 erzeugte magnetische Feld B des Aktormoduls 12 ist so zu dem Stromfluss ausgerichtet, dass eine Lorentzkraft FL auf zumindest die beschleunigten Teilmenge des elektrisch- leitfähigen Mediums 20 bewirkbar ist bewirkt wird, mittels welcher zumindest die Teilmenge des elektrisch-leitfähigen Mediums 20 (entgegen einer dem
Druckaufbau entgegen wirkenden Gegenkraft) in das zumindest eine
Teilvolumen des hydraulischen Systems beschleunigbar ist/beschleunigt wird.
Die bewirkte Lorentzkraft FL beschleunigt zumindest die Teilmenge des elektrisch-leitfähigen Mediums 20 und erzeugt einen Druckaufbau in dem mindestens einen (nicht dargestellten) Teilvolumen 14 des hydraulischen Systems. Sofern der Stromfluss/seine Stromdichte j senkrecht zum Magnetfeld B ausgerichtet ist, gilt für eine Lorentzkraftdichte fL der Lorentzkraft FL Gleichung (Gl. 2) mit:
(GI. 2) fL = B * j = B * ^;,
Die Lorentzkraft FL ergibt sich somit mittels einer Integration der
Lorentzkraftdichte
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über das vom Magnetfeld B durchtränkte
Flüssigkeitsvolumen V (V = h * w * L) gemäß Gleichung (Gl. 3) mit:
(Gl. 3) Fi = B * —— * h * w * L = B * I * L,
v ' L h*w ' wobei L eine entlang dem Stromfluss ausgerichtete Ausdehnung der
Mediumleitung 22 ist.
Die Lorentzkraft FL beschleunigt das elektrisch-leitfähige Medium 20 senkrecht zu der von der Stromdichte j und dem Magnetfeld B aufgespannten Ebene. Für einen Druck p auf die Ebene gilt damit Gleichung (Gl. 4) mit: (Gl. 4) p = ^ =
v ' F h*l h
Beispielhaft ergibt sich damit für ein Magnetfeld B mit einer magnetischen Flussdichte von IT (Tesla), für eine Stromstärke I von 100 A (Ampere) und für eine Höhe h von 1 mm (Millimeter) ein Druck p von 1 bar. Eine Richtung und ein Betrag des bewirkten Drucks p hängen somit von Richtungen und Intensitäten des Magnetfelds B und des Stromflusses ab. Damit erlaubt das mittels der Fig. 2 wiedergegebene Wirkprinzip eine vergleichsweise genaue Druckdosierung, relativ gleichmäßige Druckverteilung und ein verlässliches Druckhalten (auch ohne eine Verwendung von Ventilen). (Die Größen w und L haben keinen direkten Einfluss auf den Druck p, können jedoch leicht so gewählt werden, dass Anforderungen hinsichtlich eines möglichst geringen elektrischen und hydraulischen Widerstands erfüllt werden.)
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform der hydraulischen Aktorvorrichtung.
Die mittels der Fig. 3 bildlich wiedergegebene hydraulische Aktorvorrichtung 10, von welcher beispielhaft nur ein Aktormodul 12 dargestellt ist, weist ein anderes Prinzip (zur Stromeinspeisung/Stromerzeugung im elektrisch-leitfähigen Medium 20) als die zuvor erläuterte Ausführungsform auf. Das Aktormodul 12 der hydraulischen Aktorvorrichtung 10 der Fig. 3 umfasst mindestens eine
Spuleneinrichtung/Spule 26. Mittels des von der mindestens einen (bestromten) Spuleneinrichtung 26 bewirkten/erzeugten zeitlich variierenden magnetischen Felds B ist eine sogenannte„Induktionskraft" Fi (oft auch als Lorentzkraft bezeichnet) auf zumindest die Teilmenge des elektrisch-leitfähigen Mediums 20 (mittels einer induktiven Stromeinspeisung/Stromerzeugung im elektrisch- leitfähigen Medium 20) so bewirkbar, dass zumindest die Teilmenge des elektrisch-leitfähigen Mediums 20 entgegen der dem Druckaufbau entgegen wirkenden Gegenkraft in das zumindest eine Teilvolumen des hydraulischen Systems beschleunigbar ist/beschleunigt wird.
Durch eine Ansteuerung eines durch die mindestens eine Spuleneinrichtung 26 fließenden Stroms kann ein Stromfluss mit einer Stromdichte j im elektrisch- leitfähigen Medium 20 (aufgrund des magnetischen Induktionsgesetzes) erzeugt werden. Beispielsweise können mehrere Spuleneinrichtungen/Spulen 26 entlang der Mediumleitung 22 positioniert sein und mit unterschiedlichen Phasen angesteuert werden, so dass ein sogenanntes„magnetisches Wanderfeld" als zeitlich variierendes magnetisches Felds B des Aktormoduls 12 auftritt. In einer alternativen Ausführungsform kann das zeitlich variierende Magnetfeld B (als „magnetisches Wanderfeld") auch durch mindestens einen bewegten
Permanentmagneten erzeugt werden.
Auch das mittels der Fig. 3 wiedergegebene Prinzip ermöglicht eine genaue „Dosierung" der Induktionskraft Fi lediglich durch Ansteuerung der mindestens einen Spuleneinrichtung 26 und bewirkt somit die gleichen Vorteile wie das Wirkprinzip der Fig. 2. Zusätzlich erfordert das Prinzip der Fig. 3 keinen direkten Kontakt zum elektrisch-leitfähigen Medium 20 und ist deshalb
versch mutzu ngsresistent.
Es wird nochmals daran erinnert, dass die Prinzipien der Fig. 2 und 3 auf eine Nutzung eines beweglichen/bewegten Elements/Teils verzichten. Die jeweiligen hydraulischen Aktorvorrichtungen 10 weisen deshalb ein gutes NVH-Verhalten (Noise Vibration Harshness) auf. Durch den Verzicht auf ein
bewegliches/bewegtes Element Teil ist ein Betrieb der oben beschriebenen hydraulischen Aktorvorrichtungen 10 auch nicht mit einem (mechanischen) Verschleiß verbunden. Die oben beschriebenen hydraulischen
Aktorvorrichtungen 10 weisen somit auch eine vergleichsweise hohe Robustheit auf. Insbesondere ist ein Beschädigungsrisiko/Verschleißrisiko der oben beschriebenen hydraulischen Aktorvorrichtungen 10 deutlich geringer als das von herkömmlichen Aktoren (mit einem beweglichen/bewegten Element Teil, wie z.B. Pumpen und Plungervorrichtungen). Ebenso ermöglichen die oben beschriebenen hydraulischen Aktorvorrichtungen 10 zusätzlich eine hohe Genauigkeit und eine gute Gleichmäßigkeit beim Bewirken des gewünschten Druckaufbaus.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform des hydraulischen Aktorvorrichtung. Die in Fig. 4 schematisch dargestellte hydraulische Aktorvorrichtung 10 hat n/mehrere Aktormodule 12. Die hydraulische Aktorvorrichtung 10 ist derart an und/oder in dem hydraulischen System anordbar/angeordnet, dass zumindest einige der n Aktormodule 12 der an und/oder in dem hydraulischen System angeordneten hydraulischen Aktorvorrichtung 10 nacheinander an einer einzigen Mediumleitung 22 des hydraulischen Systems angeordnet sind. Vorzugsweise sind die n Aktormodule 12 in Reihe geschaltet. Auf diese Weise ist eine „Reihenanordnung" oder„Reihenschaltung" von n Aktormodulen 12 realisiert.
Für den aus einem Betrieb der„Reihenanordnung" von n Aktormodulen 12 resultierenden Druck ptotai gilt Gleichung (Gl. 5) gilt mit:
(Gl. 5) ptotal = n * η^-
Mittels mehrerer Aktormodule 12 (wie beispielsweise n = 100) kann somit leicht ein Druck p von etwa 100 bar aufgebaut werden. Ein Druck p von etwa 100 bar in einem Radbremszylinder ist ausreichend zum Bewirken eines signifikanten Bremsmoments auf mindestens ein benachbartes/zugeordnetes rotierendes Rad. Aufgrund der geringen Ausdehnungen/Größen der einzelnen Aktormodule 12 ist eine mit einer hohen Anzahl n von Aktormodulen 12 ausgestattete hydraulische Aktorvorrichtung 10 leicht und mit einer kompakten Bauweise realisierbar.
Um eine Längsausdehnung der„Reihenanordnung" oder„Reihenschaltung" zu reduzieren, ist die in Fig. 4 dargestellte Mediumleitung 22 mäanderförmig ausgebildet und die n Aktormodule 12 sind in Reihe geschaltet. Zwei auf gegenüberliegenden Seiten der Mediumleitung 22 angeordnete
Permanentmagneten 24a und 24b sind ausreichend für alle n Aktormodule 12. (Evtl. können jedoch auch mehrere (kleinere) Permanentmagneten 24a und 24b eingesetzt werden.) Man kann dies auch als eine„mäanderförmige
Reihenanordnung" oder„mäanderförmige Reihenschaltung" der n Aktormodule 12 umschreiben.
Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform der hydraulischen Aktorvorrichtung. Die in Fig. 5 dargestellte Mediumleitung 22 ist„schneckenförmig" ausgebildet. Die n Aktormodule 12 der hydraulischen Aktorvorrichtung 10 sind in Reihe geschaltet. Nicht mehr als die zwei auf gegenüberliegenden Seiten der
Mediumleitung 22 angeordneten Permanentmagneten 24a und 24b werden für alle n Aktormodule 12 benötigt. Damit benötigt auch die hydraulische
Aktorvorrichtung 10 der Fig. 5, welche als eine„2 D-spiralförmige
Reihenanordnung" oder„2 D-spiralförmige Reihenschaltung" von n Aktormodulen 12 umschreibbar ist, vergleichsweise wenig Bauraum.
Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung einer sechsten Ausführungsform der hydraulischen Aktorvorrichtung.
Bei der Ausführungsform der Fig. 6 ist die Mediumleitung 22 eine sich um einen Kern 28 windende Leitung (eine sogenannte„Flüssigkeitsspule"), welche von einem zylindermantelförmigen Permanentmagneten 30 umrahmt ist. Die an der Mediumleitung 22 angeordneten n Aktormodule 12 der hydraulischen
Aktorvorrichtung 10 sind in Reihe geschaltet. Man kann dies auch als eine„SD- spiralförmige Reihenanordnung" oder„3D-spiralförmige Reihenschaltung" der Aktormodule 12 umschreiben.
Der Kern 28 ist vorzugsweise aus einem ferromagnetischen Material, wie z.B. mit einer Permeabilität μΓ >1. Der Kern 28 kann insbesondere ein Eisenkern sein. Auch ein Permanentmagnet kann (zusammen mit dem zylindermantelförmigen Permanentmagneten 30) als Kern 28 eingesetzt sein. In einer alternativen Ausführungsform kann auch anstelle des zylindermantelförmigen
Permanentmagneten 30 ein Zylindermantel aus einem ferromagnetischen Material, vorzugsweise mit einer Permeabilität μΓ >1 zusammen mit einem Permanentmagneten als Kern 28 eingesetzt sein. Fig. 7 zeigt ein Koordinatensystem zum Erläutern einer siebten Ausführungsform der hydraulischen Aktorvorrichtung, wobei eine Abszisse eine Zeitachse t ist und eine Ordinate einen mittels der hydraulischen Aktorvorrichtung bewirkbaren Druck p angibt. Eingetragen ist in das Koordinatensystem der Fig. 7 eine Druckaufbau- Kennlinie k mit einer Steigung Δρ während eines Druckaufbauzeitintervalls At und einer maximalen Amplitude Amax nach dem Druckaufbauzeitintervall At. Die maximale Amplitude Amax ist mittels einer Erhöhung einer Anzahl n von in einer
„Serienanordnung" oder„Serienschaltung" angeordneten Aktormodulen 12 steigerbar (Pfeil 31a). Die Steigung Δρ, welche eine Dynamik der hydraulischen Aktorvorrichtung wiedergibt, kann mittels einer„Parallelanordnung" oder „Parallelschaltung" von Aktormodulen 12
ebenfalls gesteigert werden (Pfeil 31b).
Bei der„Parallelanordnung" oder„Parallelschaltung" ist die mehrere Aktormodule 12 umfassende hydraulische Aktorvorrichtung 10 derart an und/oder in dem hydraulischen System anordbar/angeordnet, dass zumindest einige der
Aktormodule 12 der an und/oder in dem hydraulischen System angeordneten hydraulischen Aktorvorrichtung 10 an m parallel zueinander verlaufenden Mediumleitungen 22 des hydraulischen Systems angeordnet sind, wobei m mindestens 2 ist. Für ein aus allen m Mediumleitungen 22 beschleunigtes Gesamtvolumen Vtotai gilt somit (Gl. 6) mit:
(Gl. 6) Vtotai = T Vpipe, wobei Vpipe die aus den jeweiligen Mediumleitungen 22 beschleunigten
Einzelvolumina sind.
Fig. 8 zeigt eine schematische Darstellung einer achten Ausführungsform der hydraulischen Aktorvorrichtung, bzw. des damit ausgestatteten hydraulischen Systems.
Die in Fig. 8 eingezeichnete hydraulische Aktorvorrichtung 10 wirkt mit einem hydraulischen Verstärker 32 zusammen. Der hydraulische Verstärker 32 weist einen zwischen einem ersten Volumen 34 und einem zweiten Volumen 36 verstellbar angeordneten Kolben 38 auf, welcher das erste Volumen 34 mit einer ersten Wirkfläche Ai und das zweite Volumen 36 mit einer zweiten Wirkfläche A2 kleiner als der ersten Wirkfläche Ai begrenzt. (Ein an das zweite Volumen 36 angebundener Teil des hydraulischen Systems kann mit einem anderen Medium als dem elektrisch-leitfähigen Medium 20 gefüllt sein.) Ein Verstärkungsfaktor k ergibt sich damit nach Gleichung (Gl. 7) mit:
(Gl. 7) k = ^
Entsprechend kann ein mittels der hydraulischen Aktorvorrichtung 10 bewirkter Druck p oder ptotai in einem Verstärkerdruck pincr gesteigert werden nach
Gleichung (Gl. 8) oder (Gl. 9) mit:
(Gl. 8) pincr = k * p = k * ^- oder (Gl. 9) pincr = k * ptotal = k * n * η^-
Der hydraulische Verstärker 32 erhöht somit eine Flexibilität bei der Auslegung des hydraulischen Systems. Auf diese Weise kann selbst ein relativ hoher Druck Pincr, wie z.B. ein Druck pincr über 100 bar, in dem mindestens einen Teilvolumen 14 bewirkt werden.
Fig. 9 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der
Sensorvorrichtung.
Die in Fig. 9 schematisch dargestellte Sensorvorrichtung kann mit jeder der oben beschriebenen hydraulischen Aktorvorrichtungen 10 zusammenwirken. Die Sensorvorrichtung ist auch an und/oder in jedem oben erläuterten hydraulischen System anordbar/angeordnet ausbildbar. Die Sensorvorrichtung umfasst mindestens eine Sensor-Elektrodeneinrichtung 40 (vorzugsweise mindestens ein Elektrodenpaar) und mindestens eine Magnetfelderzeugungseinrichtung (wie z.B. mindestens einen Permanentmagneten und/oder mindestens eine bestrombare Spule), welche jeweils derart ausgebildet ist, dass mindestens ein Magnetfeld B erzeugbar ist/erzeugt wird. Aufgrund einer Wechselwirkung des elektrisch-leitfähigen Mediums 20 des hydraulischen Systems mit dem mindestens einen Magnetfeld B ist wird mindestens eine Induktionsspannung Usensor an der mindestens einen Sensor- Elektrodeneinrichtung 40
bewirkbar/bewirkt. Die Sensorvorrichtung hat auch eine Auswerteeinrichtung 42, welche dazu ausgelegt ist, mindestens eine Spannungsgröße Usensor bezüglich der mindestens einen anliegenden Induktionsspannung Usensor abzugreifen, und unter
Berücksichtigung der mindestens einen abgegriffenen Spannungsgröße Usensor eine Information bezüglich einer (mittleren) Fließgeschwindigkeit v des elektrisch- leitfähigen Mediums 20 festzulegen und auszugeben. Die Information kann beispielsweise die (mittlere) Fließgeschwindigkeit v (bzw. die mittlere
Strömungsgeschwindigkeit) des elektrisch-leitfähigen Mediums 20 oder ein Durchfluss Q durch die Mediumleitung sein. (Die Induktionsspannung Usensor korreliert mit der (mittleren) Strömungsgeschwindigkeit v, bzw. mit dem
Durchfluss Q.)
Während eine Durchflussmessung in herkömmlichen Hydrauliksystemen nicht kaum möglich ist, und deshalb eine Regelung in herkömmlichen
Hydrauliksystemen nur mittels Drucksensoren (zur Messung eines Drucks als sekundäre physikalische Größe) möglich ist, ist dieses Problem bei jedem oben erläuterten hydraulischen System behoben.
Das hier beschriebene Messprinzip ist auch mittels einiger der oben
beschriebenen hydraulischen Aktorvorrichtungen 10 ausführbar, wobei die mindestens eine Elektrodeneinrichtung 18 des mindestens einen Aktormoduls 12 als die mindestens eine Sensor- Elektrodeneinrichtung 40 einsetzbar ist. Somit muss lediglich eine Elektronik von einigen der oben beschriebenen hydraulischen Aktorvorrichtungen 10 so programmiert werden, dass die Funktion der
Auswerteeinrichtung 42 der Sensorvorrichtung damit ausführbar ist.
Fig. 10 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der
Temperiervorrichtung.
Auch die in Fig. 10 schematisch wiedergegebene Temperiervorrichtung kann mit jeder der oben beschriebenen hydraulischen Aktorvorrichtungen 10
zusammenwirken und ist an und/oder in jedem oben erläuterten hydraulischen Systeme anordbar/angeordnet ausbildbar. Die Temperiervorrichtung kann zum Temperieren (Temperaturhalten) und/oder zum Heizen des elektrisch-leitfähigen Mediums 20 eingesetzt werden. Die Temperiervorrichtung der Fig. 10 umfasst mindestens eine Elektrode 44 (vorzugsweise mindestens ein Elektrodenpaar), über welche ein Heizstrom in das elektrisch-leitfähige Medium des hydraulischen Systems einleitbar ist, wodurch Wärme in dem elektrisch-leitfähigen Medium 20 erzeugt und dessen Erstarren verhindert werden kann. Die Temperiervorrichtung funktioniert somit nach dem Prinzip einer elektrischen Widerstandsheizung durch direkte
Stromeinspeisung über die mindestens eine Elektrode 44 in das elektrisch- leitfähige Medium, so dass eine ausreichende Dynamik aufgrund einer niedrigen Viskosität des elektrisch-leitfähigen Mediums 20 selbst bei relativ niedrigen Umgebungstemperaturen gewährleistet bleibt.
Das hier beschriebene Temperier- und/oder Heizprinzip ist auch mittels einiger der oben beschriebenen hydraulischen Aktorvorrichtungen 10 ausführbar, indem mindestens eine Elektrode 18a und 18b als die mindestens eine Elektrode 44 eingesetzt wird.
In einer alternativen Ausführungsform kann die Temperiervorrichtung auch mindestens eine Spule umfassen, mittels welcher ein zeitlich variierendes magnetisches Feld B in dem leitfähigen Medium 20 des hydraulischen Systems bewirkbar ist bewirkt wird. Dieses Temperier- und/oder Heizprinzip ist auch mittels einiger der oben beschriebenen hydraulischen Aktorvorrichtungen 10 ausführbar, indem die mindestens eine Spuleneinrichtung 26 als„Temperier- und/oder Heizspule" eingesetzt wird. Damit kann auch das Prinzip einer Induktiven Erwärmung genutzt werden.
Fig. 11 zeigt ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Ausführungsform des Verfahrens zum Bewirken eines Druckaufbaus in zumindest einem Teilvolumen eines mit einem elektrisch-leitfähigen Medium gefüllten hydraulischen Systems.
In einem Verfahrensschritt Sl werden mindestens ein elektrischer Stromfluss und/oder mindestens ein magnetisches Feld derart erzeugt, dass zumindest eine Teilmenge des elektrisch-leitfähigen Mediums aufgrund seiner Wechselwirkung mit dem mindestens einen elektrischen Stromfluss und/oder dem mindesten einen magnetischen Feld in das zumindest eine Teilvolumen des hydraulischen Systems beschleunigt wird, wodurch der Druckaufbau in dem zumindest einen Teilvolumen des hydraulischen Systems bewirkt wird. Beispiele für das elektrisch-leitfähige Medium und zum Bewirken der damit wechselwirkenden Stromflüsse/magnetischen Felder geeigneter Vorrichtungen sind oben schon aufgezählt. Beispielsweise können mehrere elektrische Stromflüsse und/oder mehrere magnetische Felder in Reihe in einer Mediumleitung des hydraulischen Systems so erzeugt werden, dass die Teilmenge des elektrisch-leitfähigen Mediums in der Mediumleitung durch die erzeugten elektrischen Stromflüsse und/oder magnetischen Felder transferiert und fortlaufend beschleunigt wird. Alternativ oder ergänzend können auch mehrere elektrische Stromflüsse und/oder mehrere magnetische Felder in mindestens zwei parallel zueinander verlaufenden Mediumleitungen des hydraulischen Systems so erzeugt werden, dass als Teilmenge Einzelvolumina des elektrisch-leitfähigen Mediums in den mindestens zwei Mediumleitungen in einem Sammelvolumen, an welchem die mindestens zwei Mediumleitungen münden, als Gesamtvolumen
zusammengeführt werden. Mittels des Verfahrensschritts Sl kann auch ein Durchfluss bewirkt ausgelöst werden.
Optionaler Weise kann vor und/oder während des Verfahrensschritts Sl auch ein Verfahrensschritt S2 ausgeführt werden, in welchem das elektrisch-leitfähige Medium in dem hydraulischen System temperiert (bzw. geheizt) wird, indem ein Heizstrom in das elektrisch-leitfähige Medium des hydraulischen Systems über mindestens eine Elektrode eingeleitet wird. Das Temperieren und/oder Heizen des elektrisch-leitfähige Mediums kann auch durch Erzeugen eines zeitlich variierenden magnetischen Felds in dem leitfähigen Medium des hydraulischen Systems mittels mindestens einer Spule bewirkt werden.
Ebenso kann während des Verfahrensschritts Sl noch ein (optionaler)
Verfahrensschritt S3 zum Ermitteln einer Information bezüglich einer
Fließgeschwindigkeit des elektrisch-leitfähigen Mediums in dem hydraulischen System ausgeführt werden. Dazu wird mindestens ein Magnetfeld so erzeugt, dass aufgrund einer Wechselwirkung des elektrisch-leitfähigen Mediums des hydraulischen Systems mit dem mindestens einen Magnetfeld mindestens eine Induktionsspannung an mindestens einer Sensor-Elektrodeneinrichtung bewirkt wird. Mindestens eine Spannungsgröße bezüglich der mindestens einen Induktionsspannung wird abgegriffen, und unter Berücksichtigung der mindestens einen abgegriffenen Spannungsgröße wird die Information bezüglich der Fließgeschwindigkeit des elektrisch-leitfähigen Mediums festgelegt. Eine daraus resultierende Druckaufbaudynamik kann abgeleitet werden.

Claims

Ansprüche
1. Hydraulische Aktorvorrichtung (10) für ein mit einem elektrisch- leitfähigen Medium (20) gefülltes hydraulisches System: wobei die hydraulische Aktorvorrichtung (10) an und/oder in dem hydraulischen System anordbar oder angeordnet ist, und mindestens ein Aktormodul (12) umfasst, welches jeweils so ausgebildet ist, dass zumindest eine Teilmenge des elektrisch-leitfähigen Mediums (20) aufgrund seiner Wechselwirkung mit einem mittels des jeweiligen Aktormoduls (12) erzeugten elektrischen Stromfluss und/oder mit einem mittels des jeweiligen Aktormoduls (12) bewirkten magnetischen Feld (B) in zumindest ein Teilvolumen (14) des hydraulischen Systems beschleunigbar ist, wodurch ein Druckaufbau in dem zumindest einen Teilvolumen (14) des hydraulischen Systems bewirkbar ist.
2. Hydraulische Aktorvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine Aktormodul (12) mindestens eine Elektrodeneinrichtung (18) und mindestens eine Magneteinrichtung (24) umfasst, und mittels des von der mindestens einen Elektrodeneinrichtung (18) erzeugten elektrischen
Stromflusses und des von der mindestens einen Magneteinrichtung (24) bewirkten magnetischen Felds (B) eine Lorentzkraft (FL) auf zumindest die Teilmenge des elektrisch-leitfähigen Mediums (20) so bewirkbar ist, dass zumindest die Teilmenge des elektrisch-leitfähigen Mediums (20) entgegen einer dem Druckaufbau entgegen wirkenden Gegenkraft in das zumindest eine Teilvolumen (14) des hydraulischen Systems beschleunigbar ist.
3. Hydraulische Aktorvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das mindestens eine Aktormodul (12) mindestens eine Spuleneinrichtung (26) umfasst, und mittels des von der mindestens einen Spuleneinrichtung (26) bewirkten zeitlich variierenden magnetischen Felds (B) eine Induktionskraft (Fi) auf zumindest die Teilmenge des elektrisch-leitfähigen Mediums (20) so bewirkbar ist, dass zumindest die Teilmenge des elektrisch-leitfähigen Mediums (20) entgegen der dem Druckaufbau entgegen wirkenden Gegenkraft in das zumindest eine Teilvolumen (14) des hydraulischen Systems beschleunigbar ist.
4. Hydraulische Aktorvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die hydraulische Aktorvorrichtung (10) mehrere Aktormodule (12) umfasst und derart an und/oder in dem hydraulischen System anordbar oder angeordnet ist, dass zumindest einige der Aktormodule (12) der an und/oder in dem hydraulischen System angeordneten hydraulischen Aktorvorrichtung (10) nacheinander an einer Mediumleitung (22) des hydraulischen Systems angeordnet sind.
5. Hydraulische Aktorvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die hydraulische Aktorvorrichtung (10) mehrere Aktormodule (12) umfasst und derart an und/oder in dem hydraulischen System anordbar oder angeordnet ist, dass zumindest einige der Aktormodule (12) der an und/oder in dem hydraulischen System angeordneten hydraulischen Aktorvorrichtung (10) an mindestens zwei parallel zueinander verlaufenden Mediumleitungen (22) des hydraulischen Systems angeordnet sind.
6. Temperiervorrichtung zum Zusammenwirken mit der hydraulischen Aktorvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Temperiervorrichtung an und/oder in dem hydraulischen System mit der hydraulischen Aktorvorrichtung (10) anordbar oder angeordnet ist, und zumindest mindestens eine Elektrode (44) umfasst, über welche ein Heizstrom in das elektrisch-leitfähige Medium (20) des hydraulischen Systems einleitbar ist; und/oder mindestens eine Spule umfasst, mittels welcher ein zeitlich variierendes magnetisches Feld (B) in dem leitfähigen Medium (20) des hydraulischen Systems bewirkbar ist.
7. Sensorvorrichtung zum Zusammenwirken mit der hydraulischen Aktorvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Sensorvorrichtung an und/oder in dem hydraulischen System mit der hydraulischen Aktorvorrichtung (10) anordbar oder angeordnet ist, und ausgebildet ist mit: mindestens einer Sensor- Elektrodeneinrichtung (40) ; mindestens einer Magnetfelderzeugungseinrichtung, welche jeweils derart ausgebildet ist, dass mindestens ein Magnetfeld (B) so erzeugbar ist, dass aufgrund einer Wechselwirkung des elektrisch-leitfähigen Mediums (20) des hydraulischen Systems mit dem mindestens einen Magnetfeld (B) mindestens eine Induktionsspannung (Usensor) an der mindestens einen Sensor- Elektrodeneinrichtung (40) bewirkbar ist; und einer Auswerteeinrichtung (42), welche dazu ausgelegt ist, mindestens eine Spannungsgröße (Usensor) bezüglich der mindestens einen Induktionsspannung (Usensor) abzugreifen, und unter Berücksichtigung der mindestens einen abgegriffenen Spannungsgröße (Usensor) eine Information bezüglich einer Fließgeschwindigkeit (v) des elektrisch-leitfähigen Mediums (20) festzulegen und auszugeben.
8. Hydraulisches System mit: mindestens einer hydraulischen Aktorvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5; und dem in das hydraulische System gefüllten elektrisch-leitfähigen Medium (20).
9. Hydraulisches System nach Anspruch 8, wobei das hydraulische System mit einer elektrisch-leitfähigen Flüssigkeit, mit einem elektrisch- leitfähigen Gas, mit einer ionischen Flüssigkeit, mit mindestens einem Elektrolyt, mit mindestens einem Plasma, mit mindestens einem Flüssigmetall, mit Gallium, mit Lithium, mit Natrium, mit Quecksilber, mit einer Flüssigmetalllegierung, mit einer Gallium-Indium-Zinn-Legierung und/oder mit einer Natrium-Kalium- Legierung als dem elektrisch-leitfähigen Medium (20) gefüllt ist.
10. Hydraulisches System nach Anspruch 8 oder 9, wobei das hydraulische System ein hydraulisches Arbeitsmaschinensystem, ein Roboter, ein
hydraulisches Baumaschinensystem, ein hydraulisches Landmaschinensystem, ein hydraulisches Lasthebesystem, ein hydraulisches Aufzugsystem, ein hydraulisches Hebebühnensystem, ein hydraulisches Bremssystem, ein hydraulisches Getriebesystem, ein hydraulisches Servolenkungssystem, ein hydraulisches Fahrwerkregelungssystem, ein hydraulisches Cabrioverdeck- System, ein hydraulisches Baggersystem, ein hydraulisches Traktorsystem, ein hydraulisches Gabelstaplersystem, ein hydraulisches Kransystem, ein hydraulisches Forstmaschinensystem, ein hydraulisches
Schwerlasttransportsystem, ein hydraulisches Flügelklappensystem, ein hydraulisches Presssystem, ein hydraulisches Scherensystem, ein hydraulisches Abkantmaschinensystem, ein hydraulisches Schleifmaschinensystem, ein hydraulisches Spansystem, ein hydraulisches Stellantriebsystem, ein
hydraulisches Walzwerksystem, ein Hydraulikstempel und/oder ein hydraulischer Feuerwehr- Rettungssatz ist.
11. Verfahren zum Bewirken eines Druckaufbaus in zumindest einem Teilvolumen (14) eines mit einem elektrisch-leitfähigen Medium (20) gefüllten hydraulischen Systems mit dem Schritt:
Erzeugen mindestens eines elektrischen Stromflusses und/oder mindestens eines magnetischen Felds (B) derart, dass zumindest eine Teilmenge des elektrisch-leitfähigen Mediums (20) aufgrund seiner Wechselwirkung mit dem mindestens einen elektrischen Stromfluss und/oder dem mindesten einen magnetischen Feld (B) in das zumindest eine Teilvolumen (14) des
hydraulischen Systems beschleunigt wird, wodurch der Druckaufbau in dem zumindest einen Teilvolumen (14) des hydraulischen Systems bewirkt wird (Sl).
12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei mehrere elektrische Stromflüsse und/oder mehrere magnetische Felder (B) in Reihe in einer Mediumleitung (22) des hydraulischen Systems so erzeugt werden, dass die Teilmenge des elektrisch-leitfähigen Mediums (20) in der Mediumleitung (22) durch die erzeugten elektrischen Stromflüsse und/oder magnetischen Felder (B) transferiert und fortlaufend beschleunigt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei mehrere elektrische Stromflüsse und/oder mehrere magnetische Felder (B) in mindestens zwei parallel zueinander verlaufenden Mediumleitungen (22) des hydraulischen Systems so erzeugt werden, dass als Teilmenge Einzelvolumina (VPipe) des elektrisch-leitfähigen Mediums (20) in den mindestens zwei Mediumleitungen (22) in einem Sammelvolumen, an welchem die mindestens zwei
Mediumleitungen (22) münden, als Gesamtvolumen (Vtotai) zusammengeführt werden.
14. Verfahren zum Temperieren eines elektrisch-leitfähigen Mediums (20) in einem hydraulischen System mit dem Schritt:
Einleiten eines Heizstroms in das elektrisch-leitfähige Medium (20) des hydraulischen Systems über mindestens eine Elektrode (44)(S2); und/oder
Erzeugen eines zeitlich variierenden magnetischen Felds (B) in dem leitfähigen Medium (20) des hydraulischen Systems mittels mindestens einer Spule.
15. Verfahren zum Ermitteln einer Information bezüglich einer
Fließgeschwindigkeit (v) eines elektrisch-leitfähigen Mediums (20) in einem hydraulischen System mit den Schritten:
Erzeugen mindestens eines Magnetfelds (B) so, dass aufgrund einer
Wechselwirkung des elektrisch-leitfähigen Mediums (20) des hydraulischen Systems mit dem mindestens einen Magnetfeld (B) mindestens eine
Induktionsspannung (Usensor) an mindestens einer Sensor- Elektrodeneinrichtung (40) bewirkt wird;
Abgreifen mindestens einer Spannungsgröße (Usensor) bezüglich der mindestens einen Induktionsspannung (Usensor) ; und Festlegen der Information bezüglich der Fließgeschwindigkeit (v) des elektrisch- leitfähigen Mediums (20) unter Berücksichtigung der mindestens einen abgegriffenen Spannungsgröße (Usensor) .
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