WO2023227213A1 - Thermoelastischer stellgeber in kompakter aufbauweise - Google Patents

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WO2023227213A1
WO2023227213A1 PCT/EP2022/064242 EP2022064242W WO2023227213A1 WO 2023227213 A1 WO2023227213 A1 WO 2023227213A1 EP 2022064242 W EP2022064242 W EP 2022064242W WO 2023227213 A1 WO2023227213 A1 WO 2023227213A1
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actuator
elements
thermoelastic
actuator elements
carriage
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PCT/EP2022/064242
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Yannik GOERGEN
Dominik SCHOLTES
Lukas Zimmer
Rouven Britz
Jens Preetz
Stefan Seelecke
Paul MOTZKI
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mateligent GmbH
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Publication date
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    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F03G7/061—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like characterised by the actuating element
    • F03G7/0614—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like characterised by the actuating element using shape memory elements
    • F03G7/06143—Wires
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Definitions

  • the invention relates to thermoelastic actuators, and in particular to actuators with thermoelastic actuator elements in a compact design.
  • Actuators for converting an electrical control into a mechanical actuating movement are used in a variety of technical devices, such as motor vehicles, household appliances and the like. Such electromechanical actuators make it possible to move elements in a device in a controlled manner and/or to exert force on them.
  • Actuators are usually designed with electromotive actuators, which are usually designed as rotary electric motors. When an actuating element is adjusted, these must be controlled in a position-controlled manner in order to be able to specify a specific position of the actuator.
  • thermoelastic actuator elements usually consist of a thermoelastic material (also referred to as elastocaloric or mechanocaloric material), for example a shape memory alloy, which undergoes a change in shape when the temperature changes, and vice versa.
  • the thermoelastic materials change their microstructure when exposed to temperature, which leads to a change in geometry or the application of force.
  • thermoelastic elements can reduce their dimensions when heated and, for example, exert a tensile force.
  • Thermoelastic elements can contract when exposed to heat and thereby cause an actuating movement. In the event of cooling, the thermoelastic element returns to its original shape, particularly if there is a corresponding restoring force.
  • actuators with thermoelastic actuator elements have the disadvantage that they are not compact due to the required length of the thermoelastic actuator elements and therefore cannot be used in a large number of possible applications due to their size.
  • thermoelastic actuator that is compact, robust and has a long service life or high cycle stability.
  • thermoelastic actuator according to claim 1.
  • thermoelastic actuator for providing a rotary actuating movement, comprising: an actuator for outputting the rotary actuating movement; an antagonistic actuator unit coupled to the actuating element to convert a translational movement into the rotary actuating movement;
  • the antagonistic actuator unit comprises: o at least two electrically activatable thermoelastic actuator elements, each of which extends in an extension direction between a first end and a second end and are arranged parallel to one another; o a carriage element which is movably guided in the extension direction, the thermoelastic actuator elements each being connected to the carriage element at the second end, so that at a change in geometry when one of the actuator elements is activated, a tensile force is exerted on the carriage element in order to move the carriage element translationally; o an electrical connection between the first ends of the actuator elements connected to the carriage element, so that a common electrical potential can be applied to the actuator elements via the carriage element.
  • thermoelastic actuator is an antagonistic actuator unit, in which two thermoelastic actuator elements act as opponents on a slide element.
  • the carriage element is guided in a translationally movable manner in an extension direction and is thus moved with a first of the actuator elements by contraction in a first direction and by a second of the actuator elements by contraction in a second extension direction opposite to the first.
  • the controlled actuator element of the antagonistic actuator unit can thus move the carriage element either in the first or the second opposite direction of extension, with the respective non-active actuator element being stretched.
  • the actuator elements are controlled electrically. H. by supplying electrical energy to cause the corresponding actuator element to heat up. For this purpose, a corresponding electrical current is passed through the entire extent of the actuator element in question. The heating causes a contraction, which causes the carriage element to move translationally.
  • the actuator elements can be controlled antagonistically, they can be electrically connected to one another via a center connection. This means that the actuator elements are electrically connected to one another at one of their ends.
  • the first and second actuator elements can be designed as wire bundle actuator elements. This has the advantage that, due to the enlarged surface, good heat dissipation to the environment is ensured and a high actuating force can also be exerted by such an actuator element.
  • the carriage element can be accommodated essentially between the actuator elements.
  • the actuator elements thus lie essentially parallel one above the other with their extension directions to realize the compact design.
  • the actuator elements and the carriage element can also be arranged next to one another.
  • the carriage element and/or the housing can have through openings in the form of slots, holes or a truss structure in order to enable heat from the actuator elements to be dissipated by convection or an introduced air flow.
  • an electrically conductive connecting conductor can be arranged in or on the carriage element in order to electrically connect the second ends of the thermoelastic actuator elements connected to the carriage element to one another.
  • the carriage element is designed to be electrically conductive or has a connecting conductor which is provided on or in the carriage element.
  • the electrically conductive connection electrically connects the points of application of the two actuator elements on the carriage element, so that the first and second actuator elements can be acted upon by a common potential via the carriage element as a center connection.
  • a contacting device with a spring contact or a sliding contact can be provided in order to electrically contact the movable connecting conductor.
  • the spring contact and the sliding contact have the advantage that there is no need for a wire connection, which is prone to errors due to the repeated movement load.
  • a selective current supply to one of the actuator elements can be ensured by a connecting device to the carriage element, with which a first connection of the actuator elements can be connected to a predetermined first voltage potential.
  • the respective other second electrical connection of the actuator elements can then be controlled by selectively connecting to a corresponding further voltage potential in order to achieve a current flow and a resulting contraction.
  • the actuator elements are supplied with electricity alternately. As a rule, only one of the two actuator elements is always energized, so that it contracts and moves the carriage element. The corresponding other of the actuator elements is stretched by the resulting movement of the carriage element. The transmission of the contraction of the energized actuator element to the non-activated actuator element thus takes place via the movable carriage element.
  • the first and/or second ends of the actuator elements can have holding elements with through openings to accommodate a respective fixing element.
  • the fixing elements can be designed to be electrically conductive in order to energize the actuator elements via the retained holding elements.
  • the translational movement of the carriage element can be transmitted via a gear to an actuating element that is designed for either a translational or rotational movement.
  • the actuating element can be coupled to a braking device in order to hold the actuating element against a predetermined constant or variable holding torque.
  • Figure 1 is a perspective view of the thermoelastic actuator with an opened housing
  • FIG. 2 is a top view of the thermoelastic actuator of Figure 1;
  • Figure 3 is a sectional view through the thermoelastic actuator of Figure 1 along the section line BB;
  • Figure 4 is a perspective view of the thermoelastic actuator with a closed housing
  • Figure 5 is a sectional view through the thermoelastic actuator of Figure 1 along the section line AA;
  • Figure 6 is an exploded view of the thermoelastic actuator of Figure 1;
  • figure? a view of the underside of the circuit board of the thermoelastic actuator of Figure 1.
  • FIGS 1 to 7 show different views of an exemplary thermoelastic actuator 1 with an antagonistic actuator unit 2, a gear 3 and a movable actuator 4, on which a mechanical movement or a force or a moment can be coupled out of the actuator 1.
  • the thermoelastic actuator 1 is enclosed in a housing 5, in which the antagonistic actuator unit 2, the gear 3, the actuator 4 and a circuit board 6 are provided to ensure electronic control and electrical contacting of the actuator unit 2.
  • the antagonistic actuator unit 2 has two actuator elements 21, which are designed as thermoelastic actuator elements 21.
  • the thermoelastic actuator elements 21 correspond to conductive actuator elements 21 made of a conductive thermoelastic material, which is preferably formed with or from a shape memory alloy.
  • the actuator elements 21 can be designed as wire bundle actuator elements, each of which has a plurality of actuator wires 23 running parallel to one another between two holding elements 22.
  • the holding elements 22 at the ends of the actuator elements 21 serve to enable force to be coupled out from the elongated actuator elements 21.
  • the holding elements 22 fix the actuator wires 23 so that they do not come loose even when force is applied.
  • the actuator unit 21 is formed with a first actuator element 21a and a second actuator element 21b, which extend essentially parallel to one another in an extension direction R and between which a slide element 24 is arranged sandwich-like.
  • the carriage element 24 can be held in the housing 5 via suitable guide devices 51, so that the carriage element 24 can preferably only move in a translational movement essentially in the extension direction R of the extension of the actuator elements 21a, 21b.
  • the actuator elements 21a, 21b have a length that enables a significant change in length in order to couple out a force for adjusting the actuator 1.
  • the actuator elements 21a, 21b can have a length between 5cm and 25cm.
  • the carriage element 24 can have through openings 241, in particular in the form of slots, holes or a truss structure, in order to enable heat from the actuator elements 21a, 21b to be dissipated by convection.
  • a first of the holding elements 22a of the first actuator element 21, 21 is fixed in place in the housing 5 via a fixing element 25, which in the illustrated embodiment can be designed as a first holding pin 25a which can be inserted into the housing 5, so that in the extension direction R acting force can be absorbed by the housing 5.
  • a first of the holding elements 22a of the second actuator element 21, 21b is stationary via a fixing element 25, which in the embodiment shown is a fourth holding pin that can be inserted into the housing 5 25d can be formed, fixed in the housing 5, so that a force acting in the extension direction R can be absorbed in the housing 5.
  • fixing screws or similar fixing devices can also be used.
  • a second of the holding elements 22b of the first actuator element 21a, which lies opposite the first holding element 21a, is connected to the particularly elongated carriage element 24, which is movably guided in the extension direction R, so that the first actuator element 21a extends at least partially parallel to the carriage element 24.
  • a second of the holding elements 22b of the second actuator element 21b, which lies opposite the first holding element 21b, is connected to the particularly elongated carriage element 24, which is movably guided in the extension direction R, so that the second actuator element 21b extends at least partially parallel to the carriage element 24.
  • the carriage element Preferably, for reasons of compactness, the carriage element
  • the second holding element 22b of each of the actuator elements 21a, 21b can be coupled to the carriage element 24 via a corresponding fixing element 25 at an end of the relevant actuator element 21a, 21b that is opposite the first holding element 22a.
  • the corresponding second and third retaining pins 25b, 25c used as an example for the fixing element 25 and the second retaining elements 22b attached thereto are each connected to the carriage element 24 and are not stationary with respect to the housing 5.
  • the second and third retaining pins 25b, 25c and the second retaining elements 22b attached thereto move together with the carriage element 24 and relative to the housing 5.
  • the holding elements 22, 22a, 22b preferably have a receiving opening through which the holding pins 25a, 25b, 25c, 25d protrude in the assembled state and thus fix the holding elements 22, 22a, 22b.
  • a connection has the advantage that it is detachable and thus the actuator elements 21a, 21b can be easily replaced if necessary by removing them from the retaining pins 25 and putting them on. If necessary, the actuator elements 21 can be secured with snap rings or other securing devices before being detached from the fixing elements
  • the first holding element 22a of the first actuator element 21a is connected to the housing 5 via a first holding pin 25a
  • the second holding element 22a of the first actuator element 21a is connected to the carriage element 24 via a second holding pin 25b
  • the first holding element 22a of the second actuator element 21b is connected to a third holding pin 25c is connected to the carriage element 24
  • the second holding element 22b of the second actuator element 21b is connected to the housing 5 via a fourth holding pin 25d.
  • the second and third retaining pins 25b, 25c are received, preferably inserted, in the carriage element 24.
  • the actuator elements 21, 21b are activated by current, i.e. H. via the electrically conductive fixing elements 25a-25d, which are connected to the actuator elements 21a, 21b via the corresponding holding elements 22, 22a, 22b.
  • a voltage is applied to them, which leads to a current flow and to an electrical power converted in the relevant actuator element 21, 21b.
  • the power is dimensioned such that the relevant actuator element 21a, 21b is heated, which leads to a contraction of the relevant actuator element 21, 21b due to the thermoelastic material.
  • Electronic circuits for implementing functions for control and communication with external devices can be provided on the circuit board 6.
  • a communication interface for communication via a bus system, such as Ethernet, CAN, LIN and the like, can be implemented so that adjustment processes of the control element 4 can be carried out depending on corresponding commands received.
  • position information about a position of the actuating element or other movable components can be communicated externally to the actuator 1 via the communication interface.
  • the functions can also include diagnostic and/or monitoring functions.
  • the actuator elements 21a, 21b can be controlled alternately via appropriate circuitry or electronics on the circuit board 6.
  • the first holding element 22a of the first actuator element 21a is electrically contacted via the first holding pin 25a and the first holding element 22a of the second actuator element is electrically contacted via the fourth holding pin 25d and is electrically firmly connected to the circuit board 6.
  • the first and fourth retaining pins 25a, 25d are inserted into corresponding through openings 61
  • Printed circuit board 6 is recorded and can be assigned an electrical voltage potential there by suitable electrical contacting.
  • the fixation of the fixing elements 25 in the housing 5 or the circuit board 6 and in the carriage element 24 causes the actuator elements 21, the fixing elements 25 and the holding elements 22, apart from forces acting in the extension direction, not to be subjected to transverse forces or relative movements, thereby causing material fatigue on these components can be reduced.
  • the electrical contacting of the first and fourth retaining pins 25a, 25d is therefore not exposed to any strain due to movement.
  • the first and second actuator elements 21a, 21b are electrically connected to one another.
  • the second holding element 22b of the first actuator element 21a is electrically connected to the second holding element 22b of the second actuator element 21b through the carriage element 24.
  • the carriage element 24 can be designed to be completely electrically conductive or with an electrically applied or embedded connecting conductor 27.
  • the connecting conductor 27 ensures the electrical connection between the second holding pin 25b and the third holding pin 25c.
  • the electrical connecting conductor 27 in the carriage element 24 can be connected to an electrical voltage potential via the circuit board 6, so that an alternate control of the actuator elements 21a, 21b is possible by selectively energizing the first or second actuator element 21a, 21b.
  • a contacting element 62 for electrically contacting the connecting conductor 27 can be designed as a spring contact between the circuit board 6 and the carriage element 24, which is pressed against an electrical contacting surface 28 of the carriage element 24.
  • the electrical contacting surface 28 is electrically connected to the connecting conductor 27 inside the carriage element 24.
  • the contacting element 62 is attached to the circuit board 6 and is assigned a fixed voltage potential there.
  • the contacting element 62 can alternatively be designed as a sliding contact with a sliding bridge curved in the direction of the slide element 24, in particular as a resilient, electrically conductive bracket.
  • the force with which the contacting element 62 acts on the contacting surface 28 is selected so that a displacement of the carriage element 24 is not hindered, but still enables sufficiently reliable electrical contacting.
  • the design of the contacting element 62 as a spring contact makes it possible to avoid wire contact with the carriage element 24.
  • Wire contacting has the disadvantage that due to the cyclic movement of the carriage element 24, a constant mechanical movement load acts on such a wire contacting, which can lead to a breakage of the connecting wire and thus to a lower cycle stability of the actuator.
  • the carriage element 24 is provided with a rack section 29 which is coupled to the actuating element 4 via the gear 3.
  • the gear 3 enables the translational movement of the carriage element 24 to be converted into a rotational movement of the actuating element 4.
  • the gear 3 has a first gear element 31 as a pivot lever, which has a toothed section 32 for engaging in the rack section 29 and one at a protruding end of the Pivoting lever has toothed section 33 which is in engagement with a pinion 41 of the actuating element 4.
  • the actuating element 4 can be provided with a braking device 42, which is designed to hold the actuating element 4 in its last approached position with a predetermined holding torque if the active control of the actuator elements 21 ceases.
  • the braking device 42 can be implemented, for example, with a braking element 44 which rests with force on a circular segment-shaped lateral surface 43 in order to hold the actuating element 4 with a holding torque by means of static friction against an externally acting moment.
  • the braking device 42 can be designed to provide the same or different holding torque for different directions of rotation.
  • the lateral surface 43 can be designed with micro-toothing, which engages with a corresponding micro-toothing on the brake element 44. The holding torque is achieved by locking the micro-toothing whose intervention is overcome when a maximum holding torque is exceeded. Through asymmetrical tooth angles on the lateral surface 43, different holding torques can be realized in different directions of rotation of the actuating element 4.
  • a corresponding braking device can also be arranged on the carriage element 24 and/or on the first gear element 31.
  • the circuit board 6 can be arranged in the housing 5 laterally offset from the thermoelastic actuator unit 2.
  • the circuit board 6 can be designed to accommodate electrical components in a desired circuit.
  • the circuit board 6 can be contacted via a connecting plug 63, so that the electrical power for energizing the actuator elements 21 can also be supplied via the connecting plug 63.
  • the connector 63 is accessible via an opening 54 in the housing 5.
  • the housing 5 can be provided with ventilation slots 52 in order to ensure heat dissipation from at least one of the actuator elements 21.
  • the ventilation slots 52 are located directly opposite the relevant actuator element 21 in order to ensure air exchange through circulation in such a way that the heat caused by activating the actuator elements 21 can be quickly dissipated into the surroundings of the actuator 1.
  • the actuating element 4 is rotatably arranged in the housing 5 and projects in the axial direction through the circuit board 6. To determine the position (angular position) of the actuating element 4, it can be coupled to a potentiometer 65 or another position sensor in order to determine the current rotational position of the actuating element 4 detect. Alternatively, the position of the adjusting element 4 can also be recognized by the current lengths of the thermoelastic actuator elements 21a, 21b. For this purpose, a resistance measurement of the actuator elements 21a, 21b can be carried out. The position of the adjusting element 4 can be deduced from the dependence of the ohmic resistance on the current length of the actuator elements 21a, 21b. In a further embodiment, the position of the adjusting element 4 can be derived from a position of the carriage element 24. The position of the carriage element 24 can be detected using sensors in a suitable manner.

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Abstract

Thermoelastischer Stellgeber (1) zum Bereitstellen einer insbesondere rotatorischen Stellbewegung, umfassend: • ein Stellelement (4) zur Ausgabe der insbesondere rotatorischen Stellbewegung; • eine antagonistische Aktoreinheit (2), die mit dem Stellelement (4) gekoppelt ist, um eine translatorische Bewegung in die insbesondere rotatorische Stellbewegung umzusetzen; • wobei die antagonistische Aktoreinheit (2) umfasst: • mindestens zwei elektrisch separat aktivierbare thermoelastische Aktorelemente (21, 21a, 21b), die sich in einer Erstreckungsrichtung (R) zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende erstrecken und parallel zueinander angeordnet sind; • ein Schlittenelement (24), das in Erstreckungsrichtung (R) beweglich geführt ist, wobei die thermoelastischen Aktorelemente (21, 21a, 21 b) jeweils mit dem zweiten Ende mit dem Schlittenelement (24) verbunden sind, sodass bei einer Geometrieänderung bei Aktivierung eines der Aktorelemente (21, 21a, 21b) eine Zugkraft auf das Schlittenelement ausgeübt wird, um das Schlittenelement (24) translatorisch zu bewegen; • eine elektrische Verbindung zwischen den ersten Enden der mit dem Schlittenelement (24) verbundenen Aktorelemente (21, 21 a, 21 b), so dass die Aktorelemente (21, 21 a, 21 b) mit einem gemeinsamen elektrischen Potential beaufschlagbar sind.

Description

Thermoelastischer Stellgeber in kompakter Aufbauweise
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft thermoelastische Stellgeber, und insbesondere Stellgeber mit thermoelastischen Aktorelementen in kompakter Aufbauweise.
Technischer Hintergrund
Stellgeber zum Umsetzen einer elektrischen Ansteuerung in eine mechanische Stellbewegung werden in einer Vielzahl von technischen Einrichtungen, wie beispielsweise Kraftfahrzeugen, Haushaltsgeräten und dergleichen, eingesetzt. Derartige elektromechanische Stellgeber ermöglichen es, in gesteuerter Weise Elemente in einem Gerät zu bewegen und/oder Kraft auf diese auszuüben.
Üblicherweise werden Stellgeber mit elektromotorischen Aktoren ausgebildet, die in der Regel als rotatorischer Elektromotor ausgebildet sind. Diese müssen bei einer Verstellung eines Stellelements positionsgeregelt angesteuert werden, um eine bestimmte Position des Stellgebers vorgeben zu können.
Als eine weitere Gruppe von Stellgebern sind Stellgeber mit thermoelastischen Aktorelementen als aktives Element bekannt. Thermoelastische Aktorelemente bestehen in der Regel aus einem thermoelastischen Material (auch als elastokalorisches oder mechanokalorisches Material bezeichnet), z.B. einer Formgedächtnislegierung, das bei Temperaturänderung eine Formänderung erfährt, und umgekehrt. Die thermoelastischen Materialien ändern bei Temperatureinwirkung ihre Mikrostruktur, was zu einer Geometrieänderung oder Kraftausübung führt. Insbesondere können thermoelastische Elemente bei Erwärmung ihre Abmessungen verringern und z.B. eine Zugkraft ausüben. Als Aktorelemente ausgebildete thermoelastische Elemente können bei Einwirkung von Wärme kontrahieren und dabei eine Stellbewegung hervorrufen. Im Falle einer Abkühlung nimmt das thermoelastische Element insbesondere bei Vorliegen einer entsprechenden Rückstellkraft die ursprüngliche Form wieder ein.
Stellgeber mit thermoelastischen Aktorelementen haben jedoch den Nachteil, dass diese aufgrund der benötigten Länge der thermoelastischen Aktorelemente nicht kompakt aufgebaut sind und damit in einer Vielzahl von möglichen Anwendungen aufgrund ihrer Baugröße nicht eingesetzt werden können.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten thermoelastischen Stellgeber zur Verfügung zu stellen, der kompakt aufgebaut ist, robust ist und eine hohe Lebensdauer bzw. eine hohe Zyklusfestigkeit aufweist.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird durch den thermoelastischen Stellgeber gemäß Anspruch 1 gelöst.
Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß einem ersten Aspekt ist ein thermoelastischer Stellgeber zum Bereitstellen einer rotatorischen Stellbewegung vorgesehen, umfassend: ein Stellelement zur Ausgabe der rotatorischen Stellbewegung; eine antagonistische Aktoreinheit, die mit dem Stellelement gekoppelt ist, um eine translatorische Bewegung in die rotatorische Stellbewegung umzusetzen;
- wobei die antagonistische Aktoreinheit umfasst: o mindestens zwei elektrisch aktivierbare thermoelastische Aktorelemente, die sich jeweils in einer Erstreckungsrichtung zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende erstrecken und parallel zueinander angeordnet sind; o ein Schlittenelement, das in Erstreckungsrichtung beweglich geführt ist, wobei die thermoelastischen Aktorelemente jeweils mit dem zweiten Ende mit dem Schlittenelement verbunden sind, sodass bei einer Geometrieänderung bei Aktivierung eines der Aktorelemente eine Zugkraft auf das Schlittenelement ausgeübt wird, um das Schlittenelement translatorisch zu bewegen; o eine elektrische Verbindung zwischen den ersten Enden der mit dem Schlittenelement verbundenen Aktorelemente, sodass an die Aktorelemente über das Schlittenelement ein gemeinsames elektrisches Potenzial an die Aktorelemente anlegbar ist.
Kern des obigen thermoelastischen Stellgebers ist eine antagonistische Aktoreinheit, bei der zwei thermoelastische Aktorelemente als Gegenspieler an einem Schlittenelement angreifen. Das Schlittenelement ist translatorisch in einer Erstreckungsrichtung beweglich geführt und ist so mit einem ersten der Aktorelemente durch Kontraktion in eine erste Richtung und von einem zweiten der Aktorelemente durch Kontraktion in eine zweite zur ersten entgegengesetzten Erstreckungsrichtung bewegt. Durch eine wechselweise elektrische Ansteuerung der Aktorelemente können diese wechselweise erwärmt werden, während sich das jeweils andere Aktorelement durch die kühlere Umgebungstemperatur abkühlt bzw. dieses abgekühlt wird/ist. So kann das angesteuerte Aktorelement der antagonistischen Aktoreinheit das Schlittenelement wahlweise in die erste oder die zweite entgegengesetzte Erstreckungsrichtung bewegen, wobei das jeweils nicht-aktive Aktorelement gedehnt wird.
Da das erste Ende der Aktorelemente fest mit dem Gehäuse verbunden ist, kann eine bei einer Aktivierung eines der Aktorelemente wirkende Kraft in dem Gehäuse aufgenommen und auf das Schlittenelement übertragen werden.
Die Ansteuerung der Aktorelemente erfolgt elektrisch d. h. durch Zuführen von elektrischer Energie, um eine Erwärmung des entsprechenden Aktorelements zu bewirken. Dazu wird ein entsprechender elektrischer Strom durch die gesamte Erstreckung des betreffenden Aktorelements geführt. Die Erwärmung bewirkt eine Kontraktion, durch die das Schlittenelement translatorisch bewegt wird.
Damit die Aktorelemente antagonistisch angesteuert werden, können sind diese über einen Mittenanschluss elektrisch miteinander verbunden. D.h. die Aktorelemente sind mit einem ihrer Enden miteinander elektrisch verbunden. Das erste und zweite Aktorelement können als Drahtbündel-Aktorelemente ausgebildet sein. Dies hat den Vorteil, dass aufgrund der vergrößerten Oberfläche eine gute Wärmeableitung an die Umgebung gewährleistet wird und zudem eine hohe Stellkraft durch ein solches Aktorelement ausübbar ist.
Vorzugsweise kann das Schlittenelement im Wesentlichen zwischen den Aktorelementen aufgenommen sein. Die Aktorelemente liegen somit mit ihren Erstreckungsrichtungen zur Realisierung der kompakten Aufbauweise im Wesentlichen parallel übereinander. Alternativ können die Aktorelemente und das Schlittenelement auch nebeneinander angeordnet sein.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Schlittenelement und/oder das Gehäuse Durchgangsöffnungen in Form von Schlitzen, Löchern oder einer Fachwerkstruktur aufweisen, um eine Abführung von Wärme der Aktorelemente durch Konvektion oder einen eingebrachten Luftstrom zu ermöglichen.
Gemäß einer Ausführungsform kann in dem oder an dem Schlittenelement ein elektrisch leitfähiger Verbindungsleiter angeordnet sein, um die mit dem Schlittenelement verbundenen zweiten Enden der thermoelastischen Aktorelemente miteinander elektrisch zu verbinden.
Das Schlittenelement ist elektrisch leitend ausgebildet oder weist einen Verbindungsleiter auf, der an oder in dem Schlittenelement vorgesehen ist. Die elektrisch leitende Verbindung verbindet die Angriffspunkte der beiden Aktorelemente an dem Schlittenelement elektrisch, so dass das erste und das zweite Aktorelement über das Schlittenelement als Mittenanschluss mit einem gemeinsamen Potenzial beaufschlagbar sind.
Es kann eine Kontaktierungseinrichtung mit einem Federkontakt oder einem Schleifkontakt vorgesehen sein, um den beweglichen Verbindungsleiter elektrisch zu kontaktieren. Der Federkontakt und der Schleifkontakt haben den Vorteil, dass auf eine Drahtanbindung verzichtet werden kann, die aufgrund der wiederholten Bewegungsbelastung fehleranfällig ist. Eine selektive Bestromung eines der Aktorelemente kann durch eine Verbindungseinrichtung zu dem Schlittenelement gewährleistet werden, mit der jeweils ein erster Anschluss der Aktorelemente mit einem vorgegebenen ersten Spannungspotenzial verbunden werden kann. Der jeweils andere zweite elektrische Anschluss der Aktorelemente kann dann durch selektives Verbinden mit einem entsprechenden weiteren Spannungspotenzial angesteuert werden, um einen Stromfluss und eine resultierende Kontraktion zu erreichen.
Die Bestromung der Aktorelemente erfolgt wechselweise. So wird in der Regel stets nur eines der beiden Aktorelemente bestromt, so dass dieses kontrahiert und das Schlittenelement bewegt. Das entsprechend andere der Aktorelemente wird durch die resultierende Bewegung des Schlittenelementes gedehnt. Die Übertragung der Kontraktion des bestromten Aktorelements auf das nicht aktivierte Aktorelement erfolgt somit über das bewegliche Schlittenelement.
Die ersten und/oder zweiten Enden der Aktorelemente können Halteelemente mit Durchgangsöffnungen aufweisen, um ein jeweiliges Fixierelement aufzunehmen. Insbesondere können die Fixierelemente elektrisch leitend ausgebildet sein, um über die aufgenommenen Halteelemente die Aktorelemente zu bestromen.
Über ein Getriebe kann die translatorische Bewegung des Schlittenelements auf ein Stellelement übertragen werden, das entweder für eine translatorische oder rotatorische Bewegung ausgelegt ist.
Weiterhin kann das Stellelement mit einer Bremseinrichtung gekoppelt sein, um das Stellelement gegen ein vorgegebenes konstantes oder variables Haltemoment zu halten.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 eine perspektivische Darstellung auf den thermoelastischen Stellgeber mit einem geöffneten Gehäuse;
Figur 2 eine Draufsicht auf den thermoelastischen Stellgeber der Figur 1 ;
Figur 3 eine Schnittansicht durch den thermoelastischen Stellgeber der Figur 1 entlang der Schnittlinie B-B;
Figur 4 eine perspektivische Ansicht des thermoelastischen Stellgebers mit geschlossenem Gehäuse;
Figur 5 eine Schnittansicht durch den thermoelastischen Stellgeber der Figur 1 entlang der Schnittlinie A-A;
Figur 6 eine Explosionsdarstellung durch den thermoelastischen Stellgeber der Figur 1; und
Figur ? eine Ansicht der Unterseite der Leiterplatte des thermoelastischen Stellgebers der Figur 1.
Beschreibung von Ausführungsformen
Die Figuren 1 bis 7 zeigen verschiedene Ansichten eines beispielhaften thermoelastischen Stellgebers 1 mit einer antagonistischen Aktoreinheit 2, einem Getriebe 3 und einem beweglichen Stellelement 4, an dem eine mechanische Bewegung bzw. eine Kraft oder ein Moment aus dem Stellgeber 1 auskoppelbar ist. Der thermoelastische Stellgeber 1 ist in einem Gehäuse 5 eingefasst, in dem die antagonistische Aktoreinheit 2, das Getriebe 3, das Stellelement 4 und eine Leiterplatte 6 zur Gewährleistung einer elektronischen Ansteuerung und elektrischen Kontaktierung der Aktoreinheit 2 vorgesehen ist.
Die antagonistische Aktoreinheit 2 weist zwei Aktorelemente 21 auf, die als thermoelastische Aktorelemente 21 ausgebildet sind. Die thermoelastischen Aktorelemente 21 entsprechen leitfähigen Aktorelementen 21 aus einem leitfähigen thermoelastischen Material, das vorzugsweise mit oder aus einer Formgedächtnislegierung ausgebildet ist.
Die Aktorelemente 21 können als Drahtbündel-Aktorelemente ausgebildet sein, die jeweils eine Vielzahl von parallel zueinander zwischen zwei Halteelementen 22 verlaufenden Aktordrähten 23 aufweisen. Die Halteelemente 22 an den Enden der Aktorelemente 21 dienen dazu, eine Kraftauskopplung aus den sich länglich erstreckenden Aktorelementen 21 zu ermöglichen. Die Halteelemente 22 fixieren die Aktordrähte 23 dazu so, dass diese sich auch bei Krafteinwirkung nicht lösen.
Wie aus den Figuren ersichtlich, ist die Aktoreinheit 21 mit einem ersten Aktorelement 21a und einem zweiten Aktorelement 21b ausgebildet, die sich im Wesentlichen parallel zueinander in einer Erstreckungsrichtung R erstrecken und zwischen denen sandwichartig ein Schlittenelement 24 angeordnet ist. Das Schlittenelement 24 kann über geeignete Führungseinrichtungen 51 in dem Gehäuse 5 gehalten werden, so dass das Schlittenelement 24 sich vorzugsweise nur in einer translatorischen Bewegung im Wesentlichen in der Erstreckungsrichtung R der Erstreckung der Aktorelemente 21a, 21b bewegen kann.
Die Aktorelemente 21a, 21b weisen eine Länge auf, die eine signifikante Längenänderung ermöglicht, um eine Kraft zur Verstellung des Stellgebers 1 auszukoppeln. Beispielsweise können die Aktorelemente 21a, 21b eine Länge zwischen 5cm und 25 cm aufweisen.
Das Schlittenelement 24 kann Durchgangsöffnungen 241, insbesondere in Form von Schlitzen, Löchern oder einer Fachwerkstruktur aufweisen, um eine Abführung von Wärme der Aktorelemente 21a, 21b durch Konvektion zu ermöglichen.
Weiterhin ist ein erstes der Halteelemente 22a des ersten Aktorelements 21, 21 aortsfest über ein Fixierelement 25, das in der dargestellten Ausführungsform als ein in das Gehäuse 5 einsteckbarer erster Haltestift 25a ausgebildet sein kann, in dem Gehäuse 5 fixiert, so dass eine in Erstreckungsrichtung R wirkende Kraft durch das Gehäuse 5 aufgenommen werden kann. Analog ist ein erstes der Halteelemente 22a des zweiten Aktorelements 21, 21b ortsfest über ein Fixierelement 25, das in der dargestellten Ausführungsform als ein in das Gehäuse 5 einsteckbarer vierter Haltestift 25d ausgebildet sein kann, in dem Gehäuse 5 fixiert, so dass eine in Erstreckungsrichtung R wirkende Kraft in dem Gehäuse 5 aufgenommen werden kann. Anstelle der ersten und vierten Haltestifte 25a, 25d können auch Fixierungsschrauben oder ähnliche Fixierungseinrichtungen verwendet werden.
Ein zweites der Halteelemente 22b des ersten Aktorelements 21a, das dem ersten Halteelement 21a gegenüberliegt, ist mit dem insbesondere länglichen in Erstreckungsrichtung R beweglich geführten Schlittenelement 24 verbunden, so dass sich das erste Aktorelement 21a zumindest teilweise parallel zu dem Schlittenelement 24 erstreckt. Ein zweites der Halteelemente 22b des zweiten Aktorelements 21b, das dem ersten Halteelement 21b gegenüberliegt, ist mit dem insbesondere länglichen in Erstreckungsrichtung R beweglich geführten Schlittenelement 24 verbunden, so dass sich das zweite Aktorelement 21b zumindest teilweise parallel zu dem Schlittenelement 24 erstreckt. Vorzugsweise kann aus Gründen der Kompaktheit das Schlittenelement
24 in Erstreckungsrichtung R vollständig von dem jeweiligen Aktorelement 21 , 21a, 21b überdeckt werden. Dazu kann das zweite Halteelement 22b jedes der Aktorelemente 21a, 21b an einem dem ersten Halteelement 22a jeweils gegenüberliegenden Ende des betreffenden Aktorelements 21a, 21b über ein entsprechendes Fixierelement 25 mit dem Schlittenelement 24 gekoppelt sein. Die entsprechenden beispielhaft für das Fixierelement 25 verwendeten zweiten und dritten Haltestifte 25b, 25c und die daran befestigten zweiten Halteelemente 22b sind jeweils mit dem Schlittenelement 24 verbunden und bezüglich des Gehäuses 5 nicht ortsfest. Die zweiten und dritten Haltestifte 25b, 25c und die daran befestigten zweiten Halteelemente 22b bewegen sich gemeinsam mit dem Schlittenelement 24 und relativ zu dem Gehäuse 5.
Die Halteelemente 22, 22a, 22b weisen vorzugsweise eine Aufnahmeöffnung auf, durch die im montierten Zustand die Haltestifte 25a, 25b, 25c, 25d ragen und so die Halteelemente 22, 22a, 22b fixieren. Eine solche Verbindung hat den Vorteil, dass diese lösbar ist und somit die Aktorelemente 21a, 21b bei Bedarf in einfacher Weise ausgetauscht werden können, indem diese von den Haltestiften 25 abgezogen und aufgesetzt werden können. Gegebenenfalls können die Aktorelemente 21 mit Sprengringen oder sonstigen Sicherungen vor dem Ablösen von den Fixierelementen
25 gesichert werden. Insbesondere ist das erste Halteelement 22a des ersten Aktorelements 21a über einen ersten Haltestift 25a mit dem Gehäuse 5, das zweite Halteelement 22a des ersten Aktorelements 21a über einen zweiten Haltestift 25b mit dem Schlittenelement 24, das erste Halteelement 22a des zweiten Aktorelements 21b über einen dritten Haltestift 25c mit dem Schlittenelement 24 und das zweite Halteelement 22b des zweiten Aktorelements 21b über einen vierten Haltestift 25d mit dem Gehäuse 5 verbunden. Der zweite und dritte Haltestift 25b, 25c sind in dem Schlittenelement 24 aufgenommen, vorzugsweise eingesteckt.
Die Aktivierung der Aktorelemente 21, 21b erfolgt durch eine Bestromung, d. h. über die elektrisch leitend ausgebildeten Fixierelemente 25a-25d, die über die entsprechenden Halteelemente 22, 22a, 22b mit den Aktorelementen 21a, 21b verbunden sind. Zum Aktivieren der Aktorelemente 21, 21b wird an diese eine Spannung angelegt, die zu einem Stromfluss und zu einer in dem betreffenden Aktorelement 21 , 21b umgesetzten elektrischen Leistung führt. Die Leistung ist so bemessen, dass das betreffende Aktorelement 21a, 21b erwärmt wird, was aufgrund des thermoelastischen Materials zu einer Kontraktion des betreffenden Aktorelements 21, 21b führt.
Auf der Leiterplatte 6 können elektronische Schaltungen zur Realisierung von Funktionen zur Ansteuerung und Kommunikation mit externen Einrichtungen vorgesehen sein. So kann eine Kommunikationsschnittstelle zur Kommunikation über ein Bussystem, wie z.B. Ethernet, CAN, LIN und dergleichen, implementiert sein, so dass abhängig von entsprechenden empfangenen Kommandos Stellvorgänge des Stellelements 4 ausgeführt werden können. Ferner können Positionsangaben einer Position des Stellelements oder anderer beweglicher Bauteile über die Kommunikationsschnittstelle nach extern des Stellgebers 1 kommuniziert werden. Auch können die Funktionen Diagnose- und/oder Überwachungsfunktionen umfassen.
Die Aktorelemente 21a, 21b können über eine entsprechende Verschaltung bzw. Elektronik auf der Leiterplatte 6 wechselweise angesteuert werden. Dazu ist das erste Halteelement 22a des ersten Aktorelements 21a über den ersten Haltestift 25a und das erste Halteelement 22a des zweiten Aktorelements über den vierten Haltestift 25d elektrisch kontaktiert und elektrisch fest mit der Leiterplatte 6 verbunden. Dazu sind der erste und der vierte Haltestift 25a, 25d in entsprechende Durchgangsöffnungen 61 der Leiterplatte 6 aufgenommen und dort durch geeignete elektrische Kontaktierung mit einem elektrischen Spannungspotential belegbar.
Die Fixierung der Fixierelemente 25 in dem Gehäuse 5 bzw. der Leiterplatte 6 und in dem Schlittenelement 24 bewirkt, dass die Aktorelemente 21, die Fixierelemente 25 und die Halteelemente 22 abgesehen von in Erstreckungsrichtung wirkenden Kräften nicht durch Querkräfte oder relative Bewegungen beaufschlagt werden, wodurch Materialermüdung an diesen Bauteilen verringert werden kann. Insbesondere die elektrische Kontaktierung des ersten und des vierten Haltestifts 25a, 25d ist dadurch keiner Belastung durch eine Bewegung ausgesetzt.
Das erste und zweite Aktorelement 21a, 21b sind elektrisch miteinander verbunden. Dazu ist das zweite Halteelement 22b des ersten Aktorelements 21a mit dem zweiten Halteelement 22b des zweiten Aktorelements 21b elektrisch durch das Schlittenelement 24 verbunden. Dazu kann das Schlittenelement 24 vollständig elektrisch leitend oder mit einem elektrischen aufgebrachten oder eingebetteten Verbindungsleiter 27 ausgebildet sein. Der Verbindungsleiter 27 gewährleistet die elektrische Verbindung zwischen dem zweiten Haltestift 25b und dem dritten Haltestift 25c. Beispielsweise kann, wie in der Querschnittsansicht der Figur 3 dargestellt, das Schlittenelement 24 als Spritzgussteil mit einem durch Umspritzen eingebetteten elektrisch leitenden Verbindungsleiter 27 versehen sein, so dass dieser als Seele in das Schlittenelement 24 eingebettet ist.
Der elektrische Verbindungsleiter 27 in dem Schlittenelement 24 kann über die Leiterplatte 6 mit einem elektrischen Spannungspotenzial verbunden sein, so dass eine wechselweise Ansteuerung der Aktorelemente 21a, 21b durch selektive Bestromung des ersten oder zweiten Aktorelements 21a, 21b möglich ist. Ein Kontaktierungselement 62 zur elektrischen Kontaktierung des Verbindungsleiters 27 kann als Federkontakt zwischen der Platine 6 und dem Schlittenelement 24 ausgebildet sein, der an eine elektrische Kontaktierungsfläche 28 des Schlittenelements 24 gepresst wird. Die elektrische Kontaktierungsfläche 28 ist elektrisch mit dem Verbindungsleiter 27 im Inneren des Schlittenelements 24 verbunden. Das Kontaktierungselement 62 ist an der Leiterplatte 6 befestigt und dort mit einem festen Spannungspotenzial belegt. Das Kontaktierungselement 62 kann alternativ als Schleifkontakt mit einer in Richtung zum Schlittenelement 24 gewölbten Schleifbrücke, insbesondere als federelastischer, elektrisch leitender Bügel, ausgebildet sein. Die Kraft, mit der das Kontaktierungselement 62 die Kontaktierungsfläche 28 beaufschlagt, ist so gewählt, dass eine Verschiebung des Schlittenelements 24 nicht behindert wird, aber dennoch eine ausreichend zuverlässige elektrische Kontaktierung ermöglicht wird.
Die Ausbildung des Kontaktierungselements 62 als Federkontakt ermöglicht es, eine Drahtkontaktierung zu dem Schlittenelement 24 zu vermeiden. Eine Drahtkontaktierung hat den Nachteil, dass aufgrund der zyklischen Bewegung des Schlittenelements 24 eine dauernde mechanischen Bewegungsbelastung auf eine solche Drahtkontaktierung einwirkt, die zu einem Bruch des Verbindungsdrahtes und so zu einer geringeren Zyklusfestigkeit des Stellgebers führen kann.
Das Schlittenelement 24 ist mit einem Zahnstangenabschnitt 29 versehen, der über das Getriebe 3 mit dem Stellelement 4 gekoppelt ist. Das Getriebe 3 ermöglicht eine Umsetzung der translatorischen Bewegung des Schlittenelements 24 in eine rotatorische Bewegung des Stellelements 4. Das Getriebe 3 weist ein erstes Getriebeelement 31 als Schwenkhebel auf, der einen Zahnabschnitt 32 zum Eingriff in den Zahnstangenabschnitt 29 aufweist und einen an einem abstehenden Ende des Schwenkhebels vorgesehenen Zahnungsabschnitt 33 aufweist, der mit einem Ritzel 41 des Stellelements 4 in Eingriff ist. Bei Bewegung des Schlittenelements 24 verschwenkt sich das erste Getriebeelement 31, und das Stellelement 4 dreht sich.
Das Stellelement 4 kann mit einer Bremseinrichtung 42 versehen sein, die ausgelegt ist, um das Stellelement 4 bei Wegfall der aktiven Ansteuerung der Aktorelemente 21 dieses in seiner zuletzt angefahrenen Position mit einem vorgegebenen Haltemoment zu halten. Die Bremseinrichtung 42 kann dazu beispielsweise mit einer an einer kreissegmentförmigen Mantelfläche 43 mit Kraft aufliegenden Bremselements 44 realisiert sein, um das Stellelement 4 durch Haftreibung gegen ein extern einwirkendes Moment mit einem Haltemoment zu halten. Die Bremseinrichtung 42 kann ausgebildet sein, um für unterschiedliche Drehrichtungen ein gleiches oder unterschiedliches Haltemoment bereitzustellen. Die Mantelfläche 43 kann dazu mit einer Mikrozahnung ausgebildet sein, die mit einer entsprechenden Mikrozahnung an dem Bremselement 44 in Eingriff ist. Das Haltemoment wird durch eine Verrastung der Mikroverzahnungen bewirkt, deren Eingriff bei Überschreiten eines maximalen Haltemoments überwunden wird. Durch asymmetrische Zahnungswinkel an der Mantelfläche 43 können in unterschiedlichen Drehrichtungen des Stellelements 4 unterschiedliche Haltemomente realisiert sein.
Alternativ oder zusätzlich kann eine entsprechende Bremseinrichtung auch am Schlittenelement 24 und/oder am ersten Getriebeelement 31 angeordnet sein.
Seitlich versetzt zu der thermoelastischen Aktoreinheit 2 kann die Leiterplatte 6 in dem Gehäuse 5 angeordnet sein. Die Leiterplatte 6 kann ausgebildet sein, elektrische Bauteile in einer gewünschten Verschaltung aufzunehmen. Die Leiterplatte 6 ist über einen Verbindungsstecker 63 kontaktierbar, so dass auch die elektrische Leistung zur Bestromung der Aktorelemente 21 über den Verbindungsstecker 63 zuführbar ist. Der Verbindungsstecker 63 ist über eine Öffnung 54 im Gehäuse 5 zugänglich.
Ferner kann das Gehäuse 5 mit Lüftungsschlitzen 52 versehen sein, um eine Wärmeabführung von mindestens einem der Aktorelemente 21 zu gewährleisten. Die Lüftungsschlitze 52 befinden sich dazu unmittelbar dem betreffenden Aktorelement 21 gegenüberliegend, um durch Zirkulation einen Luftaustausch so zu gewährleisten, dass die durch Aktivieren der Aktorelemente 21 bewirkte Wärme schnell in die Umgebung des Stellgebers 1 abgeführt werden kann.
Das Stellelement 4 ist drehbeweglich in dem Gehäuse 5 angeordnet und ragt in axialer Richtung durch die Leiterplatte 6. Zur Positionsbestimmung (Winkellage) des Stellelements 4 kann dieses mit einem Potentiometer 65 oder einem sonstigen Positionssensor gekoppelt sein, um die aktuelle rotatorische Position des Stellelements 4 zu detektieren. Alternativ kann die Stellung des Stellelements 4 auch durch die aktuellen Längen der thermoelastischen Aktorelemente 21a, 21b erkannt werden. Dazu kann eine Widerstandsmessung der Aktorelemente 21a, 21b vorgenommen werden. Über die Abhängigkeit des Ohm’schen Widerstands von der aktuellen Länge der Aktorelemente 21a, 21b kann auf die Position des Stellelements 4 geschlossen werden. In einer weiteren Ausführungsform kann die Position des Stellelements 4 aus einer Position des Schlittenelements 24 abgeleitet werden. Die Position des Schlittenelements 24 kann in geeigneter Weise sensorisch erfasst werden.

Claims

Ansprüche
1. Thermoelastischer Stellgeber (1) zum Bereitstellen einer insbesondere rotatorischen Stellbewegung, umfassend: ein Stellelement (4) zur Ausgabe der insbesondere rotatorischen Stellbewegung; eine antagonistische Aktoreinheit (2), die mit dem Stellelement (4) gekoppelt ist, um eine translatorische Bewegung in die rotatorische Stellbewegung umzusetzen;
- wobei die antagonistische Aktoreinheit (2) umfasst: o mindestens zwei elektrisch separat aktivierbare thermoelastische Aktorelemente (21, 21a, 21b), die sich in einer Erstreckungsrichtung (R) zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende erstrecken und parallel zueinander angeordnet sind; o ein Schlittenelement (24), das in Erstreckungsrichtung (R) beweglich geführt ist, wobei die thermoelastischen Aktorelemente (21, 21a, 21b) jeweils mit dem zweiten Ende mit dem Schlittenelement (24) verbunden sind, sodass bei einer Geometrieänderung bei Aktivierung eines der Aktorelemente (21 , 21a, 21b) eine Zugkraft auf das Schlittenelement (24) ausgeübt wird, um das Schlittenelement (24) translatorisch zu bewegen; o eine elektrische Verbindung zwischen den ersten Enden der mit dem Schlittenelement (24) verbundenen Aktorelemente (21, 21a, 21b), so dass die Aktorelemente (21, 21a, 21b) mit einem gemeinsamen elektrischen Potential beaufschlagbar sind.
2. Thermoelastischer Stellgeber (1) nach Anspruch 1, wobei das Schlittenelement (24) ganz oder zumindest teilweise zwischen den Aktorelementen (21 , 21a, 21b) aufgenommen ist. Thermoelastischer Stellgeber (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Schlittenelement (24) Durchgangsöffnungen, insbesondere in Form von Schlitzen, Löchern oder einer Fachwerkstruktur aufweist, um eine Abführung von Wärme der Aktorelemente (21, 21a, 21b) durch Konvektion zu ermöglichen. Thermoelastischer Stellgeber (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei in dem oder an dem Schlittenelement (24) ein elektrisch leitfähiger Verbindungsleiter (27) als die elektrische Verbindung angeordnet ist, um die mit dem Schlittenelement (24) verbundenen zweiten Enden der thermoelastischen Aktorelemente (21, 21a, 21b) miteinander elektrisch zu verbinden. Thermoelastischer Stellgeber (1) nach Anspruch 4, wobei eine Kontaktierungseinrichtung (62) mit einem Federkontakt oder einem Schleifkontakt versehen ist, um den Verbindungsleiter (27) elektrisch zu kontaktieren, insbesondere über eine seitlich zu dem Schlittenelement (24) angeordneten Leiterplatte (6). Thermoelastischer Stellgeber (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Aktorelemente (21, 21a, 21b) als Drahtbündel-Aktorelemente ausgebildet sind. Thermoelastischer Stellgeber (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das erste Ende der Aktorelemente (21, 21a, 21b) fest mit einem Gehäuse des Stellgeber verbunden sind, sodass eine bei einer Aktivierung eines der Aktorelemente (21 , 21a, 21b) wirkende Kraft in dem Gehäuse aufgenommen und auf das Schlittenelement (24) übertragen wird. Thermoelastischer Stellgeber (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die ersten und/oder zweiten Enden der Aktorelemente (21, 21a, 21b) Halteelemente mit Durchgangsöffnungen aufweisen, um ein jeweiliges Fixierelement (25, 25a, 25b, 25c, 25d) aufzunehmen. Thermoelastischer Stellgeber nach Anspruch 8, wobei die Fixierelemente (25, 25a, 25b, 25c, 25d) elektrisch leitend ausgebildet sind, um über die aufgenommenen Halteelemente die Aktorelemente (21 , 21a, 21b) zu bestromen. Thermoelastischer Stellgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Stellelement (4) mit einer Bremseinrichtung (42) gekoppelt ist, um das Stellelement (4) mit einem Haltemoment gegen ein von extern einwirkendem Moment zu halten, wobei insbesondere das Haltemoment für unterschiedliche Drehrichtungen des Stellelements (4) gleich oder unterschiedlich ist. Thermoelastischer Stellgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit einem Gehäuse (5), wobei mindestens eines der Aktorelemente (21 , 21a, 21b) sich unmittelbar entlang einer Gehäusewand des Gehäuses (5) erstreckt, wobei ein oder mehrere Lüftungsschlitze (52) in einem Bereich der Gehäusewand vorgesehen sind, der dem mindestens einen Aktorelement (21, 21a, 21b) gegenüberliegt. Thermoelastischer Stellgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , wobei das Schlittenelement (24) mit Durchgangsöffnungen (241) versehen ist, um eine Abführung von Wärme von dem Aktorelement (21a, 21b) insbesondere durch Konvektion zu erleichtern.
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JPS63309780A (ja) * 1987-06-10 1988-12-16 Nippon Denso Co Ltd 形状記憶合金アクチュエ−タ
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