具有多層致動器的機組的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機組以及一種多層致動器，其尤其是用于在根據(jù)本發(fā)明的機組中應用。
【背景技術(shù)】
[0002]由申請人的DE 10 2008 002 489 Al公知了由多個疊置堆疊的電極層構(gòu)成的多層致動器，該多層致動器在電極層之間具有由介電材料制成的、柔性的介電層。為了實現(xiàn)多層致動器的沿牽拉方向的較高的機械要求，在已知的多層致動器中設(shè)置能變形的層彼此和/或電極層與那些能變形的層中的至少一個層交聯(lián)。這類多層致動器尤其用于元件的調(diào)節(jié)或運動。在此情況下，所述多層致動器例如與待調(diào)節(jié)的元件，例如一桿或類似裝置連接。通過施加電壓到所述電極層上，所述元件通過電極層的相互吸引在布置在電極層之間的能變形層的同時膨脹的情況下被運動。此外也公知了多個應用情況，其中，一元件與一多層致動器連接，其中，該元件通過外力被運動并且在此使所述多層致動器變形，尤其是壓到一起。由此可以將多層致動器用作用于電流產(chǎn)生的發(fā)生器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]從所示的現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明的任務是在使用至少一個多層致動器的情況下構(gòu)造一機組，該機組可以以各種各樣的方式被應用。這根據(jù)本發(fā)明在具有權(quán)利要求1的特征的機組中通過如下方式進行，即，所述至少一個多層致動器布置在與壓力介質(zhì)的作用連接中，尤其是直接接觸中并且該壓力介質(zhì)在操縱所述多層致動器時從一工作腔擠壓出。借助于機組的這類構(gòu)造可以實現(xiàn)各種有利的應用情況，這些應用情況因為壓力介質(zhì)借助于多層致動器的擠壓而獲得。這類應用情況例如可以，但是不限制于此地在于所述機組的用于借助于與機組連接的操縱元件調(diào)節(jié)一元件的應用，或例如在于壓力介質(zhì)的推送，為此可以將機組構(gòu)造為泵的形式。
[0004]根據(jù)本發(fā)明的機組的有利的改進方案記載在從屬權(quán)利要求中。所有由至少兩個在權(quán)利要求書、說明書和/或附圖中公開的特征構(gòu)成的組合都落入到本發(fā)明的范圍中。
[0005]在機組的第一結(jié)構(gòu)設(shè)計方案中提出:所述工作腔通過一優(yōu)選剛性的殼體限界或形成，在所述殼體中布置所述多層致動器。換句話說這意味著:壓力介質(zhì)也布置在所述(剛性的)殼體之內(nèi)。由此可以一方面實現(xiàn)機組的特別耐用的結(jié)構(gòu)，這是因為壓力介質(zhì)相對受保護地布置在殼體中。另一方面由此可以實現(xiàn)所述多層致動器的相對簡單的結(jié)構(gòu)，這是因為該多層致動器同樣布置得通過殼體受保護。
[0006]在一替換的或附加的設(shè)計方案中可以設(shè)置所述工作腔構(gòu)造在所述多層致動器中。這類構(gòu)造方案能夠?qū)崿F(xiàn)例如圍住所述多層致動器的殼體僅用于致動器的機械保護，但是就壓力介質(zhì)而言不必液壓密封地構(gòu)造。
[0007]在本發(fā)明的另一設(shè)計方案中設(shè)置工作腔與用于壓力介質(zhì)的存儲腔連接，并且，所述工作腔與所述存儲腔之間的該連接能夠借助于一閥裝置控制。在此尤其可以理解為，借助于該閥裝置可以打開或閉合所述工作腔和所述存儲腔之間的連接。通過該構(gòu)造方案造成多層致動器的機械加固，從而使得該多層致動器例如可以接收非常高的拉力或壓力，而不損壞或破壞該致動器。為此可以在一具體設(shè)計方案中設(shè)置:所述多層致動器與一操縱元件、尤其是一操縱桿共同作用。
[0008]本發(fā)明的在使用操縱桿或操縱元件的情況下的另一具體設(shè)計方案設(shè)置:使用兩個多層致動器，它們的工作腔借助于一具有一截止元件的連接部彼此耦合，并且，兩個多層致動器與所述操縱元件連接。這類構(gòu)造方案能夠?qū)崿F(xiàn)分別主動地沿不同的方向運動所述操縱元件，其中，沿兩個方向可以產(chǎn)生調(diào)節(jié)力。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的機組的另一應用在于構(gòu)造一泵。在此情況下設(shè)置:所述工作腔與一線路連接，在該線路中布置有一岔道，該岔道一方面與一用于壓力介質(zhì)的儲備容器連接并且另一方面與一壓力線路連接，并且，在該岔道與該壓力線路之間以及在該岔道與所述儲備容器之間的連接部中分別布置有一閥裝置、尤其是一止回閥。這類構(gòu)造方案能夠?qū)崿F(xiàn):在第一階段中從儲備容器中抽吸壓力介質(zhì)并且在第二階段中在壓力提高的情況下泵送壓力介質(zhì)到壓力線路中。
[0010]本發(fā)明也包括一種多層致動器，尤其是用于在根據(jù)本發(fā)明的機組中應用。在此情況下根據(jù)本發(fā)明設(shè)置:所述多層致動器沿該多層致動器的縱向方向至少在一部分長度上構(gòu)造至少一個縱向通道，該縱向通道是用于壓力介質(zhì)的工作腔的部分。所述多層致動器的這類構(gòu)造方案能夠?qū)崿F(xiàn)在施加電壓到所述電極層上時將壓力介質(zhì)從所述多層致動器中的所述縱向通道擠壓出。
[0011]在多層致動器的一結(jié)構(gòu)構(gòu)造方案中設(shè)置:所述電極層包括一剛性的外環(huán)和一在所述外環(huán)中至少在無電流的狀態(tài)下以具有沿徑向的間隙的方式布置的中央?yún)^(qū)域，并且，所述至少一個縱向通道構(gòu)造在所述中央?yún)^(qū)域中。由此，所述中央?yún)^(qū)域可以在施加電壓到所述電極層上時沿徑向向外膨脹，而在此不擴大所述多層致動器的總直徑。
[0012]為了在制作多層致動器或縱向通道時阻止在構(gòu)造縱向通道時出現(xiàn)電極層之間的電短路，此外優(yōu)選設(shè)置:電極層在中央?yún)^(qū)域中不達到所述縱向通道。
【附圖說明】
[0013]本發(fā)明的其它優(yōu)點、特征和細節(jié)從下面的、優(yōu)選的實施例的描述中以及借助附圖來闡釋。
[0014]其中:
圖1和圖2分別在縱截面中示出了在不同運行位置中的第一根據(jù)本發(fā)明的機組；
圖3在縱截面中示出了在第一運行位置中的第二根據(jù)本發(fā)明的機組；
圖4在縱截面中示出了根據(jù)圖3的機組的細節(jié)；
圖5同樣在縱截面中示出了在第二運行位置中的根據(jù)圖3的第二根據(jù)本發(fā)明的機組； 圖6在縱截面中示出了在放大示圖中的來自圖5的細節(jié)；
圖7和圖8分別在縱截面中示出了在不同運行位置中的第三根據(jù)本發(fā)明的機組；
圖9和圖10示出了在根據(jù)圖3和圖5的根據(jù)本發(fā)明的機組中的穿過電極層的橫截面； 圖11和圖12分別在俯視圖中示出了來自圖9的細節(jié)；和
圖13和圖14在簡化的縱截面中示出了第四和第五根據(jù)本發(fā)明的機組，該機組分別構(gòu)造為泵。
[0015]相同的元件或具有相同功能的元件在附圖中設(shè)有相同的附圖標記。
【具體實施方式】
[0016]在圖1和2中示出了第一根據(jù)本發(fā)明的機組10。所述機組10包括一多層致動器11，該多層致動器包括多個就該多層致動器11的縱向軸線12而言彼此疊置布置的電極層13，其中，在兩個電極層13之間分別布置一彈性的介電層14，所述彈性的介電層由不導電的材料或介電材料制成。通常，電極層13構(gòu)造為箔層或覆層，這意味著電極層13的厚度明顯小于介電層14的厚度。電極層13與一未示出的電壓供給裝置連接。
[0017]所述多層致動器11可以相應于申請人的DE 10 2008 002 489 Al通過如下方式來表明特征，即，所述介電層14彼此交聯(lián)和/或所述電極層13與介電層14中的至少一個介電層交聯(lián)。目前所公知的多層致動器11的特征在于:在施加電壓到所述電極層13上時，這些電極層相對彼此的相互間距因為吸引力而減小，其中，布置在所述電極層13之間的介電層14沿橫向方向，也就是垂直于所述縱向軸線12變形，其中，所述多層致動器11的體積總體上保持恒定。
[0018]所述多層致動器11在優(yōu)選剛性的殼體15之內(nèi)與殼體15的壁沿徑向間隔開地布置。所述殼體15在它的內(nèi)部中具有用于接收所述多層致動器11的工作腔17以及通過一連接通道18與所述工作腔17分開的存儲腔19。此外，在所述連接通道18中布置有形式為截止閥的一閥裝置20。顯然，在本發(fā)明的范疇中所述存儲腔19可以在所述殼體15之外布置在一獨立的殼體或類似裝置中，并且所述存儲腔19與工作腔17利用一相應的連接線路連接。
[0019]在殼體15之內(nèi)，尤其是工作腔17中的圍住所述多層致動器11的區(qū)域之內(nèi)以及存儲器19中布置有壓力介質(zhì)22。壓力介質(zhì)22優(yōu)選涉及一種(不能壓縮的)液體，例如一種液壓油。在所述殼體15的上側(cè)面上，該殼體具有一穿通部23，該穿通部由一操縱元件、例如一活塞桿25貫穿。所述穿通部23向活塞桿25去地借助于一密封元件26在液壓上密封。所述活塞桿25通過一連接板27與所述多層致動器11耦合，所述連接板與所述多層致動器11的一端面固定連接。
[0020]在圖1中示出了所述多層致動器11的這樣的狀態(tài)，其中，在所述電極層13上沒有施加電壓。所述壓力介質(zhì)22圍住所述多層致動器11并且完全填充所述工作腔17，而存儲腔19被部分地以壓力介質(zhì)22填充。在圖2中示出了所述多層致動器11的這樣的狀態(tài)，其中，在所述電極層13上施加電壓。由此，這些電極層13以本身公知的方式相互吸引，由此，處在這些電極層13之間的介電層14沿橫向于縱向軸線12的方向變形。由此而發(fā)生所述多層致動器11沿縱向軸線12的方向的縮短，這導致活塞桿25通過所述連接板27被牽拉到所述殼體13的內(nèi)部中。通過活塞桿25的伸入到所述工作腔17中的附加體積，在閥裝置20打開的情況下將壓力介質(zhì)22從工作腔17擠壓到所述存儲腔19中。由此，借助于所述多層致動器11可以通過所述活塞桿25例如運動或調(diào)節(jié)一元件。如果現(xiàn)在所述閥裝置20在多層致動器11的在圖2中示出的位置中閉合，從而使得壓力介質(zhì)22不能從存儲腔19回流到所述工作腔17中，那么因為工作腔17中的不能壓縮的壓力介質(zhì)22通過活塞桿25施加一相對高的按壓力到所述多層致動器11上，而不使所述多層致動器11變形或損壞。
[0021]在圖3至6中示出了一改型的機組10a，所述機組與機組10的區(qū)別是用于接收壓力介質(zhì)22的工作腔17a構(gòu)造在所述多層致動器Ila之內(nèi)。此外，布置在所述殼體15之內(nèi)的多層致動器Ila與活塞桿25共同作用，但是與機組10相反不需要將殼體15在活塞桿25的貫通引導部的區(qū)域中液壓密封。所述多層致動器Ila為了液壓密封地接收所述壓力介質(zhì)22包括一閉合的外殼30，該外殼的一個端側(cè)面類似于機組10通過連接板27與活塞桿25連接。如尤其根據(jù)圖4和圖6能夠識別的那樣，這些介電層14a具有彼此對齊構(gòu)造的開口31，這些開口構(gòu)成沿所述多層致動器Ila縱向方向延伸的縱向通道32。所述縱向通道32構(gòu)成了工作腔17a的一部分。所述電極層13a也具有開口 33，其中，所述開口 33的直徑D大于開口 31的直徑d。在所述多層致動器Ila的制造過程中出現(xiàn)兩個疊置布置的介電層14a的材料的彼此交聯(lián)過程，從而使得因為所述開口 31和33的不同的直徑d、D，電極層13a不是直至達到所述縱向通道32，而是在它們的沿徑向在內(nèi)的區(qū)域中由介電層14a的(被交聯(lián)的)材料圍住。
[0022]所述縱向通道32