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DE102023134754A1 - Actuator for converting an electrical signal into a positioning of an actuator corresponding to the signal - Google Patents

Actuator for converting an electrical signal into a positioning of an actuator corresponding to the signal Download PDF

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Publication number
DE102023134754A1
DE102023134754A1 DE102023134754.3A DE102023134754A DE102023134754A1 DE 102023134754 A1 DE102023134754 A1 DE 102023134754A1 DE 102023134754 A DE102023134754 A DE 102023134754A DE 102023134754 A1 DE102023134754 A1 DE 102023134754A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
component
actuator
temperature
designed
composite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102023134754.3A
Other languages
German (de)
Inventor
Ralf Bernhard
Hans Meyer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Endress and Hauser Conducta GmbH and Co KG
Original Assignee
Endress and Hauser Conducta GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Endress and Hauser Conducta GmbH and Co KG filed Critical Endress and Hauser Conducta GmbH and Co KG
Priority to DE102023134754.3A priority Critical patent/DE102023134754A1/en
Publication of DE102023134754A1 publication Critical patent/DE102023134754A1/en
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N10/00—Electric motors using thermal effects
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • 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
    • F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Es ist ein Aktor (100, 200, 300, 400, 500) mit einem Verbund (10, 20, 30, 40), einer eingangsseitig mit einem Signal (S) beaufschlagbaren Steuerung (7), einer an die Steuerung (7) angeschlossenen Temperier-Vorrichtung (9, 9'), und einem mechanischen Umsetzer (11, 19, 37) beschrieben. Der Verbund (10, 20, 30, 40) umfasst eine stabförmige erste Komponente (1) und eine mit der ersten Komponente (1) verbundene, stabförmige zweite Komponente (3), deren thermische Ausdehnungskoeffizienten identisch sind. Die Temperier-Vorrichtung (9, 9') ist dazu ausgebildet eine mittels der Steuerung (7) entsprechend dem Eingangssignal (S) vorgebbare Temperaturdifferenz (ΔT) zwischen einer Temperatur (T1) der ersten Komponente (1) und einer Temperatur (T2) der zweiten Komponente (3) zu bewirken. Der mechanische Umsetzer (11, 19, 37) setzt eine Eigenschaft eines von der Größe der Temperaturdifferenz (ΔT) abhängigen Verformungszustands des Verbunds (10, 20, 30, 40) in eine hierzu korrespondierende Positionierung eines Stellglieds (13) des Aktors (100, 200, 300, 400, 500) um.

Figure DE102023134754A1_0000
An actuator (100, 200, 300, 400, 500) is described with a composite (10, 20, 30, 40), a controller (7) to which a signal (S) can be applied on the input side, a temperature control device (9, 9') connected to the controller (7), and a mechanical converter (11, 19, 37). The composite (10, 20, 30, 40) comprises a rod-shaped first component (1) and a rod-shaped second component (3) connected to the first component (1), the thermal expansion coefficients of which are identical. The temperature control device (9, 9') is designed to bring about a temperature difference (ΔT) between a temperature (T1) of the first component (1) and a temperature (T2) of the second component (3), which temperature difference can be predetermined by means of the controller (7) in accordance with the input signal (S). The mechanical converter (11, 19, 37) converts a property of a deformation state of the composite (10, 20, 30, 40) that depends on the size of the temperature difference (ΔT) into a corresponding positioning of an actuator (13) of the actuator (100, 200, 300, 400, 500).
Figure DE102023134754A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft einen Aktor, der dazu ausgebildet ist, ein elektrisches Signal in eine dem Signal entsprechende Positionierung eines Stellglieds umzusetzen.The invention relates to an actuator which is designed to convert an electrical signal into a positioning of an actuator corresponding to the signal.

Aktoren werden in einer Vielzahl unterschiedlicher Anwendungen zur Bewirkung von elektrisch steuerbaren mechanischen Verschiebungen von Bauteilen eingesetzt. Dabei wird das jeweilige Bauteil mittels des Aktors durch eine anhand eines elektrischen Signals vorgebbare Positionierung eines Stellglieds des Aktors bewegt.Actuators are used in a wide variety of applications to effect electrically controllable mechanical displacements of components. The respective component is moved by the actuator through the positioning of an actuator element, which can be specified using an electrical signal.

Entsprechend ausgebildete Aktoren werden z.B. zum Öffnen und/oder Schließen von Ventilen, zur Betätigung von Schaltern, sowie auch zum Öffnen und/oder Schließen von Klappen eingesetzt.Appropriately designed actuators are used, for example, to open and/or close valves, to operate switches, and also to open and/or close flaps.

Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Typen von Aktoren bekannt, mit denen je nach Typ kontrollierte Verschiebungen unterschiedlicher Größe bewirkt werden können.Different types of actuators are known from the state of the art, with which controlled displacements of different sizes can be effected depending on the type.

Zur Erzielung von größeren Verschiebungen, wie z.B. Verschiebungen in der Größenordnung von einem oder mehreren Millimetern, können z.B. Aktoren eingesetzt, die einen Schrittmotor und einen mechanischen Umsetzer umfassen. Als Umsetzer werden in diesen Aktoren z.B. Spindeln, Zahnstangen oder Reibräder umfassende Umsetzer verwendet, die eine mittels des Schrittmotors erzeugbare rotatorische Bewegung in eine lineare Bewegung eines Stellglieds übersetzen.To achieve larger displacements, such as displacements on the order of one or more millimeters, actuators can be used that comprise a stepper motor and a mechanical converter. These actuators use converters, for example, spindles, racks, or friction wheels, which translate the rotary motion generated by the stepper motor into a linear movement of an actuator.

Zur Erzielung von kleinen Verschiebungen, wie z.B. Verschiebungen in der Größenordnung von größer gleich einigen Hundert Mikrometern, können z.B. thermische Aktoren, wie z.B. Bimetall-Aktoren, eingesetzt werden, bei denen die Positionierung des Stellglieds durch eine mittels einer Heizvorrichtung erzeugbare Durchbiegung eines Bimetalls bewirkt wird.To achieve small displacements, such as displacements in the order of magnitude of greater than or equal to a few hundred micrometers, thermal actuators, such as bimetallic actuators, can be used, in which the positioning of the actuator is effected by a deflection of a bimetal that can be generated by means of a heating device.

Bimetalle bieten den Vorteil, dass sie kostengünstig sind. Nachteilig ist jedoch, dass der Verformungszustand von Bimetallen von deren absoluter Temperatur abhängt. Entsprechend muss bei Bimetall-Aktoren sichergestellt werden, dass die durch eine entsprechende Ansteuerung der Heizvorrichtung zu bewirkende Durchbiegung nicht bereits durch Veränderungen der Umgebungstemperatur eintreten kann. Das führt im Ergebnis dazu, dass der Umgebungstemperaturbereich, in dem Bimetall-Aktoren einsetzbar sind, entsprechend stark eingeschränkt werden muss, und/oder das entsprechend ausgelegte Bimetall zur Bewirkung einer steuerbaren Verformung auf deutlich oberhalb der maximal zu erwartenden Umgebungstemperatur liegende Temperaturen aufgeheizt werden muss. Sowohl Beschränkungen des Umgebungstemperaturbereichs als auch die Aufheizung des Bimetalls auf entsprechend hohe Temperaturen führen zu einer Begrenzung der Anwendungen, in denen Bimetall-Aktoren verwendet werden können.Bimetals offer the advantage of being cost-effective. However, the disadvantage is that their deformation state depends on their absolute temperature. Accordingly, with bimetal actuators, it must be ensured that the deflection achieved by appropriately controlling the heating device cannot be triggered by changes in the ambient temperature. This means that the ambient temperature range in which bimetal actuators can be used must be severely restricted, and/or the correspondingly designed bimetal must be heated to temperatures significantly above the maximum expected ambient temperature to achieve controllable deformation. Both restrictions on the ambient temperature range and heating the bimetal to correspondingly high temperatures limit the applications in which bimetal actuators can be used.

Vergleichbare Probleme treten auch in Verbindung mit thermischen Aktoren auf, die ein mittels einer Heizvorrichtung aufheizbares Arbeitsvolumen eines Mediums umfassen, durch dessen thermische Volumenausdehnung ein Kolben bewegt wird. Bei diesen Aktoren hängt die thermische Ausdehnung des Arbeitsvolumens von der absoluten Temperatur des Mediums ab, die sich auch in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur verändert.Similar problems also arise in connection with thermal actuators, which comprise a working volume of a medium that can be heated by a heating device, and whose thermal expansion moves a piston. In these actuators, the thermal expansion of the working volume depends on the absolute temperature of the medium, which also varies depending on the ambient temperature.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung einen thermischen Aktor zur Positionierung eines Stellglieds anzugeben, mit dem die Positionierung des Stellglieds in einem größeren Umgebungstemperaturbereich möglichst präzise und/oder im Wesentlichen unabhängig von der Umgebungstemperatur vorgenommen werden kann.It is an object of the invention to provide a thermal actuator for positioning an actuator with which the positioning of the actuator can be carried out as precisely as possible and/or substantially independently of the ambient temperature in a larger ambient temperature range.

Hierzu umfasst die Erfindung einen Aktor mit

  • einem Verbund, der eine stabförmige erste Komponente und eine zumindest an einem Ende mit der ersten Komponente verbundene, stabförmige zweite Komponente umfasst, wobei die erste Komponente und die zweite Komponente identische thermische Ausdehnungskoeffizienten aufweisen,
  • einer eingangsseitig mit einem Signal beaufschlagbaren Steuerung,
  • einer an die Steuerung angeschlossenen Temperier-Vorrichtung, die dazu ausgebildet ist, eine mittels der Steuerung entsprechend dem Eingangssignal vorgebbare Temperaturdifferenz zwischen einer Temperatur der ersten Komponente und einer Temperatur der zweiten Komponente zu bewirken, und
  • einem mechanischen Umsetzer, der eine Eigenschaft eines von der Größe der Temperaturdifferenz abhängigen Verformungszustands des Verbunds in eine hierzu korrespondierende Positionierung eines als Bestandteil des Umsetzers ausgebildeten oder mit dem Umsetzer verbundenen Stellglieds des Aktors umsetzt.
For this purpose, the invention comprises an actuator with
  • a composite comprising a rod-shaped first component and a rod-shaped second component connected to the first component at least at one end, wherein the first component and the second component have identical thermal expansion coefficients,
  • a control system that can be supplied with a signal on the input side,
  • a temperature control device connected to the controller, which is designed to effect a temperature difference between a temperature of the first component and a temperature of the second component, which temperature difference can be predetermined by the controller in accordance with the input signal, and
  • a mechanical converter which converts a property of a deformation state of the composite, which depends on the size of the temperature difference, into a corresponding positioning of an actuator element of the actuator which is formed as a component of the converter or is connected to the converter.

Die identischen thermischen Ausdehnungskoeffizienten der ersten Komponente und der zweiten Komponente und die Umsetzung der von der mittels der Steuerung eingestellten Größe der Temperaturdifferenz abhängigen Eigenschaft des Verbunds bieten den Vorteil, dass mit dem Aktor in einem sehr großen Umgebungstemperaturbereich eine präzise Positionierung des Stellglieds bewirkbar ist, die im Wesentlichen unabhängig von der Umgebungstemperatur ist.The identical thermal expansion coefficients of the first component and the second component and the implementation of the composite property, which depends on the size of the temperature difference set by the control system, offer the advantage that the actuator can be used to achieve precise positioning of the actuator in a very wide ambient temperature range. which is essentially independent of the ambient temperature.

Eine erste Variante besteht darin, dass

  • die erste Komponente und die zweite Komponente parallel versetzt zueinander in einer Ebene angeordnet sind,
  • ein Ende der ersten Komponente mit einem Ende der zweiten Komponente über eine starre Basis verbunden ist, und
  • der Umsetzer eine von der Temperaturdifferenz abhängige Längendifferenz zwischen einer Länge der ersten Komponente und einer Länge der zweiten Komponente in eine zu der Längendifferenz korrespondierende Positionierung des Stellglieds umsetzt.
A first variant is that
  • the first component and the second component are arranged parallel to each other in a plane,
  • one end of the first component is connected to one end of the second component via a rigid base, and
  • the converter converts a temperature difference-dependent length difference between a length of the first component and a length of the second component into a positioning of the actuator corresponding to the length difference.

Eine Ausgestaltung der ersten Variante sieht vor, dass der Umsetzer als erster Hebel ausgebildet ist oder einen ersten Hebel umfasst, wobei der erste Hebel:

  • ein Ende umfasst, der das Stellglied bildet oder umfasst, an dem das Stellglied angeordnet ist oder der mit dem Stellglied mechanisch verbunden ist, und
  • einen dem Ende gegenüberliegenden Endbereich umfasst, der über eine erste Verbindung mit einem von der Basis abgewandten freien Ende der ersten Komponente und über eine entlang einer Längsachse des ersten Hebels von der ersten Verbindung beabstandete zweite Verbindung mit einem von der Basis abgewandten freien Ende der zweiten Komponente verbunden ist.
An embodiment of the first variant provides that the converter is designed as a first lever or comprises a first lever, wherein the first lever:
  • comprises an end which forms or comprises the actuator, at which the actuator is arranged or which is mechanically connected to the actuator, and
  • an end region opposite the end, which is connected via a first connection to a free end of the first component facing away from the base and via a second connection spaced from the first connection along a longitudinal axis of the first lever to a free end of the second component facing away from the base.

Eine Weiterbildung dieser Ausgestaltung sieht vor, dass

  • das Ende des ersten Hebels über eine Umlenkvorrichtung mit einem ersten Endbereich eines zweiten Hebels verbunden ist,
  • der erste Endbereich des zweiten Hebels zusätzlich über eine in parallel zur Längsachse des zweiten Hebels verlaufender Richtung von der Umlenkvorrichtung beabstandete weitere Verbindung mit der Basis verbunden ist, und
  • das Stellglied durch einen senkrecht zur Längsachse des zweiten Hebels in von dem ersten Hebel abgewandter Richtung vorstehenden Bereich eines von der Umlenkvorrichtung abgewandten zweiten Endbereichs des zweiten Hebels gebildet ist, an einem von der Umlenkvorrichtung abgewandten Bereich des zweiten Hebels angeordnet ist, durch einen von der Umlenkvorrichtung abgewandten Bereich des zweiten Hebels gebildet ist, oder mechanisch mit einem von der Umlenkvorrichtung abgewandten Bereich des zweiten Hebels verbunden ist.
A further development of this design provides that
  • the end of the first lever is connected to a first end region of a second lever via a deflection device,
  • the first end region of the second lever is additionally connected to the base via a further connection spaced from the deflection device in a direction parallel to the longitudinal axis of the second lever, and
  • the actuator is formed by a region of a second end region of the second lever facing away from the deflection device, which region projects perpendicularly to the longitudinal axis of the second lever in the direction facing away from the first lever, is arranged on a region of the second lever facing away from the deflection device, is formed by a region of the second lever facing away from the deflection device, or is mechanically connected to a region of the second lever facing away from the deflection device.

Ausgestaltungen dieser Weiterbildung bestehen darin, dass

  • der zweite Hebel bei gleicher Temperatur der ersten Komponente und der zweiten Komponente parallel zu dem ersten Hebel verläuft, und/oder
  • die Umlenkvorrichtung und die weitere Verbindung elastisch sind und/oder als Verbindungsstege ausgebildet sind.
The features of this training include
  • the second lever runs parallel to the first lever when the first component and the second component have the same temperature, and/or
  • the deflection device and the further connection are elastic and/or are designed as connecting webs.

Weiterbildungen der ersten Variante sehen vor, dass

  • die erste Komponente, die zweite Komponente, die Basis, die erste Verbindung, die zweite Verbindung, die weitere Verbindung und/oder der Umsetzer oder zumindest Teilbereiche des Umsetzers als Bereiche eines einteiligen Bauteils oder einer einteiligen, ein- oder mehrlagigen Leiterplatte ausgebildet sind, und/oder
  • die erste Verbindung und die zweite Verbindung jeweils als elastische Verbindung ausgebildet ist und/oder als Verbindungssteg ausgebildet ist, dessen Breite echt kleiner als eine Breite der ersten Komponente und der zweiten Komponente ist.
Further training of the first variant provides that
  • the first component, the second component, the base, the first connection, the second connection, the further connection and/or the converter or at least partial regions of the converter are formed as regions of a one-piece component or a one-piece, single- or multi-layer printed circuit board, and/or
  • the first connection and the second connection are each designed as an elastic connection and/or as a connecting web whose width is actually smaller than a width of the first component and the second component.

Eine weitere Weiterbildung der ersten Variante besteht darin, dass

  • auf der ersten Komponente ein an die Steuerung angeschlossener erster Dehnungsmessstreifen zur messtechnischen Erfassung einer Längenausdehnung der ersten Komponente angeordnet ist,
  • auf der zweiten Komponente ein an die Steuerung angeschlossener zweiter Dehnungsmessstreifen zur messtechnischen Erfassung einer Längenausdehnung der zweiten Komponente angeordnet ist, und
  • die Steuerung dazu ausgebildet ist, die von der Steuerung über eine dem Signal entsprechende Ansteuerung der Temperier-Vorrichtung gesteuerte Positionierung des Stellglieds anhand einer Differenz der mit dem ersten Dehnungsmessstreifen gemessenen Längenausdehnung der ersten Komponente und der mit dem zweiten Dehnungsmessstreifen gemessenen Längenausdehnung der zweiten Komponente zu regeln.
A further development of the first variant is that
  • a first strain gauge connected to the controller is arranged on the first component for measuring a linear expansion of the first component,
  • a second strain gauge connected to the control system is arranged on the second component for measuring a linear expansion of the second component, and
  • the controller is designed to regulate the positioning of the actuator, which is controlled by the controller via a control of the tempering device corresponding to the signal, on the basis of a difference between the linear expansion of the first component measured with the first strain gauge and the linear expansion of the second component measured with the second strain gauge.

Eine zweite Variante besteht darin, dass die erste Komponente und die zweite Komponente in dem Verbund übereinander angeordnet und thermisch gegenübereinander isoliert sind, und der Umsetzer eine von der Temperaturdifferenz abhängige Durchbiegung des Verbunds in die hierzu korrespondierende Positionierung des Stellglieds umsetzt.A second variant consists in that the first component and the second component are arranged one above the other in the composite and are thermally insulated from each other, and the converter has a temperature difference-dependent converts the constant deflection of the composite into the corresponding positioning of the actuator.

Eine erste Weiterbildung der zweiten Variante sieht vor, dass der Verbund abgesehen von einem in seiner Position fixierten, in einer Einspannvorrichtung eingespannten oder auf einem Träger montierten Ende des Verbunds frei beweglich ist, und der Umsetzer dazu ausgebildet ist eine der von der Temperaturdifferenz abhängigen Durchbiegung entsprechende Auslenkung eines mit dem Umsetzer verbundenen, dem fixierten Ende gegenüberliegenden, frei beweglichen Endes des Verbunds in die hierzu korrespondierende Positionierung des Stellglieds umzusetzen.A first development of the second variant provides that the composite is freely movable apart from one end of the composite which is fixed in its position, clamped in a clamping device or mounted on a support, and the converter is designed to convert a deflection corresponding to the temperature difference-dependent deflection of a freely movable end of the composite which is connected to the converter and opposite the fixed end into the corresponding positioning of the actuator.

Eine zweite Weiterbildung der zweiten Variante besteht darin, dass die einander gegenüberliegenden äußeren Enden des Verbunds jeweils derart in oder auf einem Lager, in einem als Einfassung ausgebildeten Lager oder auf einer als Lager dienenden Auflagefläche angeordnet sind, dass ein dazwischen befindlicher mittlerer Bereich des Verbunds frei beweglich ist, und der Umsetzer dazu ausgebildet ist eine der von der Temperaturdifferenz abhängigen Durchbiegung entsprechende Auslenkung des mit dem Umsetzer (37) verbundenen mittleren Bereichs des Verbunds in die hierzu korrespondierende Positionierung des Stellglieds umzusetzen.A second development of the second variant consists in that the mutually opposite outer ends of the composite are each arranged in or on a bearing, in a bearing designed as a frame or on a support surface serving as a bearing, such that a central region of the composite located therebetween is freely movable, and the converter is designed to convert a deflection of the central region of the composite connected to the converter (37) corresponding to the deflection dependent on the temperature difference into the corresponding positioning of the actuator.

Weiterbildungen von Aktoren gemäß der zweiten Variante bestehen darin, dass

  • die erste Komponente gegenüber der zweiten Komponente thermisch isoliert ist, indem jedes der beiden äußeren Enden der ersten Komponente jeweils über einen Abstandshalter oder einen Abstandshalter aus einem thermischen Isolator, aus Glas, Kunststoff oder Keramik mit einem der beiden äußeren Enden der zweiten Komponente verbunden ist, oder indem die erste Komponente durch eine zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponenten angeordnete Isolationsschicht oder eine Isolationsschicht aus Kunststoff vollflächig mit der zweiten Komponente verbunden ist,
  • der Verbund aus Einzelteilen aufgebaut ist, als ein in einem 3-D Druckverfahren hergestelltes Bauteil ausgebildet ist, als mehrlagige Leiterplatte ausgebildet ist, oder zwei baugleiche Leiterplatten umfasst, von denen eine die erste Komponente bildet und die andere die zweite Komponente bildet, und/oder
  • die Temperier-Vorrichtung mindestens ein jeweils zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente angeordnetes, jeweils als Heiz- und Kühlelement oder als Peltier-Element ausgebildetes Element umfasst, wobei das oder jedes Element jeweils derart angeordnet und ausgebildet ist, dass es zur Erzeugung einer dem Signal entsprechenden Temperaturdifferenz bei entsprechender Ansteuerung der Temperier-Vorrichtung oder jedes Elements durch die Steuerung zeitgleich eine der beiden daran angrenzenden Komponenten beheizt und die jeweils andere Komponente kühlt.
Further developments of actuators according to the second variant consist in
  • the first component is thermally insulated from the second component by connecting each of the two outer ends of the first component to one of the two outer ends of the second component via a spacer or a spacer made of a thermal insulator, glass, plastic or ceramic, or by connecting the first component over its entire surface to the second component by an insulating layer arranged between the first component and the second component or an insulating layer made of plastic,
  • the composite is constructed from individual parts, is designed as a component produced using a 3D printing process, is designed as a multi-layer printed circuit board, or comprises two identical printed circuit boards, one of which forms the first component and the other forms the second component, and/or
  • the temperature control device comprises at least one element arranged between the first component and the second component, each designed as a heating and cooling element or as a Peltier element, wherein the or each element is arranged and designed in such a way that, in order to generate a temperature difference corresponding to the signal, when the temperature control device or each element is correspondingly controlled by the controller, it simultaneously heats one of the two components adjacent to it and cools the other component.

Gemäß einer weiteren Weiterbildung umfasst der Aktor gemäß der zweiten Variante mindestens einen, jeweils auf der ersten Komponente oder auf der zweiten Komponente angeordneten, an die Steuerung angeschlossenen Dehnungsmessstreifen zur messtechnischen Erfassung einer von der Durchbiegung des Verbunds abhängigen Größe, und die Steuerung ist dazu ausgebildet, die von der Steuerung über eine dem Signal entsprechende Ansteuerung der Temperier-Vorrichtung gesteuerte Positionierung des Stellglieds anhand der mit dem oder den Dehnungsmessstreifen erfassten Durchbiegung zu regeln.According to a further development, the actuator according to the second variant comprises at least one strain gauge, arranged on the first component or on the second component, connected to the controller for measuring a variable dependent on the deflection of the composite, and the controller is designed to regulate the positioning of the actuator, controlled by the controller via a control of the temperature control device corresponding to the signal, on the basis of the deflection detected by the strain gauge(s).

Eine weitere Weiterbildung der hier beschriebenen Aktoren sieht vor, dass

  • auf der ersten Komponente ein an die Steuerung angeschlossener erster Temperatur-Sensor zur Messung der Temperatur der ersten Komponente angeordnet ist,
  • auf der zweiten Komponente ein an die Steuerung angeschlossener zweiter Temperatur-Sensor zur Messung der Temperatur der zweiten Komponente angeordnet ist, und
  • die Steuerung dazu ausgebildet, die entsprechend dem Signal mittels der Temperier-Vorrichtung zu bewirkende Temperaturdifferenz anhand einer Differenz zwischen der mit dem ersten Temperatur-Sensor gemessenen Temperatur der ersten Komponente und der mit dem zweiten Temperatur-Sensor gemessenen Temperatur der zweiten Komponente zu regeln.
A further development of the actuators described here provides that
  • a first temperature sensor connected to the controller is arranged on the first component to measure the temperature of the first component,
  • a second temperature sensor connected to the controller is arranged on the second component to measure the temperature of the second component, and
  • the controller is designed to regulate the temperature difference to be brought about by the tempering device in accordance with the signal on the basis of a difference between the temperature of the first component measured by the first temperature sensor and the temperature of the second component measured by the second temperature sensor.

Gemäß einer weiteren Weiterbildung umfasst der Aktor eine an die Steuerung angeschlossene Messeinrichtung zur messtechnischen Erfassung mindestens einer vom Verformungszustand des Verbunds abhängigen Größe und/oder mindestens einer von der Position des Stellglieds abhängigen Größe, wobei die Steuerung dazu ausgebildet ist, die von der Steuerung über eine dem Signal entsprechende Ansteuerung der Temperier-Vorrichtung gesteuerte Positionierung des Stellglieds anhand der oder jeder von der Messeinrichtung gemessenen Größe zu regeln.According to a further development, the actuator comprises a measuring device connected to the controller for the metrological detection of at least one variable dependent on the deformation state of the composite and/or at least one variable dependent on the position of the actuator, wherein the controller is designed to regulate the positioning of the actuator, controlled by the controller via a control of the temperature control device corresponding to the signal, on the basis of the or each variable measured by the measuring device.

Weiterbildungen der letztgenannten Weiterbildung bestehen darin, dass die Messeinrichtung:

  • einen Abstandssensor, einen kapazitiven Abstandssensor, einen magnetischen Abstandssensor oder einen optischen Abstandssensor zur messtechnischen Erfassung eines von der Positionierung des Stellglieds abhängigen Abstands des Stellglied von einem vorgegebenen Bezugspunkt umfasst, und/oder
  • mindestens einen Abstandssensor, einen kapazitiven Abstandssensor, einen magnetischen Abstandssensor oder einen optischen Abstandssensor zur messtechnischen Erfassung einer vom Verformungszustand des Verbunds abhängigen Größe des Verbunds umfasst.
Further training of the latter consists in the measuring device:
  • a distance sensor, a capacitive distance sensor, a magnetic Distance sensor or an optical distance sensor for the metrological detection of a distance of the actuator from a predetermined reference point, which distance depends on the positioning of the actuator, and/or
  • at least one distance sensor, a capacitive distance sensor, a magnetic distance sensor or an optical distance sensor for the metrological detection of a variable of the composite that depends on the deformation state of the composite.

Eine weitere Weiterbildung sieht vor, dass die Temperier-Vorrichtung mindestens ein auf der ersten Komponente angeordnetes Element umfasst, mindestens ein auf der zweiten Komponente angeordnetes Element umfasst oder mindestens zwei Elemente umfasst, von denen mindestens eines auf der ersten Komponente (1) und mindestens eines auf der zweiten Komponente angeordnet ist, und das oder jedes Element der Temperier-Vorrichtung jeweils als mittels der Steuerung steuerbares, als Heizelement und/oder als Kühlelement betreibbares Element ausgebildet ist.A further development provides that the temperature control device comprises at least one element arranged on the first component, at least one element arranged on the second component or at least two elements, of which at least one is arranged on the first component (1) and at least one on the second component, and the or each element of the temperature control device is designed as an element that can be controlled by means of the controller and can be operated as a heating element and/or as a cooling element.

Weitere Weiterbildungen bestehen darin, dass die erste Komponente und die zweite Komponente bei einer vorgegebenen Referenztemperatur gleich lang sind, und/oder jeweils:

  • eine Grundfläche mit einer Länge von 10 mm bis 100 mm und einer Breite von 1 mm bis 10 mm aufweisen, und/oder eine senkrecht zur Grundfläche verlaufende Dicke von 0.5 mm bis 3 mm aufweisen,
  • als ein- oder mehrlagigen Leiterplatte oder als Leiterplattenbereich einer ein- oder mehrlagigen Leiterplatte ausgebildet ist, und/oder
  • als mehrlagige Komponente ausgebildet ist, die mindestens eine Leiterplatten-Lage aus einem nicht-metallischen Leiterplattenmaterial und mindestens eine metallische Lage aus einem Metall oder aus Kupfer umfasst.
Further developments consist in the first component and the second component being of equal length at a given reference temperature, and/or each:
  • have a base area with a length of 10 mm to 100 mm and a width of 1 mm to 10 mm, and/or a thickness perpendicular to the base area of 0.5 mm to 3 mm,
  • as a single- or multi-layer printed circuit board or as a printed circuit board area of a single- or multi-layer printed circuit board, and/or
  • is designed as a multi-layer component comprising at least one circuit board layer made of a non-metallic circuit board material and at least one metallic layer made of a metal or copper.

Die Erfindung und deren Vorteile werden nun anhand der Figuren der Zeichnung, in denen mehrere Ausführungsbeispiele dargestellt sind, näher erläutert. Gleiche Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

  • 1 zeigt: einen Aktor mit zwei in einer Ebene parallel versetzt zueinander angeordneten Komponenten bei gleicher Temperatur der Komponenten;
  • 2 zeigt: den in 1 dargestellten Aktor bei ungleicher Temperatur der Komponenten;
  • 3 zeigt: eine Abwandlung des in 1 dargestellten Aktors bei gleicher Temperatur der Komponenten;
  • 4 zeigt: den in 3 dargestellten Aktor bei ungleicher Temperatur der Komponenten;
  • 5 zeigt: einen Aktor mit zwei in einem endseitig fixierten Verbund übereinander angeordneten Komponenten;
  • 6 zeigt: einen Aktor mit zwei in einem an beiden Enden gelagerten Verbund übereinander angeordneten Komponenten;
  • 7 zeigt: eine mehrlagige Komponente; und
  • 8 zeigt: einen Aktor mit einer Peltier-Elemente umfassenden Temperier-Vorrichtung.
The invention and its advantages will now be explained in more detail with reference to the figures of the drawing, which illustrate several exemplary embodiments. Identical elements are provided with the same reference numerals in the figures.
  • 1 shows: an actuator with two components arranged parallel to each other in a plane with the same temperature of the components;
  • 2 shows: the 1 shown actuator with unequal temperature of the components;
  • 3 shows: a modification of the 1 shown actuator at the same temperature of the components;
  • 4 shows: the 3 shown actuator with unequal temperature of the components;
  • 5 shows: an actuator with two components arranged one above the other in a composite fixed at the end;
  • 6 shows: an actuator with two components arranged one above the other in a composite supported at both ends;
  • 7 shows: a multilayer component; and
  • 8 shows: an actuator with a temperature control device comprising Peltier elements.

Die Erfindung betrifft einen thermischen Aktor. Ein erstes Ausführungsbeispiel hierzu ist in 1 dargestellt. Der Aktor 100 umfasst einen Verbund 10, der eine stabförmige erste Komponente 1 und eine zumindest an einem Ende mit der ersten Komponente 1 verbundene, stabförmige zweite Komponente 3 umfasst.The invention relates to a thermal actuator. A first embodiment thereof is described in 1 The actuator 100 comprises a composite 10 comprising a rod-shaped first component 1 and a rod-shaped second component 3 connected to the first component 1 at least at one end.

Die erste Komponente 1 weist bei einer vorgegebenen Referenztemperatur eine vorgegebene erste Länge auf. Die zweite Komponente 3 weist bei der vorgegebenen Referenztemperatur eine vorgegebene zweite Länge auf. Eine derzeit bevorzugte, in 1 dargestellte Ausführungsform besteht darin, dass die erste Komponente 1 und die zweite Komponente 3 bei der Referenztemperatur gleich lang sind. Alternativ können sie je nach Ausgestaltung des Aktors 100 bei gleicher Referenztemperatur aber auch verschieden lang sein.The first component 1 has a predetermined first length at a predetermined reference temperature. The second component 3 has a predetermined second length at the predetermined reference temperature. A currently preferred 1 The embodiment shown is that the first component 1 and the second component 3 are of equal length at the reference temperature. Alternatively, depending on the design of the actuator 100, they can also be of different lengths at the same reference temperature.

Die Abmessungen der ersten und der zweiten Komponente 1, 3, sind innerhalb weiter Grenzen frei vorgebbar. Dabei weisen sie bei der Referenztemperatur, wie z.B. einer Raumtemperatur von 21°C, z.B. jeweils eine Grundfläche mit einer Länge von 10 mm bis 100 mm und einer Breite von 1 mm bis 10 mm auf, und/oder eine senkrecht zur Grundfläche verlaufende Dicke von 0.5 mm bis 3 mm auf.The dimensions of the first and second components 1, 3 can be freely specified within wide limits. At the reference temperature, such as a room temperature of 21°C, they each have a base area with a length of 10 mm to 100 mm and a width of 1 mm to 10 mm, and/or a thickness perpendicular to the base area of 0.5 mm to 3 mm.

Die erste Komponente 1 und die zweite Komponente 3 weisen identische thermische Ausdehnungskoeffizienten auf. Das kann z.B. dadurch erzielt werden, dass die erste Komponente 1 und die zweite Komponente 3 baugleich sind, aus dem gleichen Material bestehen, oder aus dem gleichen Verbundwerkstoff bestehen, wobei der Verbundwerkstoff mindestens zwei aufeinander angeordnete, miteinander verbundene Lagen umfasst.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die erste Komponente 1 und die zweite Komponente 3 jeweils als Leiterplatte oder als Leiterplattenbereich einer ein- oder mehrlagigen Leiterplatte ausgebildet sind.The first component 1 and the second component 3 have identical thermal expansion coefficients. This can be achieved, for example, by the first component 1 and the second component 3 being structurally identical, made of the same material, or made of the same composite material, wherein the composite material comprises at least two layers arranged on top of one another and bonded to one another.
One embodiment provides that the first component 1 and the second component 3 are each designed as a printed circuit board or as a printed circuit board area of a single-layer or multi-layer printed circuit board.

Der die erste Komponente 1 und die zweite Komponente 3 umfassende Verbund 10 kann je nach Anordnung der ersten Komponente 1 und der zweiten Komponente 3 auf unterschiedliche Weise ausgebildet sein.The composite 10 comprising the first component 1 and the second component 3 can be designed in different ways depending on the arrangement of the first component 1 and the second component 3.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die erste Komponente 1 und die zweite Komponente 3 parallel versetzt zueinander in einer Ebene angeordnet sind und ein Ende der ersten Komponente 1 mit einem Ende der parallel hierzu verlaufenden zweiten Komponente 3 über eine starre Basis 5 verbunden ist. 1 shows an embodiment in which the first component 1 and the second component 3 are arranged parallel to one another in a plane and one end of the first component 1 is connected to one end of the second component 3 running parallel thereto via a rigid base 5.

Des Weiteren umfasst der Aktor 100 eine eingangsseitig mit einem elektrischen Signal S beaufschlagbare Steuerung 7, eine an die Steuerung 7 angeschlossene Temperier-Vorrichtung 9 und einen mechanischen Umsetzer 11.Furthermore, the actuator 100 comprises a controller 7 which can be supplied with an electrical signal S on the input side, a temperature control device 9 connected to the controller 7 and a mechanical converter 11.

Die Temperier-Vorrichtung 9 ist dazu ausgebildet, eine mittels der Steuerung 7 entsprechend dem Eingangssignal S vorgebbare Temperaturdifferenz ΔT zwischen einer Temperatur T1 der ersten Komponente 1 und einer Temperatur T2 der zweiten Komponente 3 zu bewirken.The tempering device 9 is designed to cause a temperature difference ΔT, which can be predetermined by means of the controller 7 in accordance with the input signal S, between a temperature T1 of the first component 1 and a temperature T2 of the second component 3.

Als Temperier-Vorrichtung 9 eignet sich z.B. eine Vorrichtung, die mindestens ein auf der ersten Komponente 1 angeordnetes, jeweils als Heizelement und/oder als Kühlelement betreibbares, mittels der Steuerung 7 ansteuerbares Element E1 und/oder mindestens ein auf der zweiten Komponente 3 angeordnetes, jeweils als Heizelement und/oder als Kühlelement betreibbares, mittels der Steuerung 7 ansteuerbares Element E2 umfasst. Als ausschließlich als Heizelement betreibbare Elemente E1, E2 eignen sich z.B. Widerstands-Elemente. Als sowohl als Heizelement als auch als Kühlelement betreibbare Elemente E1, E2 eignen sich z.B. Peltier-Elemente.A suitable temperature control device 9 is, for example, a device comprising at least one element E1 arranged on the first component 1, operable as a heating element and/or a cooling element, and controllable by means of the controller 7, and/or at least one element E2 arranged on the second component 3, operable as a heating element and/or a cooling element, and controllable by means of the controller 7. Suitable elements E1, E2 that can be operated exclusively as heating elements include, for example, resistance elements. Suitable elements E1, E2 that can be operated both as heating elements and as cooling elements include, for example, Peltier elements.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Temperier-Vorrichtung 9 mehrere auf der ersten Komponente 1 angeordnete, mittels der Steuerung 7 ansteuerbare Elemente E1 und mehrere auf der zweiten Komponente 3 angeordnete, mittels der Steuerung 7 ansteuerbare Elemente E2 umfasst. Temperier-Vorrichtungen 9 mit mindestens einem auf der ersten Komponente 1 und mindestens einem auf der zweiten Komponente 3 angeordneten Element E1, E2 bieten den Vorteil, dass die Temperaturdifferenz ΔT durch eine entsprechende Ansteuerung der Elemente E1, E2 durch die Steuerung 7 in Abhängigkeit von dem Signal S deutlich schneller geändert werden kann, als bei alternativ einsetzbaren Temperier-Vorrichtungen 9, bei denen nur auf einer der beiden Komponenten 1, 3 mindestens ein Element E1 oder E2 angeordnet ist. 1 shows an embodiment in which the temperature control device 9 comprises a plurality of elements E1 arranged on the first component 1 and controllable by means of the controller 7, and a plurality of elements E2 arranged on the second component 3 and controllable by means of the controller 7. Temperature control devices 9 with at least one element E1, E2 arranged on the first component 1 and at least one element E1, E2 arranged on the second component 3 offer the advantage that the temperature difference ΔT can be changed significantly more quickly by appropriately controlling the elements E1, E2 by the controller 7 as a function of the signal S, than with alternatively usable temperature control devices 9 in which at least one element E1 or E2 is arranged on only one of the two components 1, 3.

Bei Aktoren 100, bei denen die erste Komponente 1 und die zweite Komponente 3 jeweils als Leiterplatte oder als Leiterplattenbereich einer Leiterplatte ausgebildet sind, sind die Anschlussleitungen der Elemente E1, E2 der Temperier-Vorrichtung 9 z.B. jeweils als zumindest abschnittweise auf und/oder innerhalb der Leiterplatte verlaufende Leitungen ausgebildet. Das bietet den Vorteil geringer Herstellungskosten.In actuators 100 in which the first component 1 and the second component 3 are each designed as a printed circuit board or as a printed circuit board region of a printed circuit board, the connecting lines of the elements E1, E2 of the temperature control device 9 are each designed, for example, as lines that run at least partially on and/or within the printed circuit board. This offers the advantage of lower manufacturing costs.

Der mechanische Umsetzer 11 ist dazu ausgebildet, eine Eigenschaft eines von der Größe der Temperaturdifferenz ΔT abhängigen Verformungszustands des die erste Komponente 1 und die zweite Komponente 3 umfassenden Verbunds 10 in eine hierzu korrespondierende Positionierung eines als Bestandteil des Umsetzers 11 ausgebildeten oder mit dem Umsetzer 11 verbundenen Stellglieds 13 des Aktors 100 umzusetzen.The mechanical converter 11 is designed to convert a property of a deformation state of the composite 10 comprising the first component 1 and the second component 3, which deformation state depends on the size of the temperature difference ΔT, into a corresponding positioning of an actuator 13 of the actuator 100, which actuator is designed as a component of the converter 11 or is connected to the converter 11.

Dabei bieten die identischen thermischen Ausdehnungskoeffizienten der ersten Komponente 1 und der zweiten Komponente 3 den Vorteil, dass mit dem Umsetzer 11 eine von der Größe der Temperaturdifferenz ΔT abhängige Eigenschaft des Verbunds 10 umsetzbar ist bzw. umgesetzt wird, die im Wesentlichen unabhängig von der Umgebungstemperatur ist. Hierzu können je nach Ausgestaltung des Verbunds 10 und/oder der zur Positionierung des Stellglieds 13 herangezogenen Eigenschaft des Verbund 10 unterschiedliche Arten von mechanischen Umsetzern 11 eingesetzt werden.The identical thermal expansion coefficients of the first component 1 and the second component 3 offer the advantage that the converter 11 can implement or implement a property of the composite 10 that depends on the magnitude of the temperature difference ΔT and is essentially independent of the ambient temperature. For this purpose, different types of mechanical converters 11 can be used depending on the design of the composite 10 and/or the property of the composite 10 used to position the actuator 13.

Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird als Eigenschaft des Verformungszustands des Verbunds 10 eine von der Temperaturdifferenz ΔT abhängige Längendifferenz ΔL zwischen der von der Temperatur T1 der ersten Komponente 1 abhängigen Länge L1 der ersten Komponente 1 und der von der Temperatur T2 der zweiten Komponente 3 abhängigen Länge L2 der zweiten Komponente 3 genutzt. Diese Längendifferenz ΔL wird von dem Umsetzer 11 in die hierzu korrespondierende Positionierung des Stellglieds 13 umgesetzt.In the 1 In the exemplary embodiment shown, a length difference ΔL, which is dependent on the temperature difference ΔT, between the length L1 of the first component 1, which depends on the temperature T1 of the first component 1, and the length L2 of the second component 3, which depends on the temperature T2 of the second component 3, is used as a property of the deformation state of the composite 10. This length difference ΔL is converted by the converter 11 into the corresponding positioning of the actuator 13.

1 zeigt den Verbund 10 in einem Verformungszustand, den er bei gleicher Temperatur T1, T2 der ersten Komponente 1 und der zweiten Komponente 3 einnimmt. In dem in 1 dargestellten Beispiel weisen die erste Komponente 1 und die zweite Komponente 3 bei der vorgegebenen Referenztemperatur die gleiche Länge auf. Aufgrund der identischen thermischen Ausdehnungskoeffizienten weisen sie dementsprechend unabhängig von deren absoluter, ggfs. auch von der Umgebungstemperatur abhängiger Temperatur T1, T2 bei einer Temperaturdifferenz ΔT von 0° C immer die gleiche Länge auf. 1 shows the composite 10 in a deformation state which it assumes at the same temperature T1, T2 of the first component 1 and the second component 3. In the 1 In the example shown, the first component 1 and the second component 3 have the same length at the specified reference temperature. Due to their identical thermal expansion coefficients, they always have the same length at a temperature difference ΔT of 0°C, regardless of their absolute temperature T1, T2, which may also depend on the ambient temperature.

2 zeigt den in 1 dargestellten Aktor 100, wobei der Verbund 10 in 2 in einem Verformungszustand dargestellt ist, den er einnimmt, wenn die Temperatur T1 der ersten Komponente 1 echt größer als die Temperatur T2 der zweiten Komponente 3 ist. Bei einer solchen nachfolgend als positive Temperaturdifferenz ΔT(T1 > T2) bezeichneten Temperaturdifferenz ΔT mit ΔT: = T1 - T2 > 0° C ist die Länge L1 der ersten Komponente 1 echt größer die Länge L2 der zweiten Komponente 3. 2 shows the 1 shown actuator 100, wherein the composite 10 in 2 is shown in a deformation state which it assumes when the temperature T1 of the first component 1 is genuinely greater than the temperature T2 of the second component 3. With such a temperature difference ΔT, referred to below as the positive temperature difference ΔT(T1 > T2) with ΔT: = T1 - T2 > 0° C, the length L1 of the first component 1 is genuinely greater than the length L2 of the second component 3.

Analog stellt sich bei einer nachfolgend als negative Temperaturdifferenz ΔT(T1 < T2) bezeichneten Temperaturdifferenz ΔT mit ΔT: = T1 - T2 < 0°C, bei der die Temperatur T1 der ersten Komponente 1 echt kleiner als die Temperatur T2 der zweiten Komponente 3 ist, ein Verformungszustand ein, beim dem die Länge L1 der ersten Komponente 1 echt kleiner die Länge L2 der zweiten Komponente 3 ist.Analogously, in the case of a temperature difference ΔT, referred to below as negative temperature difference ΔT(T1 < T2), with ΔT: = T1 - T2 < 0°C, at which the temperature T1 of the first component 1 is genuinely smaller than the temperature T2 of the second component 3, a deformation state arises in which the length L1 of the first component 1 is genuinely smaller than the length L2 of the second component 3.

Bei einem von einer Temperaturdifferenz ΔT von 0° C ausgehenden, mittels der Steuerung 7 bewirkten Anstieg der Temperaturdifferenz ΔT auf eine positive Temperaturdifferenz ΔT(T1 > T2), sowie auch bei einem mittels der Steuerung 7 bewirkten Abfall der Temperaturdifferenz ΔT auf eine negative Temperaturdifferenz ΔT(T1 < T2) wird die damit einhergehende Änderung der Längendifferenz ΔL der Länge L1 der ersten Komponente 1 und der Länge L2 der zweiten Komponente 3 mittels des Umsetzers 11 in eine der Änderung der Längendifferenz ΔL entsprechende Verschiebung Δx des Stellglieds 13 umgesetzt.In the case of an increase in the temperature difference ΔT to a positive temperature difference ΔT(T1 > T2) caused by the controller 7, starting from a temperature difference ΔT of 0° C, as well as in the case of a decrease in the temperature difference ΔT to a negative temperature difference ΔT(T1 < T2) caused by the controller 7, the associated change in the length difference ΔL of the length L1 of the first component 1 and the length L2 of the second component 3 is converted by the converter 11 into a displacement Δx of the actuator 13 corresponding to the change in the length difference ΔL.

Hier bietet die Längengleichheit der Komponenten 1, 3 bei gleicher Temperatur T1, T2 der Komponenten 1, 3 in Kombination mit deren identischen thermischen Ausdehnungskoeffizienten den Vorteil, dass die Längendifferenz ΔL nicht nur proportional zur Temperaturdifferenz ΔT ist, sondern zugleich auch im Wesentlichen unabhängig von den ggfs. auch von der Umgebungstemperatur abhängigen absoluten Werten der Temperatur T1 der ersten Komponente 1 und der Temperatur T2 der zweiten Komponente 3 ist.Here, the equal length of components 1, 3 at the same temperature T1, T2 of components 1, 3 in combination with their identical thermal expansion coefficients offers the advantage that the length difference ΔL is not only proportional to the temperature difference ΔT, but at the same time is also essentially independent of the absolute values of the temperature T1 of the first component 1 and the temperature T2 of the second component 3, which may also depend on the ambient temperature.

Im Hinblick auf die Umsetzung der Längendifferenz ΔL zeigen 1 und 2 ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Umsetzer 11 zur Veranschaulichung des Prinzips als einfacher erster Hebel ausgebildet ist. Der erste Hebel umfasst ein Ende, der das Stellglied 13 bildet, an dem das Stellglied 13 angeordnet ist oder der mit dem Stellglied 13 mechanisch verbunden ist. Zusätzlich ist ein diesem Ende gegenüberliegender Endbereich des ersten Hebels über eine erste Verbindung 15 mit einem von der Basis 5 abgewandten freien Ende der ersten Komponente 1 und über eine entlang der Längsachse des ersten Hebels von der ersten Verbindung 15 beabstandete zweite Verbindung 17 mit einem von der Basis 5 abgewandten freien Ende der zweiten Komponente 3 verbunden. Entsprechend setzt der hier als erster Hebel ausgebildete Umsetzer 11 die der Längendifferenz ΔL der beiden Komponenten 1, 3 entsprechende Relativposition der beiden mit dem Endbereich des ersten Hebels verbundenen Verbindungen 15, 17 in die der Temperaturdifferenz ΔT entsprechende Positionierung des Stellglieds 13 um. Dabei ist die Größe der mittels der Steuerung 7 entsprechend dem Signal S bewirkbaren Verschiebungen Δx des Stellglieds 13 über die Länge des ersten Hebels vorgebbar.With regard to the implementation of the length difference ΔL, 1 and 2 an embodiment in which the converter 11 is designed as a simple first lever to illustrate the principle. The first lever comprises an end which forms the actuator 13, on which the actuator 13 is arranged or which is mechanically connected to the actuator 13. In addition, an end region of the first lever opposite this end is connected via a first connection 15 to a free end of the first component 1 facing away from the base 5 and via a second connection 17 spaced apart from the first connection 15 along the longitudinal axis of the first lever to a free end of the second component 3 facing away from the base 5. Accordingly, the converter 11, designed here as a first lever, converts the relative position of the two connections 15, 17 connected to the end region of the first lever, corresponding to the length difference ΔL of the two components 1, 3, into the positioning of the actuator 13 corresponding to the temperature difference ΔT. The size of the displacements Δx of the actuator 13 that can be effected by means of the control 7 in accordance with the signal S can be predetermined over the length of the first lever.

Eine in 1 und 2 dargestellte, optionale Ausführungsform besteht darin, dass die erste Komponente 1, die zweite Komponente 5, die Basis 5, die Verbindungen 15, 17, und/oder der Umsetzer 11 oder zumindest Teilbereiche des Umsetzer 11, sowie ggfs. auch das Stellglied 13 jeweils als Bereiche eines einteiligen Bauteils, wie z.B. einer ein oder mehrlagigen Leiterplatte, mit entsprechend ausgebildeter Grundfläche ausgebildet sind.One in 1 and 2 The optional embodiment shown consists in that the first component 1, the second component 5, the base 5, the connections 15, 17, and/or the converter 11 or at least partial regions of the converter 11, and possibly also the actuator 13, are each designed as regions of a one-piece component, such as a single-layer or multi-layer printed circuit board, with a correspondingly designed base area.

Alternativ oder zusätzlich hierzu sind die Verbindungen 15, 17 z.B. als in gewissem Umfang elastische Verbindungen ausgebildet. Das kann, wie in 1 und 2 dargestellt, z.B. dadurch bewirkt werden, dass die Verbindungen 15, 17 als Verbindungsstege ausgebildet sind, deren Breite echt kleiner als die Breite der ersten Komponente 1 und der zweiten Komponente 3 ist.Alternatively or additionally, the connections 15, 17 are designed, for example, as elastic connections to a certain extent. This can, as in 1 and 2 shown, for example, by the fact that the connections 15, 17 are designed as connecting webs whose width is actually smaller than the width of the first component 1 and the second component 3.

Anstelle des in 1 und 2 dargestellten Umsetzer 11 kann natürlich auch ein auf andere Weise ausgebildeter, eine oder mehrere Umsetzungsstufen umfassender Umsetzer zur Umsetzung der Längendifferenz ΔL in die entsprechende Positionierung des Stellglieds 13 eingesetzt werden.Instead of the 1 and 2 Of course, a converter designed in a different way and comprising one or more conversion stages can also be used to convert the length difference ΔL into the corresponding positioning of the actuator 13.

Ein Ausführungsbeispiel eines Aktors 200 mit einem mehrere Umsetzungsstufen umfassenden Umsetzer 19 ist in 3 und 4 dargestellt. Genau wie der in 1 und 2 dargestellten Aktor 100, weist auch dieser Aktor 200 die erste Komponente 1, die mit der ersten Komponente 1 über die Basis 5 verbundene zweite Komponente 3, die Steuerung 7 und die Temperier-Vorrichtung 9 auf, die jeweils auf die zuvor beschriebene Weise ausgebildet sind. Dabei ist der auch hier die erste Komponente 1 und die parallel versetzt dazu in der gleichen Ebene angeordnete zweite Komponente 3 umfassende Verbund 20 in 3 in einem Verformungszustand dargestellt, der sich bei gleicher Temperatur T1, T2 der ersten und der zweiten Komponente 1, 3 einstellt und in 4 in einem Verformungszustand dargestellt, der sich bei einer negativen Temperaturdifferenz ΔT (T1<T2) einstellt, bei der die Temperatur T1 der ersten Komponente 1 echt kleiner als die Temperatur T2 der zweiten Komponente 3 ist.An embodiment of an actuator 200 with a converter 19 comprising several conversion stages is shown in 3 and 4 Just like the one in 1 and 2 Like the actuator 100 shown, this actuator 200 also comprises the first component 1, the second component 3 connected to the first component 1 via the base 5, the controller 7 and the temperature control device 9, each of which is designed in the manner described above. Here, the assembly 20 comprising the first component 1 and the second component 3 arranged parallel and offset thereto in the same plane is 3 shown in a deformation state which occurs at the same temperature T1, T2 of the first and second components 1, 3 and in 4 shown in a deformation state which occurs at a negative temperature difference ΔT (T1<T2), at which the temperature T1 of the first component 1 is actually lower than the temperature T2 of the second component 3.

Genau wie der in 1 und 2 dargestellte Umsetzer 11 umfasst auch der in 3 und 4 dargestellte Umsetzer 19 einen ersten Hebel 21, dessen Endbereich über die erste Verbindung 15 mit der ersten Komponente 1 und über die von der ersten Verbindung 15 in parallel zur Längsachse des ersten Hebels 21 verlaufender Richtung beabstandete zweite Verbindung 17 mit der zweiten Komponente 3 verbunden ist.Just like the one in 1 and 2 The converter 11 shown also includes the one shown in 3 and 4 The converter 19 shown has a first lever 21, the end region of which is connected to the first component 1 via the first connection 15 and to the second component 3 via the second connection 17, which is spaced apart from the first connection 15 in a direction parallel to the longitudinal axis of the first lever 21.

In 3 und 4 ist das dem Endbereich gegenüberliegende Ende des ersten Hebels 21 endseitig über eine Umlenkvorrichtung 23 mit einem ersten Endbereich eines zweiten Hebels 25 verbunden. Der erste Endbereich des zweiten Hebels 25 ist zusätzlich über eine in parallel zur Längsachse des zweiten Hebels 25 verlaufender Richtung von der Umlenkvorrichtung 23 beabstandete weitere Verbindung 27 und ein Verbindungsstück 29 mit der Basis 5 des Aktors 200 verbunden. Das Verbindungsstück 29 ist wahlweise z.B. als integraler Bestandteil der Basis 5 ausgebildet oder als mit der Basis 5 verbundenes Bauteil ausgebildet.In 3 and 4 The end of the first lever 21 opposite the end region is connected at the end to a first end region of a second lever 25 via a deflection device 23. The first end region of the second lever 25 is additionally connected to the base 5 of the actuator 200 via a further connection 27, spaced from the deflection device 23 in a direction parallel to the longitudinal axis of the second lever 25, and a connecting piece 29. The connecting piece 29 is optionally designed, for example, as an integral part of the base 5 or as a component connected to the base 5.

3 und 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Stellglied 13 durch einen senkrecht zur Längsachse des zweiten Hebels 25 in von dem ersten Hebel 21 abgewandter Richtung vorstehenden Bereich des von der Umlenkvorrichtung 23 abgewandten zweiten Endbereichs des zweiten Hebels 25 gebildet ist. Alternativ kann das Stellglied 13 bei dem in 3 und 4 dargestellten Aktor 200 aber z.B. auch durch einen anderen von der Umlenkvorrichtung 23 abgewandten Bereich des zweiten Hebels 25 gebildet sein, an einem von der Umlenkvorrichtung 23 abgewandten Bereich des zweiten Hebels 25 angeordnet sein oder mechanisch mit einem von der Umlenkvorrichtung 23 abgewandten Bereich des zweiten Hebels 25 verbunden sein. 3 and 4 show an embodiment in which the actuator 13 is formed by a region of the second end region of the second lever 25, which projects perpendicularly to the longitudinal axis of the second lever 25 in the direction away from the first lever 21, facing away from the deflection device 23. Alternatively, the actuator 13 in the embodiment shown in 3 and 4 However, the actuator 200 shown can also be formed, for example, by another region of the second lever 25 facing away from the deflection device 23, can be arranged on a region of the second lever 25 facing away from the deflection device 23, or can be mechanically connected to a region of the second lever 25 facing away from the deflection device 23.

Eine in 3 und 4 dargestellte optionale Ausführungsform besteht darin, dass der zweite Hebel 25 bei gleicher Temperatur T1, T2 der ersten Komponente 1 und der zweiten Komponente 3 parallel zu dem ersten Hebel 21 verläuft. Das ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Alternativ kann der zweite Hebel bei gleicher Temperatur T1, T2 der ersten Komponente 1 und der zweiten Komponente 3 auch gegenüber dem ersten Hebel geneigt sein.One in 3 and 4 The optional embodiment shown is that the second lever 25 runs parallel to the first lever 21 when the temperature T1, T2 of the first component 1 and the second component 3 are the same. However, this is not absolutely necessary. Alternatively, the second lever can also be inclined relative to the first lever when the temperature T1, T2 of the first component 1 and the second component 3 are the same.

Wenn die zweite Komponente 3, wie in 3 und 4 dargestellt, auf der der Umlenkvorrichtung 23 zugewandten Seite des Verbunds 20 angeordnet ist, führt eine negative Temperaturdifferenz ΔT(T1 < T2), bei der die Längenausdehnung der zweiten Komponente 3 dementsprechend größer als die der ersten Komponente 1 ist, zu einer der Längendifferenz ΔL entsprechenden Auslenkung des mit der Umlenkvorrichtung 23 verbundenen Endes des ersten Hebels 21 in eine von der Basis 5 abgewandte, in 4 durch einen Pfeil angezeigte erste Richtung R1. Diese Auslenkung wird über die Umlenkvorrichtung 23 auf den von dem Stellglied 13 abgewandten, über die weitere Verbindung 27 mit der Basis 5 verbundenen ersten Endbereich des zweiten Hebels 25 übertragen. Diese Übertragung bewirkt wiederum eine Auslenkung des von der Umlenkvorrichtung 23 abgewandten zweiten Endbereichs des zweiten Hebels 25 in eine in 4 ebenfalls durch einen Pfeil angezeigte, der Basis 5 zugewandte zweite Richtung R2.If the second component 3, as in 3 and 4 shown, is arranged on the side of the composite 20 facing the deflection device 23, a negative temperature difference ΔT(T1 < T2), at which the length expansion of the second component 3 is correspondingly greater than that of the first component 1, leads to a deflection corresponding to the length difference ΔL of the end of the first lever 21 connected to the deflection device 23 in a direction facing away from the base 5, in 4 first direction R1 indicated by an arrow. This deflection is transmitted via the deflection device 23 to the first end region of the second lever 25 facing away from the actuator 13 and connected to the base 5 via the further connection 27. This transmission in turn causes a deflection of the second end region of the second lever 25 facing away from the deflection device 23 in a 4 second direction R2, also indicated by an arrow, facing the base 5.

Analog führt eine positive Temperaturdifferenz ΔT(T1 > T2), bei der die Längenausdehnung der ersten Komponente 1 größer als die der zweiten Komponente 3 ist, zu einer der Längendifferenz ΔL entsprechenden Auslenkung des mit der Umlenkvorrichtung 23 verbundenen Endes des ersten Hebels 21 in eine der Basis 5 zugewandte Richtung. Auch diese Auslenkung wird über die Umlenkvorrichtung 23 auf den von dem Stellglied 13 abgewandten, über die weitere Verbindung 27 mit der Basis 5 verbundenen ersten Endbereich des zweiten Hebels 29 übertragen. Diese Übertragung bewirkt eine Auslenkung des von der Umlenkvorrichtung 23 abgewandten zweiten Endbereichs des zweiten Hebels 25 in eine von der Basis 5 abgewandte Richtung.Analogously, a positive temperature difference ΔT(T1 > T2), at which the linear expansion of the first component 1 is greater than that of the second component 3, leads to a deflection of the end of the first lever 21 connected to the deflection device 23 in a direction facing the base 5, corresponding to the length difference ΔL. This deflection is also transmitted via the deflection device 23 to the first end region of the second lever 29, which faces away from the actuator 13 and is connected to the base 5 via the further connection 27. This transmission causes a deflection of the second end region of the second lever 25, which faces away from the deflection device 23, in a direction facing away from the base 5.

Eine optionale Ausführungsform des in 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiels besteht darin, dass die erste Komponente 1, die zweite Komponente 3, die Basis 5 einschließlich des Verbindungsstücks 29, die Verbindungen 15, 17, die weitere Verbindung 27, und/oder der Umsetzer 19 oder zumindest Teilbereiche des Umsetzers 19, sowie ggfs. auch das Stellglied 13 jeweils als Bereiche eines einteiligen Bauteils, wie z.B. einer ein oder mehrlagigen Leiterplatte, mit entsprechend ausgebildeter Grundfläche ausgebildet sind. Dabei sind die erste und die zweite Verbindung 15,17, die Umlenkvorrichtung 23 und die weitere Verbindung 27 auch hier z.B. in gewissem Umfang elastisch und/oder als Verbindungsstege ausgebildet, wobei die Elastizität der Verbindungsstege auch hier z.B. durch deren entsprechend geringe Breite bewirkbar oder bewirkt ist.An optional embodiment of the 3 and 4 The advantage of the exemplary embodiment shown is that the first component 1, the second component 3, the base 5 including the connecting piece 29, the connections 15, 17, the further connection 27, and/or the converter 19 or at least partial regions of the converter 19, and optionally also the actuator 13 are each designed as regions of a one-piece component, such as a single-layer or multi-layer printed circuit board, with a correspondingly designed base area. The first and second connections 15, 17, the deflection device 23 and the further connection 27 are also designed here, for example, to be elastic to a certain extent and/or as connecting webs, the elasticity of the connecting webs being brought about or effected here, for example, by their correspondingly small width.

5 und 6 zeigen jeweils ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Aktors 300, 400. Auch diese Aktoren 300, 400 umfassen jeweils die erste Komponente 1, die zweite Komponente 3, die Steuerung 7 und die Temperier-Vorrichtung 9, die jeweils auf die zuvor beschriebene Weise ausgebildet sind. Im Unterschied zu den in 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispielen, sind die erste Komponente 1 und die zweite Komponente 3 in den in 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispielen jeweils in einem Verbund 30, 40 übereinander angeordnet und thermisch gegenübereinander isoliert. 5 and 6 each show a further embodiment of an actuator 300, 400. These actuators 300, 400 also each comprise the first component 1, the second component 3, the controller 7 and the temperature control device 9, which are each designed in the manner described above. In contrast to the 1 to 4 In the embodiments shown, the first component 1 and the second component 3 are in the 5 and 6 In the embodiments shown, they are each arranged one above the other in a composite 30, 40 and thermally insulated from one another.

In dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist jedes der beiden äußeren Enden der ersten Komponente 1 hierzu jeweils über einen Abstandshalter 31, wie z.B. ein Abstandshalter 31 aus einem thermischen Isolator, wie z.B. Glas, Kunststoff oder Keramik, mit einem der beiden äußeren Enden der zweiten Komponente 3 verbunden. Bei dieser Ausführungsform ist zwischen den beiden Komponenten 1, 3 ein die thermische Isolierung mitbewirkender Hohlraum 32 eingeschlossen, an dessen einander gegenüberliegenden Enden jeweils einer der beiden Abstandshalter 31 angrenzt.In the 5 In the exemplary embodiment shown, each of the two outer ends of the first component 1 is connected to one of the two outer ends of the second component 3 via a spacer 31, such as a spacer 31 made of a thermal insulator, such as glass, plastic or ceramic. In this embodiment, a cavity 32 which contributes to the thermal insulation is enclosed between the two components 1, 3, and at the opposite ends of which one of the two spacers 31 is adjacent.

6 zeigt eine alternative Ausführungsform, bei der die erste Komponente 1 durch eine zwischen den beiden Komponenten 1, 3 angeordnete Isolationsschicht 33, wie z.B. eine Kunststoffschicht, vollflächig mit der zweiten Komponente 3 verbunden ist. 6 shows an alternative embodiment in which the first component 1 is connected over its entire surface to the second component 3 by an insulating layer 33, such as a plastic layer, arranged between the two components 1, 3.

Unabhängig von der diesbezüglichen Ausgestaltung ist der Verbund 30, 40 der in 5 und 6 dargestellten Aktoren 300, 400 z.B. aus Einzelteilen aufgebaut. In dem Fall umfasst der Verbund 30, 40 z.B. eine die erste Komponente 1 bildende Leiterplatte, die über die Abstandshalter 31 bzw. die Isolationsschicht 33 mit einer hierzu baugleichen, die zweite Komponente 3 bildenden Leiterplatte verbunden ist. Alternativ ist der jeweilige Verbund 30, 40 z.B. als eine einzige, entsprechend aufgebaute, mehrlagige Leiterplatte ausgebildet oder als ein in einem 3-D Druckverfahren hergestelltes Bauteil ausgebildet.Regardless of the respective design, the network 30, 40 of the 5 and 6 The actuators 300, 400 shown are constructed, for example, from individual parts. In this case, the assembly 30, 40 comprises, for example, a printed circuit board forming the first component 1, which is connected via the spacers 31 or the insulation layer 33 to a printed circuit board of identical construction forming the second component 3. Alternatively, the respective assembly 30, 40 is designed, for example, as a single, correspondingly constructed, multi-layer printed circuit board or as a component produced using a 3D printing process.

Bei in dem Verbund 30, 40 übereinander angeordneter erster und zweiter Komponente 1, 3 ergibt sich bei gleicher Temperatur T1, T2 der ersten und der zweiten Komponente 1, 3 ein in 5 und 6 dargestellter Verformungszustand, bei dem die erste Komponente 1 und die zweite Komponente 3 planparallel zueinander verlaufen. Demgegenüber führen sowohl positive Temperaturdifferenzen ΔT(T1 >T2) als auch negative Temperaturdifferenzen ΔT(T1 <T2) jeweils zu einer Durchbiegung des Verbunds 30, 40 in eine dem Vorzeichen der Temperaturdifferenz ΔT entsprechende Richtung. Diese in Abhängigkeit von der Temperaturdifferenz ΔT auftretenden Verformungszustände können auf unterschiedliche Weise zur Positionierung des Stellglieds 13 genutzt werden.When the first and second components 1, 3 are arranged one above the other in the composite 30, 40, at the same temperature T1, T2 of the first and second components 1, 3, a 5 and 6 The deformation state shown in FIG. 1 shows a deformation state in which the first component 1 and the second component 3 are plane-parallel to one another. In contrast, both positive temperature differences ΔT(T1 > T2) and negative temperature differences ΔT(T1 < T2) lead to a deflection of the composite 30, 40 in a direction corresponding to the sign of the temperature difference ΔT. These deformation states, which occur depending on the temperature difference ΔT, can be used in different ways to position the actuator 13.

5 zeigt hierzu ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Verbund 30 abgesehen von einem in seiner Position fixierten Ende des Verbunds 30 frei beweglich ist. Wie in 5 dargestellt ist das zu fixierende Ende des Verbunds 30 hierzu z.B. in einer Einspannvorrichtung 35 eingespannt. Alternativ kann das zu fixierende Ende aber auch auf einem Träger montiert sein oder auf andere Weise in seiner Position gehalten werden. 5 shows an embodiment in which the composite 30 is freely movable except for one end of the composite 30 which is fixed in its position. As in 5 The end of the composite 30 to be fixed is shown clamped, for example, in a clamping device 35. Alternatively, the end to be fixed can also be mounted on a support or held in position in some other way.

Unabhängig von der Art der Fixierung führt eine positive Temperaturdifferenz ΔT(T1>T2) zu einem in 5 unter dem Verbund 30 schematisch dargestellten Verformungszustand V30(T1>T2), bei dem das dem fixierten Ende gegenüberliegende freie Ende des Verbunds 30 in einer senkrecht zur Längsachse L des Verbunds 30 bei gleicher Temperatur T1, T2 der Komponenten 1, 3 verlaufenden ersten Richtung um eine der Temperaturdifferenz ΔT entsprechende Wegstrecke Δx1 gegenüber der Längsachse L ausgelenkt ist. Analog führt eine negative Temperaturdifferenz ΔT(T1 <T2) zu einem in 5 über dem Verbund 30 schematisch dargestellten Verformungszustand V30(T1 < T2), bei dem das freie Ende des Verbunds 30 in einer senkrecht zur Längsachse L des Verbunds 30 bei gleicher Temperatur T1, T2 der Komponenten 1, 3 und entgegengesetzt zur ersten Richtung verlaufenden zweiten Richtung um eine der Temperaturdifferenz ΔT entsprechende Wegstrecke Δx2 gegenüber der Längsachse L ausgelenkt ist.Regardless of the type of fixation, a positive temperature difference ΔT(T1>T2) leads to a 5 under the composite 30 schematically illustrated deformation state V30(T1>T2), in which the free end of the composite 30 opposite the fixed end is deflected in a first direction perpendicular to the longitudinal axis L of the composite 30 at the same temperature T1, T2 of the components 1, 3 by a distance Δx1 corresponding to the temperature difference ΔT relative to the longitudinal axis L. Analogously, a negative temperature difference ΔT(T1 <T2) leads to a 5 above the composite 30 schematically shown deformation state V30(T1 < T2), in which the free end of the composite 30 is deflected in a second direction perpendicular to the longitudinal axis L of the composite 30 at the same temperature T1, T2 of the components 1, 3 and opposite to the first direction by a distance Δx2 corresponding to the temperature difference ΔT relative to the longitudinal axis L.

Entsprechend wird bei dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel die der von der Temperaturdifferenz ΔT abhängigen Durchbiegung entsprechende Auslenkung des freien Endes des Verbunds 30 als Eigenschaft des Verformungszustands des Verbunds 30 genutzt. Diese Auslenkung wird durch den hier mit dem freien Ende des Verbunds 30 verbundenen Umsetzer 37 in die hierzu korrespondierende Positionierung des Stellglieds 13 umgesetzt. Der in 5 lediglich als ein mögliches Ausführungsbeispiel dargestellte Umsetzer 37 umfasst z.B. einen Übertragungsstab, dessen eines Ende mit dem freien Ende des Verbunds 30 verbunden ist und dessen anderes Ende das Stellglied 13 umfasst oder mit dem Stellglied 13 verbunden ist.Accordingly, the 5 In the embodiment shown, the deflection of the free end of the composite 30 corresponding to the deflection dependent on the temperature difference ΔT is used as a property of the deformation state of the composite 30. This deflection is converted by the converter 37, which is connected here to the free end of the composite 30, into the corresponding positioning of the actuator 13. 5 The converter 37, which is shown only as a possible embodiment, comprises, for example, a transmission rod, one end of which is connected to the free end of the assembly 30 and the other end of which comprises the actuator 13 or is connected to the actuator 13.

In dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die einander gegenüberliegenden äußeren Enden des Verbunds 40 jeweils derart in oder auf einem Lager 39, 41 angeordnet, dass der dazwischen befindliche mittlere Bereich des Verbunds 40 frei beweglich ist. Als Lager eignen sich z.B. Auflageflächen, wie z.B. die in der rechten Hälfte von 6 als Beispiel dargestellte, als Lager 39 dienende Auflagefläche, auf denen jeweils eines der beiden äußeren Enden des Verbunds 40 aufliegt. Alternativ eignen sich als Lager Einfassungen, wie z.B. die in der linken Hälfte von 6 als Beispiel dargestellte, als Lager 41 dienende Einfassung, in die jeweils eines der beiden äußeren Enden des Verbunds 40 hineinragt und deren Innenräume echt größer als die Außenabmessungen des darin eingesetzten Endes des Verbunds 40 sind.In the 6 In the embodiment shown, the opposing outer ends of the composite 40 are each arranged in or on a bearing 39, 41 such that the intermediate region of the composite 40 is freely movable. Suitable bearings are, for example, support surfaces such as those in the right half of 6 shown as an example, serving as a bearing 39, on which each of the two outer ends of the assembly 40 rests. Alternatively, enclosures are suitable as bearings, such as the one in the left half of 6 shown as an example, serving as a bearing 41, into which one of the two outer ends of the composite 40 projects and whose interior spaces are actually larger than the outer dimensions of the end of the composite 40 inserted therein.

Unabhängig von der Art der Lagerung nimmt der Verbund 40 bei einer positiven Temperaturdifferenz ΔT(T1 >T2) einen in 6 über dem Verbund 40 schematisch dargestellten Verformungszustand V40(T1>T2) ein, bei dem der mittlere Bereich des Verbunds 40 aufgrund der größeren Längenausdehnung der ersten Komponente 1 in einer senkrecht zur Längsachse L des Verbunds 40 bei gleicher Temperatur der Komponenten 1, 3 verlaufenden ersten Richtung um eine der Größe der Temperaturdifferenz ΔT entsprechende Wegstrecke Δy1 ausgelenkt ist. Analog nimmt der Verbund 40 bei einer negativen Temperaturdifferenz ΔT(T1 <T2) einen in 6 unter dem Verbund 40 schematisch dargestellten Verformungszustand V40(T1<T2) ein, bei dem der mittlere Bereich des Verbunds 40 aufgrund der größeren Längenausdehnung der zweiten Komponente 3 in einer senkrecht zur Längsachse L des Verbunds 40 bei gleicher Temperatur der Komponenten 1, 3 und entgegengesetzt zur ersten Richtung verlaufenden zweiten Richtung um eine der Größe der Temperaturdifferenz ΔT entsprechende Wegstrecke Δy2 ausgelenkt ist.Regardless of the type of storage, the composite 40 assumes a positive temperature difference ΔT(T1 >T2) in 6 above the composite 40 schematically shown deformation state V40(T1>T2), in which the middle region of the composite 40 is deflected by a distance Δy1 corresponding to the size of the temperature difference ΔT due to the greater length expansion of the first component 1 in a first direction running perpendicular to the longitudinal axis L of the composite 40 at the same temperature of the components 1, 3. Similarly, at a negative temperature difference ΔT(T1 <T2), the composite 40 assumes a 6 under the composite 40, the deformation state V40(T1<T2) shown schematically occurs, in which the central region of the composite 40 is deflected by a distance Δy2 corresponding to the size of the temperature difference ΔT in a second direction running perpendicular to the longitudinal axis L of the composite 40 at the same temperature of the components 1, 3 and opposite to the first direction due to the greater longitudinal expansion of the second component 3.

Entsprechend wird bei dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel die der von der Temperaturdifferenz ΔT abhängigen Durchbiegung entsprechende Auslenkung des mittleren Bereichs des Verbunds 40 als Eigenschaft des Verformungszustands des Verbunds 40 genutzt, die von dem hier mit dem mittleren Bereich des Verbunds 40 verbundenen Umsetzer 37 in die hierzu korrespondierende Positionierung des Stellglieds 13 umgesetzt wird. Analog zu dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst auch der in 6 dargestellte Umsetzer 37 z.B. einen Übertragungsstab, dessen eines Ende mit dem mittleren Ende des Verbunds 40 verbunden ist und dessen anderes Ende das Stellglied 13 umfasst oder mit dem Stellglied 13 verbunden ist.Accordingly, the 6 In the exemplary embodiment shown, the deflection of the central region of the composite 40 corresponding to the deflection dependent on the temperature difference ΔT is used as a property of the deformation state of the composite 40, which is converted by the converter 37 connected here to the central region of the composite 40 into the corresponding positioning of the actuator 13. Analogous to the 5 The embodiment shown also includes the 6 illustrated converter 37, for example, a transmission rod, one end of which is connected to the middle end of the assembly 40 and the other end of which comprises the actuator 13 or is connected to the actuator 13.

Die erfindungsgemäßen Aktoren weisen die zuvor genannten Vorteile auf. Dabei können einzelne Bestandteile der Aktoren einzeln und/oder in Kombination miteinander einsetzbare optionale Ausgestaltungen aufweisen.The actuators according to the invention have the aforementioned advantages. Individual components of the actuators can have optional configurations that can be used individually and/or in combination with one another.

Eine optionale Ausgestaltung besteht darin, dass die erste Komponente 1 und die zweite Komponente 3 als mehrlagige Komponenten ausgebildet sind, die jeweils mindestens eine Leiterplatten-Lage 43 aus einem nicht-metallischen Leiterplattenmaterial und mindestens eine metallische Lage 45 aus einem Metall, wie z.B. Kupfer, umfassen. Ein Ausführungsbeispiel hierzu ist in 7 dargestellt. In dem Fall umfasst jede Komponente 1, 3 z.B. jeweils eine auf einer ersten Außenseite der Leiterplatten-Lage 43 angeordnete metallische Lage 45 und/oder eine auf einer der ersten Außenseite gegenüberliegenden zweiten Außenseite der Leiterplatten-Lage 43 angeordnete metallische Lage 45. Eine optionale Ausführungsform sieht vor, dass beide Komponenten 1, 3 jeweils eine in 7 als Option gestrichelt dargestellte zweite Leiterplatten-Lage 43 umfassen und zwischen den beiden Leiterplatten-Lagen 43 eine metallische Lage 45 angeordnet ist.An optional embodiment consists in that the first component 1 and the second component 3 are designed as multi-layer components, each comprising at least one circuit board layer 43 made of a non-metallic circuit board material and at least one metallic layer 45 made of a metal, such as copper. An exemplary embodiment of this is described in 7 In this case, each component 1, 3 comprises, for example, a metallic layer 45 arranged on a first outer side of the circuit board layer 43 and/or a metallic layer 45 arranged on a second outer side of the circuit board layer 43 opposite the first outer side. An optional embodiment provides that both components 1, 3 each comprise a 7 as an option, comprise a second circuit board layer 43 shown in dashed lines and a metallic layer 45 is arranged between the two circuit board layers 43.

Unabhängig von der Anzahl der Leiterplatten-Lagen 43 und der metallischen Lagen 45 bietet jede metallische Lage 45 jeweils den Vorteil, dass über sie eine gleichmäßigere Temperaturverteilung über die gesamte Länge L1, L2 der ersten bzw. der zweiten Komponente 1, 3 hinweg erzielt wird.Regardless of the number of circuit board layers 43 and metallic layers 45, each metallic layer 45 offers the advantage that a more uniform temperature distribution is achieved over the entire length L1, L2 of the first and second components 1, 3, respectively.

Eine weitere in 1, 2 und 5 dargestellte und analog auch in den anderen Ausführungsbeispielen einsetzbare optionale Ausgestaltung besteht darin, dass auf der ersten Komponente 1 ein an die Steuerung 7 angeschlossener erster Temperatur-Sensor 47 zur Messung der Temperatur T1 der ersten Komponente 1 angeordnet ist und auf der zweiten Komponente 3 ein an die Steuerung 7 angeschlossener zweiter Temperatur-Sensor 48 zur Messung der Temperatur T2 der zweiten Komponente 3 angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform ist die Steuerung 7 dazu ausgebildet, die entsprechend dem Signal S mittels der Temperier-Vorrichtung 9 zu bewirkende Temperaturdifferenz ΔT anhand einer Differenz zwischen der mit dem ersten Temperatur-Sensor 47 gemessenen Temperatur T1 der ersten Komponente 1 und der mit dem zweiten Temperatur-Sensor 48 gemessenen Temperatur T2 der zweiten Komponente 3 zu regeln. Diese Form der rückkopplungsbasierten Regelung der Temperaturdifferenz ΔT bietet den Vorteil, dass hierüber eine noch präzisere Positionierung des Stellglieds 13 bewirkbar ist.Another in 1 , 2 and 5 The optional embodiment shown and which can also be used analogously in the other exemplary embodiments consists in that a first temperature sensor 47, which is connected to the controller 7, is arranged on the first component 1 for measuring the temperature T1 of the first component 1, and a second temperature sensor 48, which is connected to the controller 7 and is arranged on the second component 3, for measuring the temperature T2 of the second component 3. In this embodiment, the controller 7 is designed to regulate the temperature difference ΔT to be brought about by means of the temperature control device 9 in accordance with the signal S, on the basis of a difference between the temperature T1 of the first component 1 measured by the first temperature sensor 47 and the temperature T2 of the second component 3 measured by the second temperature sensor 48. This form of feedback-based regulation of the temperature difference ΔT offers the advantage that it enables even more precise positioning of the actuator 13.

Ein weitere in Verbindung mit Aktoren, wie z.B. dem in 5 dargestellten Aktoren 300, bei denen die erste Komponente 1 und die zweite Komponente 3 in dem Verbund 30 übereinander angeordnet sind, einsetzbare Ausgestaltung besteht darin, anstelle der in 5 dargestellten Temperier-Vorrichtung 9 eine Temperier-Vorrichtung 9' einzusetzen, die mindestens ein jeweils zwischen der ersten Komponente 1 und der zweiten Komponente 3 angeordnetes Element E umfasst. 8 zeigt als ein Ausführungsbeispiel einen Aktor 500, der abgesehen von der Temperier-Vorrichtung 9' baugleich zu dem in 5 dargestellten Aktor 300 ausgebildet ist. Bei der in 8 dargestellten Temperier-Vorrichtung 9' ist jedes Element E jeweils als Heiz- und Kühlelement, z.B. als Peltier-Element, ausgebildet. Das bzw. jedes Element E ist jeweils derart angeordnet und ausgebildet, dass es zur Erzeugung einer dem Signal S entsprechenden Temperaturdifferenz ΔT bei entsprechender Ansteuerung der Temperier-Vorrichtung 9' oder jedes Elements E durch die Steuerung 7 zeitgleich eine der beiden daran angrenzenden Komponenten 1, 3 beheizt und die jeweils andere Komponente 3, 1 kühlt.Another in connection with actuators, such as the one in 5 The embodiment that can be used in the actuators 300 shown in FIG. 1, in which the first component 1 and the second component 3 are arranged one above the other in the assembly 30, consists in 5 to use a tempering device 9' which comprises at least one element E arranged between the first component 1 and the second component 3. 8 shows as an embodiment an actuator 500 which, apart from the tempering device 9', is identical to the one shown in 5 The actuator 300 shown in 8 In the temperature control device 9' shown, each element E is designed as a heating and cooling element, e.g., as a Peltier element. The or each element E is arranged and designed such that, in order to generate a temperature difference ΔT corresponding to the signal S, when the temperature control device 9' or each element E is correspondingly controlled by the controller 7, it simultaneously heats one of the two adjacent components 1, 3 and cools the other component 3, 1.

Die in 8 dargestellte Temperier-Vorrichtung 9' bietet den Vorteil eines einfacheren, weniger Einzelteile umfassenden Aufbaus und einer entsprechend vereinfachten, synchronen Ansteuerung jedes Elements E. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Auswahl der beheizten und der gekühlten Komponente 1, 3 durch die Steuerung 7 vorgebbar ist, und in Abhängigkeit von dem Signal S durch die Steuerung 7 geändert werden kann. Das bietet den Vorteil einer entsprechend geringen Latenzzeit zwischen Änderungen des Signals S und den zugehörigen Änderungen der Positionierung des Stellglieds 13.The 8 The temperature control device 9' shown offers the advantage of a simpler structure comprising fewer individual parts and a correspondingly simplified, synchronous control of each element E. A further advantage is that the selection of the heated and cooled components 1, 3 can be specified by the controller 7 and can be changed by the controller 7 depending on the signal S. This offers the advantage of a correspondingly short latency time between changes in the signal S and the associated changes in the positioning of the actuator 13.

Eine weitere optionale Ausgestaltung besteht darin, dass der Aktor 100, 200, 300, 400, 500 eine an die Steuerung 7 angeschlossene Messeinrichtung zur messtechnischen Erfassung mindestens einer vom Verformungszustand des Verbunds 10, 20, 30, 40 abhängigen Größe und/oder mindestens einer von der Position des Stellglieds 13 abhängigen Größe umfasst. In dem Fall ist die Steuerung 7 dazu ausgebildet, die von der Steuerung 7 über eine dem Signal S entsprechende Ansteuerung der Temperier-Vorrichtung 9, 9' gesteuerte Positionierung des Stellglieds 13 anhand der oder jeder von der Messeinrichtung gemessenen Größe zu regeln. Auch diese alternativ oder zusätzlich zu der mittels der Temperatursensoren 47, 48 ausgeführten Regelung einsetzbare rückkopplungsbasierte Regelung bietet den Vorteil, dass hierüber eine noch präzisere Positionierung des Stellglieds 13 bewirkbar ist.A further optional embodiment consists in the actuator 100, 200, 300, 400, 500 comprising a measuring device connected to the controller 7 for measuring at least one variable dependent on the deformation state of the composite 10, 20, 30, 40 and/or at least one variable dependent on the position of the actuator 13. In this case, the controller 7 is designed to regulate the positioning of the actuator 13, controlled by the controller 7 via a control of the temperature control device 9, 9' corresponding to the signal S, based on the or each variable measured by the measuring device. This feedback-based control, which can be used alternatively or in addition to the control implemented by means of the temperature sensors 47, 48, also offers the advantage that it enables even more precise positioning of the actuator 13.

Dabei kann die Messeinrichtung je nach Ausgestaltung des Aktors 100, 200, 300, 400, 500 und/oder der zu messenden Größe(n) unterschiedliche Arten von Sensoren umfassen.Depending on the design of the actuator 100, 200, 300, 400, 500 and/or the quantity(s) to be measured, the measuring device can comprise different types of sensors.

Wie in 1 und 2 exemplarisch dargestellt umfasst die Messeinrichtung z.B. einen analog auch in den anderen hier beschriebenen Aktoren 200, 300, 400, 500 einsetzbaren Abstandssensor 49 zur messtechnischen Erfassung eines von der Positionierung des Stellglieds 13 abhängigen Abstands des Stellglied 13 von einem vorgegebenen Bezugspunkt P1. Dabei ist der Abstandssensor 49 z.B. als kapazitiver Abstandssensor ausgebildet, der einen Kondensator mit einer von dem Abstand abhängigen Kapazität umfasst. 1 und 2 zeigen als Beispiel einen Kondensator, der eine an dem Stellglied 13 angebrachte Elektrode 51 und eine an dem Bezugspunkt P1 angebrachte Elektrode 53 umfasst. Alternativ kann aber auch ein nach einem anderen Messprinzip arbeitender Abstandssensor, wie z.B. ein magnetischen Abstandssensor oder ein optischer Abstandssensor, eingesetzt werden.As in 1 and 2 As shown by way of example, the measuring device comprises, for example, a distance sensor 49 which can also be used analogously in the other actuators 200, 300, 400, 500 described here for the metrological detection of a distance of the actuator 13 from a predetermined reference point P1, which distance depends on the positioning of the actuator 13. The distance sensor 49 is designed, for example, as a capacitive distance sensor which comprises a capacitor with a capacitance dependent on the distance. 1 and 2 show, as an example, a capacitor comprising an electrode 51 attached to the actuator 13 and an electrode 53 attached to the reference point P1. Alternatively, a distance sensor operating according to a different measuring principle, such as a magnetic distance sensor or an optical distance sensor, can also be used.

In Verbindung mit dem Abstandssensor 49 ist die Steuerung 7 z.B. dazu ausgebildet die von der Steuerung 7 über die dem Signal S entsprechende Ansteuerung der Temperier-Vorrichtung 9 gesteuerte Positionierung des Stellglieds 13 anhand des mittels des Abstandssensors 49 gemessenen Abstands zu regeln.In conjunction with the distance sensor 49, the controller 7 is designed, for example, to regulate the positioning of the actuator 13, which is controlled by the controller 7 via the control of the tempering device 9 corresponding to the signal S, on the basis of the distance measured by means of the distance sensor 49.

3 und 4 zeigen ein in Verbindung mit Aktoren, wie z.B. den in 1 bis 4 dargestellten Aktoren 100, 200, bei denen die erste Komponente 1 und die zweite Komponente 3 parallel versetzt zueinander in einer Ebene angeordnet sind, einsetzbares Ausführungsbeispiel, bei dem die Messeinrichtung einen auf der ersten Komponente 1 angeordneten, an die Steuerung 7 angeschlossenen ersten Dehnungsmessstreifen 55 zur messtechnischen Erfassung der Längenausdehnung der erste Komponente 1 und einen auf der zweiten Komponente 3 angeordneten, an die Steuerung 7 angeschlossenen zweiten Dehnungsmessstreifen 57 zur messtechnischen Erfassung der Längenausdehnung der zweiten Komponente 3 umfasst. Bei dieser Ausführungsform ist die Steuerung 7 dazu ausgebildet, die von der Steuerung 7 über die dem Signal S entsprechende Ansteuerung der Temperier-Vorrichtung 9 gesteuerte Positionierung des Stellglieds 13 anhand einer Differenz der mit den beiden Dehnungsmessstreifen 55, 57 gemessenen Längenausdehnungen der ersten Komponente 1 und der zweiten Komponente 3 zu regeln. 3 and 4 show a in connection with actuators, such as the ones in 1 to 4 illustrated actuators 100, 200, in which the first component 1 and the second component 3 are arranged parallel and offset from one another in a plane, in which the measuring device comprises a first strain gauge 55 arranged on the first component 1 and connected to the controller 7 for metrologically detecting the linear expansion of the first component 1 and a second strain gauge 57 arranged on the second component 3 and connected to the controller 7 for metrologically detecting the linear expansion of the second component 3. In this embodiment, the controller 7 is designed to regulate the positioning of the actuator 13, which is controlled by the controller 7 via the control of the temperature control device 9 corresponding to the signal S, on the basis of a difference between the linear expansions of the first component 1 and the second component 3 measured with the two strain gauges 55, 57.

Analog kann die Messeinrichtung in Verbindung mit Aktoren, wie z.B. den in 5, 6 und 8 dargestellten Aktoren 300, 400, 500 bei denen die erste Komponente 1 und die zweite Komponente 1, 3 im Verbund 30, 40 übereinander angeordnet sind, mindestens einen, jeweils auf der ersten Komponente 1 oder auf der zweiten Komponente 3 angeordneten Dehnungsmessstreifen 59 zur messtechnischen Erfassung einer von der Durchbiegung des Verbunds 30, 40 abhängigen Größe umfassen. In dem Fall ist die Steuerung 7 dazu ausgebildet, die von der Steuerung 7 über die dem Signal S entsprechende Ansteuerung der Temperier-Vorrichtung 9, 9' gesteuerte Positionierung des Stellglieds 13 anhand der mit dem oder den Dehnungsmessstreifen 59 messtechnisch erfassten Durchbiegung zu regeln.Analogously, the measuring device can be used in conjunction with actuators, such as the 5 , 6 and 8 The actuators 300, 400, 500 shown, in which the first component 1 and the second component 1, 3 are arranged one above the other in the assembly 30, 40, comprise at least one strain gauge 59 arranged on the first component 1 or on the second component 3 for measuring a variable dependent on the deflection of the assembly 30, 40. In this case, the controller 7 is designed to regulate the positioning of the actuator 13, which is controlled by the controller 7 via the control of the temperature control device 9, 9' corresponding to the signal S, on the basis of the deflection measured by the strain gauge(s) 59.

6 zeigt hierzu ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Dehnungsmesstreifen 59 mittig auf einer Außenseite der zweiten Komponente 3 angeordnet ist. Entsprechend wird dieser Dehnungsmessstreifen 59 bei durch positive Temperaturdifferenzen ΔT(T1>T2) bedingten Verformungszuständen V40(T1>T2) des Verbunds 40 gestaucht und bei durch negative Temperaturdifferenzen ΔT(T1<T2) bedingten Verformungszuständen V40(T1<T2) des Verbunds 40 gestreckt. Analog kann auch auf der ersten Komponente 1 und/oder der zweiten Komponente 3 des in 5 und8 dargestellten Verbunds 30 ein Dehnungsmesstreifen zur messtechnischen Erfassung der Durchbiegung des Verbunds 30 angeordnet sein oder werden. 6 shows an embodiment in which the strain gauge 59 is arranged centrally on an outer side of the second component 3. Accordingly, this strain gauge 59 is compressed in the case of deformation states V40(T1>T2) of the composite 40 caused by positive temperature differences ΔT(T1>T2) and stretched in the case of deformation states V40(T1<T2) of the composite 40 caused by negative temperature differences ΔT(T1<T2). Analogously, the first component 1 and/or the second component 3 of the 5 and 8 shown composite 30 a strain gauge for be or will be arranged to measure the deflection of the composite 30.

Alternativ oder zusätzlich hierzu kann die Messeinrichtung z.B. mindestens einen weiteren Sensor zur messtechnischen Erfassung des Verformungszustands des Verbunds 10, 20, 30, 40 umfassen.Alternatively or additionally, the measuring device may, for example, comprise at least one further sensor for measuring the deformation state of the composite 10, 20, 30, 40.

5 zeigt als ein Ausführungsbeispiel hierzu einen Abstandssensor 61 zur messtechnischen Erfassung eines Abstands des freien Endes des Verbund 30 von einem vorgegebenen Bezugspunkt P2. Genauso kann auch ein Abstand des mittleren Bereichs des in 6 dargestellten Verbunds 40 zu einem in 6 gestrichelt eingezeichneten Bezugspunkt P3 mittels eines Abstandsensor bestimmt werden. Diese Abstandsmessungen erfolgen z.B. jeweils analog zu den in Verbindung mit der Position des Stellglieds 13 beschriebenen Abstandsmessungen, wobei die zuvor genannten Arten von Abstandssensoren auch hier analog einsetzbar sind. 5 shows, as an exemplary embodiment, a distance sensor 61 for measuring a distance of the free end of the composite 30 from a predetermined reference point P2. In the same way, a distance of the middle area of the 6 shown composite 40 to a 6 The reference point P3, indicated by dashed lines, can be determined using a distance sensor. These distance measurements are carried out analogously to the distance measurements described in connection with the position of the actuator 13, whereby the previously mentioned types of distance sensors can also be used analogously here.

Analog zu den vorherigen Ausführungsbeispielen ist die Steuerung 7 hier dazu ausgebildet, die von der Steuerung 7 über die dem Signal S entsprechende Ansteuerung der Temperier-Vorrichtung 9 gesteuerte Positionierung des Stellglieds 13 anhand des bzw. jedes gemessenen Abstands zu regeln.Analogous to the previous embodiments, the controller 7 is designed here to regulate the positioning of the actuator 13, which is controlled by the controller 7 via the control of the tempering device 9 corresponding to the signal S, on the basis of the or each measured distance.

Als ein weiteres Ausführungsbeispiel kann auch die Länge L1 der ersten Komponente 1 und die Länge L2 der zweiten Komponente 3 von Aktoren, wie z.B. den in 1 bis 4 dargestellten Aktoren 100, 200, bei denen die erste Komponente 1 und die zweite Komponente 3 parallel versetzt zueinander in einer Ebene angeordnet sind, z.B. jeweils mittels eines Abstandssensor zur messtechnischen Erfassung eines Abstands zwischen dem von der Basis 5 abgewandten Ende der jeweiligen Komponente 1, 3 und einem der jeweiligen Komponente 1, 3 zugeordneten Bezugspunkt bestimmt werden. Auch diese Abstandsmessungen erfolgen z.B. analog zu den in Verbindung mit der Position des Stellglieds 13 beschriebenen Abstandsmessungen, wobei die zuvor genannten Abstandssensoren auch hier analog eingesetzt werden können. In dem Fall ist die Steuerung 7 z.B. dazu ausgebildet, die von der Steuerung 7 über die dem Signal S entsprechende Ansteuerung der Temperier-Vorrichtung 9 gesteuerte Positionierung des Stellglieds 13 anhand einer der Längendifferenz ΔL entsprechenden Differenz der mit den beiden Abstandssensoren gemessenen Abstände vorzunehmen.As a further embodiment, the length L1 of the first component 1 and the length L2 of the second component 3 can also be determined by actuators, such as those shown in 1 to 4 illustrated actuators 100, 200, in which the first component 1 and the second component 3 are arranged parallel and offset from one another in a plane, are determined, for example, in each case by means of a distance sensor for metrologically recording a distance between the end of the respective component 1, 3 facing away from the base 5 and a reference point assigned to the respective component 1, 3. These distance measurements are also carried out, for example, analogously to the distance measurements described in connection with the position of the actuator 13, it being possible for the previously mentioned distance sensors to be used analogously here too. In this case, the controller 7 is designed, for example, to carry out the positioning of the actuator 13, controlled by the controller 7 via the control of the temperature control device 9 corresponding to the signal S, on the basis of a difference between the distances measured with the two distance sensors, which difference corresponds to the length difference ΔL.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

100100
AktorActuator
200200
AktorActuator
300300
AktorActuator
400400
AktorActuator
500500
AktorActuator
1010
VerbundAssociation
2020
VerbundAssociation
3030
VerbundAssociation
4040
VerbundAssociation
11
erste Komponentefirst component
33
zweite Komponentesecond component
55
Basisbase
77
Steuerungsteering
99
Temperier-VorrichtungTempering device
9'9'
Temperier-VorrichtungTempering device
1111
UmsetzerConverter
1313
Stellgliedactuator
1515
VerbindungConnection
1717
VerbindungConnection
1919
UmsetzerConverter
2121
erster Hebelfirst lever
2323
Umlenkvorrichtungdeflection device
2525
zweiter Hebelsecond lever
2727
weitere Verbindungfurther connection
2929
Verbindungsstückconnecting piece
3131
Abstandshalterspacers
3232
Hohlraumcavity
3333
IsolationsschichtInsulation layer
3535
Einspannvorrichtungclamping device
3737
UmsetzerConverter
3939
Lagerwarehouse
4141
Lagerwarehouse
4343
LeiterplattenlagePCB layer
4545
metallische Lagemetallic layer
4747
TemperatursensorTemperature sensor
4848
TemperatursensorTemperature sensor
4949
AbstandssensorDistance sensor
5151
Elektrodeelectrode
5353
Elektrodeelectrode
5555
Dehnungsmessstreifenstrain gauges
5757
Dehnungsmessstreifenstrain gauges
5959
Dehnungsmessstreifenstrain gauges
6161
AbstandssensorDistance sensor

Claims (17)

Aktor (100, 200, 300, 400, 500) mit einem Verbund (10, 20, 30, 40), der eine stabförmige erste Komponente (1) und eine zumindest an einem Ende mit der ersten Komponente (1) verbundene, stabförmige zweite Komponente (3) umfasst, wobei die erste Komponente (1) und die zweite Komponente (3) identische thermische Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, einer eingangsseitig mit einem Signal (S) beaufschlagbaren Steuerung (7), einer an die Steuerung (7) angeschlossenen Temperier-Vorrichtung (9, 9'), die dazu ausgebildet ist, eine mittels der Steuerung (7) entsprechend dem Eingangssignal (S) vorgebbare Temperaturdifferenz (ΔT) zwischen einer Temperatur (T1) der ersten Komponente (1) und einer Temperatur (T2) der zweiten Komponente (3) zu bewirken, und einem mechanischen Umsetzer (11, 19, 37), der eine Eigenschaft eines von der Größe der Temperaturdifferenz (ΔT) abhängigen Verformungszustands des Verbunds (10, 20, 30, 40) in eine hierzu korrespondierende Positionierung eines als Bestandteil des Umsetzers (11, 19, 37) ausgebildeten oder mit dem Umsetzer (11, 19, 37) verbundenen Stellglieds (13) des Aktors (100, 200, 300, 400, 500) umsetzt.Actuator (100, 200, 300, 400, 500) with a composite (10, 20, 30, 40) comprising a rod-shaped first component (1) and a rod-shaped second component (3) connected to the first component (1) at least at one end, wherein the first component (1) and the second component (3) have identical thermal expansion coefficients, a controller (7) capable of receiving a signal (S) on the input side, a temperature control device (9, 9') connected to the controller (7) and designed to effect a temperature difference (ΔT) between a temperature (T1) of the first component (1) and a temperature (T2) of the second component (3), which temperature difference can be predetermined by the controller (7) in accordance with the input signal (S), and a mechanical converter (11, 19, 37) which converts a property of a variable dependent on the magnitude of the temperature difference (ΔT) dependent deformation state of the composite (10, 20, 30, 40) into a corresponding positioning of an actuator (13) of the actuator (100, 200, 300, 400, 500) formed as a component of the converter (11, 19, 37) or connected to the converter (11, 19, 37). Aktor (100, 200) gemäß Anspruch 1, bei dem die erste Komponente (1) und die zweite Komponente (3) parallel versetzt zueinander in einer Ebene angeordnet sind, ein Ende der ersten Komponente (1) mit einem Ende der zweiten Komponente (3) über eine starre Basis (5) verbunden ist, und der Umsetzer (11, 19) eine von der Temperaturdifferenz (ΔT) abhängige Längendifferenz (ΔL) zwischen einer Länge (L1) der ersten Komponente (1) und einer Länge (L2) der zweiten Komponente (3) in eine zu der Längendifferenz (ΔL) korrespondierende Positionierung des Stellglieds (13) umsetzt.Actuator (100, 200) according to Claim 1 , in which the first component (1) and the second component (3) are arranged parallel and offset from one another in a plane, one end of the first component (1) is connected to one end of the second component (3) via a rigid base (5), and the converter (11, 19) converts a length difference (ΔL) between a length (L1) of the first component (1) and a length (L2) of the second component (3), which is dependent on the temperature difference (ΔT), into a positioning of the actuator (13) corresponding to the length difference (ΔL). Aktor (100, 200) gemäß Anspruch 2, bei dem der Umsetzer (11, 19) als erster Hebel ausgebildet ist oder einen ersten Hebel (21) umfasst, wobei der erste Hebel (21): ein Ende umfasst, der das Stellglied (13) bildet oder umfasst, an dem das Stellglied (13) angeordnet ist oder der mit dem Stellglied (13) mechanisch verbunden ist, und einen dem Ende gegenüberliegenden Endbereich umfasst, der über eine erste Verbindung (15) mit einem von der Basis (5) abgewandten freien Ende der ersten Komponente (1) und über eine entlang einer Längsachse des ersten Hebels (21) von der ersten Verbindung (15) beabstandete zweite Verbindung (17) mit einem von der Basis (5) abgewandten freien Ende der zweiten Komponente (3) verbunden ist.Actuator (100, 200) according to Claim 2 , in which the converter (11, 19) is designed as a first lever or comprises a first lever (21), the first lever (21): comprising an end which forms or comprises the actuator (13), on which the actuator (13) is arranged or which is mechanically connected to the actuator (13), and comprising an end region opposite the end, which is connected via a first connection (15) to a free end of the first component (1) facing away from the base (5) and via a second connection (17) spaced apart from the first connection (15) along a longitudinal axis of the first lever (21) to a free end of the second component (3) facing away from the base (5). Aktor (200) gemäß Anspruch 3, bei dem das Ende des ersten Hebels (21) über eine Umlenkvorrichtung (23) mit einem ersten Endbereich eines zweiten Hebels (25) verbunden ist, der erste Endbereich des zweiten Hebels (25) zusätzlich über eine in parallel zur Längsachse des zweiten Hebels (25) verlaufender Richtung von der Umlenkvorrichtung (23) beabstandete weitere Verbindung (27) mit der Basis (5) verbunden ist, und das Stellglied (13) durch einen senkrecht zur Längsachse des zweiten Hebels (25) in von dem ersten Hebel (21) abgewandter Richtung vorstehenden Bereich eines von der Umlenkvorrichtung (23) abgewandten zweiten Endbereichs des zweiten Hebels (25) gebildet ist, an einem von der Umlenkvorrichtung (23) abgewandten Bereich des zweiten Hebels (25) angeordnet ist, durch einen von der Umlenkvorrichtung (23) abgewandten Bereich des zweiten Hebels (25) gebildet ist, oder mechanisch mit einem von der Umlenkvorrichtung (23) abgewandten Bereich des zweiten Hebels (25) verbunden ist.Actuator (200) according to Claim 3 , in which the end of the first lever (21) is connected to a first end region of a second lever (25) via a deflection device (23), the first end region of the second lever (25) is additionally connected to the base (5) via a further connection (27) which is spaced apart from the deflection device (23) in a direction parallel to the longitudinal axis of the second lever (25), and the actuator (13) is formed by a region of a second end region of the second lever (25) facing away from the deflection device (23), which protrudes perpendicular to the longitudinal axis of the second lever (25) in the direction facing away from the first lever (21), is arranged on a region of the second lever (25) facing away from the deflection device (23), is formed by a region of the second lever (25) facing away from the deflection device (23), or is mechanically connected to a region of the second lever (25) facing away from the deflection device (23). Aktor (200) gemäß Anspruch 4, bei dem der zweite Hebel (25) bei gleicher Temperatur (T1, T2) der ersten Komponente (1) und der zweiten Komponente (3) parallel zu dem ersten Hebel (21) verläuft, und/oder die Umlenkvorrichtung (23) und die weitere Verbindung (27) elastisch sind und/oder als Verbindungsstege ausgebildet sind.Actuator (200) according to Claim 4 , in which the second lever (25) runs parallel to the first lever (21) when the first component (1) and the second component (3) are at the same temperature (T1, T2), and/or the deflection device (23) and the further connection (27) are elastic and/or are designed as connecting webs. Aktor (100, 200) gemäß Anspruch 2 bis 5, bei dem die erste Komponente (1), die zweite Komponente (3), die Basis (5), die erste Verbindung (15), die zweite Verbindung (17), die weitere Verbindung (27) und/oder der Umsetzer (11,19) oder zumindest Teilbereiche des Umsetzers (11, 19) als Bereiche eines einteiligen Bauteils oder einer einteiligen, ein- oder mehrlagigen Leiterplatte ausgebildet sind, und/oder die erste Verbindung (15) und die zweite Verbindung (17) jeweils als elastische Verbindung ausgebildet ist und/oder als Verbindungssteg ausgebildet ist, dessen Breite echt kleiner als eine Breite der ersten Komponente (1) und der zweiten Komponente (3) ist.Actuator (100, 200) according to Claim 2 until 5 , in which the first component (1), the second component (3), the base (5), the first connection (15), the second connection (17), the further connection (27) and/or the converter (11, 19) or at least partial regions of the converter (11, 19) are designed as regions of a one-piece component or a one-piece, single- or multi-layer printed circuit board, and/or the first connection (15) and the second connection (17) are each designed as an elastic connection and/or are designed as a connecting web whose width is actually smaller than a width of the first component (1) and the second component (3). Aktor (200) gemäß Anspruch 2 bis 6, bei dem auf der ersten Komponente (1) ein an die Steuerung (7) angeschlossener erster Dehnungsmessstreifen (55) zur messtechnischen Erfassung einer Längenausdehnung der ersten Komponente (1) angeordnet ist, auf der zweiten Komponente (3) ein an die Steuerung (7) angeschlossener zweiter Dehnungsmessstreifen (57) zur messtechnischen Erfassung einer Längenausdehnung der zweiten Komponente (3) angeordnet ist, und die Steuerung (7) dazu ausgebildet ist, die von der Steuerung (7) über eine dem Signal (S) entsprechende Ansteuerung der Temperier-Vorrichtung (9) gesteuerte Positionierung des Stellglieds (13) anhand einer Differenz der mit dem ersten Dehnungsmessstreifen (55) gemessenen Längenausdehnung der ersten Komponente (1) und der mit dem zweiten Dehnungsmessstreifen (57) gemessenen Längenausdehnung der zweiten Komponente (3) zu regeln.Actuator (200) according to Claim 2 until 6 , in which a first strain gauge (55) connected to the control (7) is arranged on the first component (1) for measuring a linear expansion of the first component (1), on the second component (3) a first strain gauge (55) connected to the control tion (7) connected second strain gauge (57) for the metrological detection of a linear expansion of the second component (3), and the controller (7) is designed to regulate the positioning of the actuator (13), controlled by the controller (7) via a control of the tempering device (9) corresponding to the signal (S), on the basis of a difference between the linear expansion of the first component (1) measured with the first strain gauge (55) and the linear expansion of the second component (3) measured with the second strain gauge (57). Aktor (300, 400, 500) gemäß Anspruch 1, bei dem die erste Komponente (1) und die zweite Komponente (3) in dem Verbund (30, 40) übereinander angeordnet und thermisch gegenübereinander isoliert sind, und der Umsetzer (37) eine von der Temperaturdifferenz (ΔT) abhängige Durchbiegung des Verbunds (30, 40) in die hierzu korrespondierende Positionierung des Stellglieds (13) umsetzt.Actuator (300, 400, 500) according to Claim 1 , in which the first component (1) and the second component (3) in the composite (30, 40) are arranged one above the other and are thermally insulated from one another, and the converter (37) converts a deflection of the composite (30, 40) dependent on the temperature difference (ΔT) into the corresponding positioning of the actuator (13). Aktor (300, 500) gemäß Anspruch 8, bei dem der Verbund (30) abgesehen von einem in seiner Position fixierten, in einer Einspannvorrichtung (35) eingespannten oder auf einem Träger montierten Ende des Verbunds (30) frei beweglich ist, und der Umsetzer (37) dazu ausgebildet ist eine der von der Temperaturdifferenz (ΔT) abhängigen Durchbiegung entsprechende Auslenkung eines mit dem Umsetzer (37) verbundenen, dem fixierten Ende gegenüberliegenden, frei beweglichen Endes des Verbunds (30) in die hierzu korrespondierende Positionierung des Stellglieds (13) umzusetzen.Actuator (300, 500) according to Claim 8 , in which the composite (30) is freely movable apart from one end of the composite (30) which is fixed in its position, clamped in a clamping device (35) or mounted on a support, and the converter (37) is designed to convert a deflection corresponding to the deflection dependent on the temperature difference (ΔT) of a freely movable end of the composite (30) which is connected to the converter (37) and opposite the fixed end into the corresponding positioning of the actuator (13). Aktor (400) gemäß Anspruch 8, bei dem die einander gegenüberliegenden äußeren Enden des Verbunds (40) jeweils derart in oder auf einem Lager (39, 41), in einem als Einfassung ausgebildeten Lager (41) oder auf einer als Lager (39) dienenden Auflagefläche angeordnet sind, dass ein dazwischen befindlicher mittlerer Bereich des Verbunds (40) frei beweglich ist, und der Umsetzer (37) dazu ausgebildet ist eine der von der Temperaturdifferenz (ΔT) abhängigen Durchbiegung entsprechende Auslenkung des mit dem Umsetzer (37) verbundenen mittleren Bereichs des Verbunds (40) in die hierzu korrespondierende Positionierung des Stellglieds (13) umzusetzen.Actuator (400) according to Claim 8 , in which the mutually opposite outer ends of the composite (40) are each arranged in or on a bearing (39, 41), in a bearing (41) designed as a frame or on a support surface serving as a bearing (39) in such a way that a central region of the composite (40) located therebetween is freely movable, and the converter (37) is designed to convert a deflection of the central region of the composite (40) connected to the converter (37) corresponding to the deflection dependent on the temperature difference (ΔT) into the corresponding positioning of the actuator (13). Aktor (300, 400, 500) gemäß Anspruch 8 bis 10, bei dem die erste Komponente (1) gegenüber der zweiten Komponente (3) thermisch isoliert ist, indem jedes der beiden äußeren Enden der ersten Komponente (1) jeweils über einen Abstandshalter (31) oder einen Abstandshalter (31) aus einem thermischen Isolator, aus Glas, Kunststoff oder Keramik mit einem der beiden äußeren Enden der zweiten Komponente (3) verbunden ist, oder indem die erste Komponente (1) durch eine zwischen der ersten Komponente (1) und der zweiten Komponenten (3) angeordnete Isolationsschicht (33) oder eine Isolationsschicht (33) aus Kunststoff vollflächig mit der zweiten Komponente (3) verbunden ist, der Verbund (30, 40) aus Einzelteilen aufgebaut ist, als ein in einem 3-D Druckverfahren hergestelltes Bauteil ausgebildet ist, als mehrlagige Leiterplatte ausgebildet ist, oder zwei baugleiche Leiterplatten umfasst, von denen eine die erste Komponente (1) bildet und die andere die zweite Komponente (3) bildet, und/oder die Temperier-Vorrichtung (9') mindestens ein jeweils zwischen der ersten Komponente (1) und der zweiten Komponente (3) angeordnetes, jeweils als Heiz- und Kühlelement oder als Peltier-Element (E) ausgebildetes Element (E) umfasst, wobei das oder jedes Element (E) jeweils derart angeordnet und ausgebildet ist, dass es zur Erzeugung einer dem Signal (S) entsprechenden Temperaturdifferenz (ΔT) bei entsprechender Ansteuerung der Temperier-Vorrichtung (9') oder jedes Elements (E) durch die Steuerung (7) zeitgleich eine der beiden daran angrenzenden Komponenten (1, 3) beheizt und die jeweils andere Komponente (3, 1) kühlt.Actuator (300, 400, 500) according to Claim 8 until 10 , in which the first component (1) is thermally insulated from the second component (3) in that each of the two outer ends of the first component (1) is connected to one of the two outer ends of the second component (3) via a spacer (31) or a spacer (31) made of a thermal insulator, glass, plastic or ceramic, or in that the first component (1) is connected to the second component (3) over its entire surface by an insulation layer (33) arranged between the first component (1) and the second component (3) or an insulation layer (33) made of plastic, the composite (30, 40) is constructed from individual parts, is designed as a component produced in a 3D printing process, is designed as a multi-layer printed circuit board, or comprises two identical printed circuit boards, one of which forms the first component (1) and the other forms the second component (3), and/or the temperature control device (9') has at least one spacer (31) arranged between the first component (1) and the second component (3) arranged, each designed as a heating and cooling element or as a Peltier element (E), wherein the or each element (E) is arranged and designed in such a way that, in order to generate a temperature difference (ΔT) corresponding to the signal (S), when the temperature control device (9') or each element (E) is correspondingly controlled by the controller (7), it simultaneously heats one of the two components (1, 3) adjacent to it and cools the other component (3, 1). Aktor (400) gemäß Anspruch 8 bis 11, mit mindestens einem, jeweils auf der ersten Komponente (1) oder auf der zweiten Komponente (3) angeordneten, an die Steuerung (7) angeschlossenen Dehnungsmessstreifen (59) zur messtechnischen Erfassung einer von der Durchbiegung des Verbunds (30, 40) abhängigen Größe, bei dem die Steuerung (7) dazu ausgebildet ist, die von der Steuerung (7) über eine dem Signal (S) entsprechende Ansteuerung der Temperier-Vorrichtung (9) gesteuerte Positionierung des Stellglieds (13) anhand der mit dem oder den Dehnungsmessstreifen (59) erfassten Durchbiegung zu regeln.Actuator (400) according to Claim 8 until 11 , with at least one strain gauge (59), arranged on the first component (1) or on the second component (3) and connected to the controller (7), for the metrological detection of a variable dependent on the deflection of the composite (30, 40), in which the controller (7) is designed to regulate the positioning of the actuator (13), controlled by the controller (7) via an actuation of the temperature control device (9) corresponding to the signal (S), on the basis of the deflection detected by the strain gauge(s) (59). Aktor (100, 300, 500) gemäß Anspruch 1 bis 12, bei dem auf der ersten Komponente (1) ein an die Steuerung (7) angeschlossener erster Temperatur-Sensor (47) zur Messung der Temperatur (T1) der ersten Komponente (1) angeordnet ist, auf der zweiten Komponente (3) ein an die Steuerung (7) angeschlossener zweiter Temperatur-Sensor (48) zur Messung der Temperatur (T2) der zweiten Komponente (3) angeordnet ist, und die Steuerung (7) dazu ausgebildet, die entsprechend dem Signal (S) mittels der Temperier-Vorrichtung (9, 9') zu bewirkende Temperaturdifferenz (ΔT) anhand einer Differenz zwischen der mit dem ersten Temperatur-Sensor (47) gemessenen Temperatur (T1) der ersten Komponente (1) und der mit dem zweiten Temperatur-Sensor (48) gemessenen Temperatur (T2) der zweiten Komponente (3) zu regeln.Actuator (100, 300, 500) according to Claim 1 until 12 , in which a first temperature sensor (47) connected to the controller (7) is arranged on the first component (1) for measuring the temperature (T1) of the first component (1), a second temperature sensor (48) connected to the controller (7) is arranged on the second component (3) for measuring the temperature (T2) of the second component (3), and the controller (7) is designed to determine the temperature difference (ΔT) to be effected by means of the temperature control device (9, 9') in accordance with the signal (S) on the basis of a difference between the temperature measured by the first temperature sensor (47) (T1) of the first component (1) and the temperature (T2) of the second component (3) measured with the second temperature sensor (48). Aktor (100, 200, 300, 400, 500) gemäß Anspruch 1 bis 13, mit einer an die Steuerung (7) angeschlossenen Messeinrichtung zur messtechnischen Erfassung mindestens einer vom Verformungszustand des Verbunds (10, 20, 30, 40) abhängigen Größe und/oder mindestens einer von der Position des Stellglieds (13) abhängigen Größe, wobei die Steuerung (7) dazu ausgebildet ist, die von der Steuerung (7) über eine dem Signal (S) entsprechende Ansteuerung der Temperier-Vorrichtung (9) gesteuerte Positionierung des Stellglieds (13) anhand der oder jeder von der Messeinrichtung gemessenen Größe zu regeln.Actuator (100, 200, 300, 400, 500) according to Claim 1 until 13 , with a measuring device connected to the controller (7) for the metrological detection of at least one variable dependent on the deformation state of the composite (10, 20, 30, 40) and/or at least one variable dependent on the position of the actuator (13), wherein the controller (7) is designed to regulate the positioning of the actuator (13), controlled by the controller (7) via an actuation of the tempering device (9) corresponding to the signal (S), on the basis of the or each variable measured by the measuring device. Aktor (100, 200, 300, 400, 500) gemäß Anspruch 14, bei der die Messeinrichtung: einen Abstandssensor (49), einen kapazitiven Abstandssensor, einen magnetischen Abstandssensor oder einen optischen Abstandssensor zur messtechnischen Erfassung eines von der Positionierung des Stellglieds (13) abhängigen Abstands des Stellglied (13) von einem vorgegebenen Bezugspunkt (P1) umfasst, und/oder mindestens einen Abstandssensor (61), einen kapazitiven Abstandssensor, einen magnetischen Abstandssensor oder einen optischen Abstandssensor zur messtechnischen Erfassung einer vom Verformungszustand des Verbunds (10, 20, 30, 40) abhängigen Größe des Verbunds (10, 20, 30, 40) umfasst.Actuator (100, 200, 300, 400, 500) according to Claim 14 , in which the measuring device: comprises a distance sensor (49), a capacitive distance sensor, a magnetic distance sensor or an optical distance sensor for metrologically detecting a distance of the actuator (13) from a predetermined reference point (P1), which distance depends on the positioning of the actuator (13), and/or at least one distance sensor (61), a capacitive distance sensor, a magnetic distance sensor or an optical distance sensor for metrologically detecting a variable of the composite (10, 20, 30, 40) which depends on the deformation state of the composite (10, 20, 30, 40). Aktor (100, 200, 300, 400) gemäß Anspruch 1 bis 15, bei dem die Temperier-Vorrichtung (9) mindestens ein auf der ersten Komponente (1) angeordnetes Element (E1) umfasst, mindestens ein auf der zweiten Komponente (3) angeordnetes Element (E2) umfasst oder mindestens zwei Elemente (E1, E2) umfasst, von denen mindestens eines auf der ersten Komponente (1) und mindestens eines auf der zweiten Komponente (3) angeordnet ist, und das oder jedes Element (E1, E2) der Temperier-Vorrichtung (9) jeweils als mittels der Steuerung (7) steuerbares, als Heizelement und/oder als Kühlelement betreibbares Element ausgebildet ist.Actuator (100, 200, 300, 400) according to Claim 1 until 15 , in which the temperature control device (9) comprises at least one element (E1) arranged on the first component (1), at least one element (E2) arranged on the second component (3) or at least two elements (E1, E2), of which at least one is arranged on the first component (1) and at least one on the second component (3), and the or each element (E1, E2) of the temperature control device (9) is designed as an element that can be controlled by means of the controller (7) and can be operated as a heating element and/or as a cooling element. Aktor (100, 200, 300, 400, 500) gemäß Anspruch 1 bis 16, bei dem die erste Komponente (1) und die zweite Komponente (3) bei einer vorgegebenen Referenztemperatur gleich lang sind, und/oderrjeweils: eine Grundfläche mit einer Länge von 10 mm bis 100 mm und einer Breite von 1 mm bis 10 mm aufweisen, und/oder eine senkrecht zur Grundfläche verlaufende Dicke von 0.5 mm bis 3 mm aufweisen, als ein- oder mehrlagigen Leiterplatte oder als Leiterplattenbereich einer ein- oder mehrlagigen Leiterplatte ausgebildet ist, und/oder als mehrlagige Komponente ausgebildet ist, die mindestens eine Leiterplatten-Lage (43) aus einem nicht-metallischen Leiterplattenmaterial und mindestens eine metallische Lage (45) aus einem Metall oder aus Kupfer umfasst.Actuator (100, 200, 300, 400, 500) according to Claim 1 until 16 , in which the first component (1) and the second component (3) are of equal length at a predetermined reference temperature, and/or each: have a base area with a length of 10 mm to 100 mm and a width of 1 mm to 10 mm, and/or have a thickness of 0.5 mm to 3 mm running perpendicular to the base area, is designed as a single-layer or multi-layer printed circuit board or as a printed circuit board region of a single-layer or multi-layer printed circuit board, and/or is designed as a multi-layer component which comprises at least one printed circuit board layer (43) made of a non-metallic printed circuit board material and at least one metallic layer (45) made of a metal or of copper.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20040074234A1 (en) * 2000-06-19 2004-04-22 Howell Larry L Thermomechanical in-plane microactuator
DE102019204846A1 (en) * 2019-04-04 2020-10-08 Memetis Gmbh Actuator device

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