BESCHREIBUNG

Fluidisches Stellglied, insbesondere Ventil, und Verfahren zum Betrieb eines fluidischen Stellglieds

Die Erfindung betrifft ein fluidisches Stellglied, zum Beispiel ein Ventil,

insbesondere ein zur Verwendung in einem Medizingerät oder dergleichen bestimmtes fluidisches Stellglied, sowie ein Verfahren zum Betrieb eines fluidischen Stellglieds.

Fluidische Stellglieder, insbesondere Absperr-, Proportional-, Wege-, Druck- oder Stromventile und dergleichen, sind an sich bekannt. Ein als Absperr- oder

Proportionalventil fungierendes Ventil umfasst einen beweglichen Absperrkörper, welcher je nach Position einen Volumenstrom ganz oder teilweise sperrt oder freigibt. Der Antrieb des Absperrkörpers erfolgt meist elektromagnetisch und/oder mithilfe von Steuerdrücken in Kombination mit mechanischen Federn.

Die US 2004/0124384 A1 beschreibt einen pneumatischen Aktor zum

Expandieren oder Kontrahieren einer elastischen Membran. Ein die Membran beeinflussender Volumenstrom in den Aktor hinein oder aus dem Aktor hinaus wird mittels zweier jeweils als Absperrkörper fungierender elektrostatischer Klappenventile gesteuert.

Die EP 1 679 032 A1 beschreibt eine Verwendung von elektroaktiven Elastomeren oder Polymeren zur Positionierung eines Absperrkörpers zum Zwecke einer Steuerung eines Luftstroms.

Des Weiteren sind Ventile mit aus elektroaktiven Polymeren (EAP) gefertigten Membranen bekannt, deren Absperrkörper mittels einer Membran und gegen die Kraft einer mechanischen Feder bewegt wird. Aufgrund der Längenänderung der

BESTÄTIGUNGSKOPIE elektroaktiven Membran resultieren eine mechanische lineare Bewegung des Absperrkörpers und eine Öffnung eines Ventilspalts.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine weitere

Ausführungsform eines fluidischen Stellglieds mit elektroaktiven Polymeren oder dergleichen anzugeben, insbesondere eine Ausführungsform eines fluidischen Stellglieds, dessen jeweilige Einstellung leicht eindeutig vorgebbar ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mittels eines fluidischen Stellglieds mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dazu ist bei einem fluidischen Stellglied mit zumindest einer Membran aus einem elektroaktiven Polymer oder einem

dielektrischen Elastomer, insbesondere einem fluidischen Stellglied in Form eines Absperr- oder Proportionalventils, eine Aktuatorvorrichtung mit Mitteln zur

Einstellung einer Dehnung und einer Dehnbarkeit der Membran sowie zur

Erfassung einer jeweils tatsächlichen Dehnung der Membran vorgesehen.

Bei einem Verfahren zum Betrieb eines solchen fluidischen Stellglieds erfolgt mittels der Aktuatorvorrichtung eine Einstellung der Dehnung und Dehnbarkeit sowie eine Erfassung der tatsächlichen Dehnung der Membran und bei einer besonderen Ausführungsform erfolgt mittels eines von der Aktuatorvorrichtung umfassten Reglers die Einstellung der Dehnung der Membran entsprechend einem jeweils zugeführten Sollwert und anhand der jeweils erfassten tatsächlichen Dehnung der Membran.

Zur Erläuterung der gemäß dem hier vorgestellten Ansatz vorgesehenen

Einstellung der Dehnung und der Dehnbarkeit der Membran sei angemerkt, dass aufgrund der Einstellung der Dehnung der Membran entlang der Längsachsen der sehr dünnen und damit näherungsweise zweidimensionalen Membran eine entsprechende Längenänderung resultiert. Entlang jeder Längsachse wird die Membran bei einer eingestellten erhöhten Dehnung demnach länger und bei einer eingestellten reduzierten Dehnung entsprechend kürzer. Mit der jeweils

eingestellten Dehnung ist aber auch die Dehnbarkeit der Membran korreliert, denn mit der jeweils eingestellten Dehnung der Membran wird deren Elastizitätsmodul (E-Modul) verändert. Bei einer erhöhten Dehnung resultiert eine erleichterte/ erhöhte Dehnbarkeit und bei einer reduzierten Dehnung resultiert eine verringerte Dehnbarkeit. Eine Änderung der Dehnung einer Membran aufgrund einer entsprechenden Einstellung führt also stets auch zu einer Beeinflussung von deren Dehnbarkeit und entsprechend ist eine Einstellung einer Dehnung einer Membran aus einem elektroaktiven Polymer oder einem dielektrischen Elastomer stets eine Einstellung von deren Dehnung und deren Dehnbarkeit.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass nicht nur die Dehnung und die Dehnbarkeit der Membran eingestellt werden, sondern dass auch die eingestellte Dehnung und/oder die im Betrieb resultierende Dehnung erfasst wird. Damit kann automatisch geprüft werden, ob die tatsächlich gegebene Dehnung einer jeweiligen Vorgabe entspricht. Die Erfassung der eingestellten oder resultierenden Dehnung ermöglicht auch eine Regelung zum exakten Erhalt einer Dehnung gemäß einer jeweiligen Vorgabe. Zusätzlich oder alternativ ermöglicht die

Erfassung der eingestellten oder resultierenden Dehnung auch die Verarbeitung eines die tatsächliche Dehnung kodierenden Signals durch eine dem fluidischen Stellglied funktional übergeordnete Einheit, zum Beispiel eine Steuerungseinheit eines medizinischen Geräts oder dergleichen, welche einerseits einen Sollwert für eine gewünschte Dehnung der Membran an das fluidische Stellglied ausgibt und andererseits ein solches Signal verarbeitet, um zum Beispiel bei einem fluidischen Stellglied in Form eines Proportionalventils einen Fluss durch das Ventil zu ermitteln und auf dieser Basis Volumina eines durch das Ventil geströmten

Mediums zu berechnen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Dabei verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen

Unteranspruches hin und sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen. Des Weiteren ist im Hinblick auf eine Auslegung der Ansprüche bei einer näheren Konkretisierung eines Merkmals in einem nachgeordneten Anspruch davon auszugehen, dass eine derartige Beschränkung in den jeweils vorangehenden Ansprüchen nicht vorhanden ist. Bei einer Ausführungsform eines fluidischen Stellglieds umfasst dessen

Aktuatorvorrichtung als Mittel zur Einstellung einer Dehnung und Dehnbarkeit der Membran sowie zur Erfassung einer tatsächlichen Dehnung der Membran zumindest eine Sensorik und eine Steuereinheit, wobei mittels der Sensorik ein Maß für eine elektrische Kapazität der Membran erfassbar ist und wobei mittels der Steuereinheit in Abhängigkeit von dem erfassten Maß für die elektrische Kapazität der Membran diese zur Einstellung von deren Dehnung und Dehnbarkeit mit einer elektrischen Spannung beaufschlagbar ist. Beim Betrieb eines solchen fluidischen Stellglieds wird die Membran mittels der Steuereinheit mit einer

Spannung beaufschlagt und mittels der Sensorik, insbesondere einer Sensorik in Form einer Impedanzmessbrücke, die tatsächliche Dehnung der Membran erfasst, zum Beispiel indem ein für die Dehnung der Membran charakteristischer Messwert erfasst wird. Die Beaufschlagung der Membran mit der jeweiligen elektrischen Spannung erfolgt abhängig von der mittels der Sensorik erfassten tatsächlichen Dehnung der Membran, so dass mittels der Steuereinheit eine Korrektur möglich ist, solange eine resultierende Dehnung unter einer gewünschten Dehnung liegt oder sobald die resultierende Dehnung die gewünschten Dehnung überschreitet.

Bei einer besonderen Ausführungsform eines fluidischen Stellglieds umfasst dessen Aktuatorvorrichtung einen Regler zur Einstellung der Dehnung der

Membran entsprechend einem der Aktuatorvorrichtung zuführbaren und im Betrieb zugeführten Sollwert. Mittels eines Reglers gelingt eine besonders exakte

Einstellung der Dehnung und es ist folglich gewährleistet, dass die resultierende Dehnung der jeweils gewünschten Dehnung sehr genau entspricht.

Mittels des Sollwerts kann im Wege der damit bewirkten Vorgabe der Dehnung und Dehnbarkeit der Membran bei einem fluidischen Stellglied in Form eines Ventils dieses geöffnet und geschlossen werden, indem eine hohe oder maximale bzw. eine geringe oder minimale Dehnung ausgewählt wird. Bei einem fluidischen Stellglied in Form eines Proportionalventils können auch Zwischenstellungen zwischen dem geschlossenen und dem geöffneten Zustand durch Vorgabe einer entsprechenden Dehnung und Dehnbarkeit ausgewählt werden. Bei einer nochmals weiteren Ausführungsform eines fluidischen Stellglieds umfasst dessen Aktuatorvorrichtung auch zumindest eine Spannungsquelle, mittels derer die Membran zur Einstellung von deren Dehnung und Dehnbarkeit mit einer elektrischen Spannung beaufschlagbar ist. Wenn die Aktuatorvorrichtung die zur Einstellung der Dehnung und Dehnbarkeit der Membran vorgesehene Spannungsquelle selbst umfasst, ergibt sich als fluidisches Stellglied eine autarke oder im Wesentlichen autarke Einheit, welcher zum Beispiel nur ein Sollwert zur Vorgabe einer jeweils gewünschten Dehnung und Dehnbarkeit der Membran zuführbar ist und im Betrieb zugeführt wird und die ansonsten keine weiteren Anschlüsse benötigt.

Bei einer besonderen Ausführungsform eines fluidischen Stellglieds, insbesondere einem fluidischen Stellglied in Form eines Absperr- oder Proportionalventils, ist mittels einer Einstellung einer Dehnung und Dehnbarkeit der Membran ein vorgegebener oder vorgebbarer Öffnungsdruck einstellbar. Das fluidische

Stellglied, insbesondere das Ventil, ist damit in einer Art und Weise konfiguriert, dass eine Öffnung des Ventils nur dann erfolgt, wenn aufgrund eines anstehenden Mediums der vorgegebene Öffnungsdruck erreicht oder überschritten ist. Ein Fluss durch das Stellglied oder Ventil erfolgt demnach nur dann, wenn der

Öffnungsdruck erreicht oder überschritten ist. Dies eröffnet vielfältige

Einsatzmöglichkeiten zum Beispiel in einem Medizingerät, etwa einem

Medizingerät in Form eines Beatmungsgeräts. Bei einem Verfahren zum Betrieb eines solchen fluidischen Stellglieds, insbesondere eines fluidischen Stellglieds in Form eines Absperr- oder Proportionalventils, wird mittels einer Einstellung einer Dehnung und Dehnbarkeit der Membran ein vorgegebener oder vorgebbarer Öffnungsdruck eines Ventils eingestellt.

Bei einer weiteren besonderen Ausführungsform eines fluidischen Stellglieds ist vorgesehen, dass dieses zumindest zwei antiparallele fluidische Stellglieder der hier und im folgenden beschriebenen Art umfasst, zum Beispiel zwei fluidische Stellglieder in Form von antiparallelen Absperr- und/oder Proportionalventilen. Eine Vorrichtung mit zumindest zwei derartigen fluidischen Stellgliedern oder Ventilen fungiert selbst als fluidisches Stellglied und fungiert bei davon umfassten fluidischen Stellgliedern in Form von Ventilen als Ventilgruppe mit zumindest zwei antiparallelen Ventilen. Mittels einer solchen Ventilgruppe mit zumindest zwei antiparallelen Ventilen lässt sich eine Flussrichtung und ein Volumenstrom durch die Ventilgruppe in weiten Grenzen durch die Vorgabe der Dehnung und

Dehnbarkeit der von den Ventilen der Ventilgruppe umfassten Membranen einstellen.

Eine weitere vorteilhafte Anwendungsmöglichkeit des hier und im Folgenden beschriebenen Ansatzes besteht in Form eines zum Beispiel als Druckminderer, Druckkonstanter oder Volumenstromkonstanter fungierenden fluidischen

Stellglieds, welches eine Ventilplatte aufweist, die mittels zumindest einer ersten und einer zweiten in ihrer Dehnung und Dehnbarkeit einstellbaren Membran beweglich gehaltert ist. Durch die Beweglichkeit der Ventilplatte ist bei einem Druckminderer, Druckkonstanter oder Volumenstromkonstanter ein jeweiliger Hinterdruck beeinflussbar. Die Beweglichkeit der Ventilplatte ist durch die

Einstellung der Dehnung und Dehnbarkeit der zumindest zwei die Ventilplatte haltenden Membranen beeinflussbar. Damit ist insgesamt der Hinterdruck durch Einstellung der Dehnung und Dehnbarkeit der Membranen auf einen jeweils gewünschten Hinterdruck einstellbar und bei einem Verfahren zum Betrieb eines zum Beispiel als Druckminderer, Druckkonstanter oder Volumenstromkonstanter fungierenden fluidischen Stellglieds wird mittels einer Einstellung einer Dehnung und Dehnbarkeit der Membranen ein vorgegebener oder vorgebbarer Hinterdruck des Druckminderers, Druckkonstanters oder Volumenstromkonstanters eingestellt.

Eine nochmals weitere vorteilhafte Anwendungsmöglichkeit des hier und im

Folgenden beschriebenen Ansatzes besteht in Form einer Kammerpumpe, insbesondere einer Membran- oder Kolbenpumpe, mit zumindest einem

fluidischen Stellglied mit zumindest einer in ihrer Dehnung und Dehnbarkeit einstellbaren Membran. Damit ist bei einer solchen Kammerpumpe das

Fördervolumen, die Förderrichtung und/oder der Förderdruck einstellbar oder beeinflussbar.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Einander entsprechende Gegenstände oder Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Das oder jedes Ausführungsbeispiel ist nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung

Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten und Kombinationen, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den im allgemeinen oder speziellen Beschreibungsteil beschriebenen sowie in den Ansprüchen und/oder der Zeichnung enthaltenen Merkmalen für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe

entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand führen.

Es zeigen:

Figur 1 ein Ventil als Beispiel für ein fluidisches Stellglied,

Figur 2 eine EAP-Membran mit einer Spannungsquelle und einer Sensorik,

Figur 3 ein Ventil gemäß Figur 1 mit zumindest einer Membran gemäß Figur 2 und einer Aktuatorvorrichtung zur Einstellung einer Dehnung und

Dehnbarkeit der Membran sowie zur Erfassung einer jeweils tatsächlichen Dehnung der Membran,

Figur 4 und

Figur 5 eine Ventilgruppe mit zwei antiparallelen Ventilen gemäß Figur 3, Figur 6 und

Figur 7 einen Druckminderer bzw. einen Druckkonstanter als weitere Beispiele für ein fluidisches Stellglied,

Figur 8 mit Teilfiguren 8A, 8B und 8C eine Kammerpumpe mit einem ein- und ausgangsseitigen Ventil gemäß Figur 3 sowie

Figur 9 mit Teilfiguren 9A, 9B und 9C eine Kammerpumpe mit einer ein- und ausgangsseitigen Ventilgruppe gemäß Figur 4 und Figur 5. Die Darstellung in Figur 1 zeigt als Beispiel für ein fluidisches Stellglied 10 ein Ventil 10 mit zumindest einer Membran 12 in einer schematisch vereinfachten Schnittdarstellung. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst das Ventil 10 zwei vorgespannte Membranen 12, welche an einem mittels der Membranen 12 beweglichen Absperrkörper 14 angreifen, zum Beispiel einer als Absperrkörper 14 fungierenden Ventilplatte. Mittels des Absperrkörpers 14 wird eine von einem umlaufenden Rand eingeschlossene Öffnung (Krater 16) in einer Grenzfläche 18 verschlossen oder freigegeben. Der Rand des Kraters 16 kann eine Höhe gleich oder nahe Null haben, so dass der Krater 16 im einfachsten Fall eine Öffnung in einer Grenzfläche 18 ist, zum Beispiel einer Grenzfläche 18 mit Bereichen mit einem unterschiedlichen Druck.

Anstelle zweier Membranen 12 und eines Absperrkörpers 14 kommt auch eine einzelne, vorgespannte und den Krater 16 überspannende Membran 12 in

Betracht. Die Membran 12 fungiert dann selbst als Absperrkörper 14. Die

Beschreibung wird - ohne Verzicht auf eine weitergehende Allgemeingültigkeit - zunächst anhand der dargestellten Ausführungsform fortgesetzt, also anhand eines mittels zweier längenveränderlicher Membranen 12 beweglichen

Absperrkörpers 14. Anstelle mehrerer Membranen 12 und eines Absperrkörpers 14 kommt, wie vorstehend skizziert, auch eine einzelne längenveränderliche Membran 12 in Betracht. Dies ist bei der nachfolgenden Beschreibung stets mitzulesen und als von der hier vorgelegten Beschreibung mit umfasst anzusehen.

Das in Figur 1 gezeigte Ventil 10 umfasst einen beweglichen Absperrkörper 14, der in den Darstellungen als mittels der vorgespannten und in ihrer Dehnung und Dehnbarkeit einstellbaren, längenveränderlichen Membranen 12 bewegliche Platte gezeigt ist. Bei der Platte handelt es sich zum Beispiel um eine Platte aus einem Werkstoff wie zum Beispiel EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk) oder PEEK (Polyetheretherketon). Der Absperrkörper 14 dichtet bei geschlossenem Ventil 14 gegen den Krater 16 ab, dessen Ränder in der Schnittdarstellung schematisch vereinfacht als Blockpfeile gezeigt sind. Der Absperrkörper 14 wird mittels mindestens zweier jeweils seitlich angreifender und gegenüberliegend im

Randbereich des Kraters 16 fixierter, vorgespannter Membranen 12 gehalten. Diese sind aus einem elektroaktiven Polymer (EAP) oder einem dielektrischen Elastomer (DEA) hergestellt. Bei den Membranen 12 handelt es sich folglich um längenveränderliche und in ihrer Dehnung und Dehnbarkeit einstellbare EAP- Membranen 12 oder längenveränderliche und in ihrer Dehnung und Dehnbarkeit einstellbare DEA-Membranen 12. Im Wege einer Einstellung der Dehnung und Dehnbarkeit der Membranen 12 wird die Vorspannung erhöht oder verringert. Bei einer reduzierten Vorspannung wird der Absperrkörper 14 mittels der Membranen 12 weniger stark auf den Krater gepresst und das Ventil 10 öffnet bereits bei einem geringeren, aufgrund eines anstehenden Mediums auf den Absperrkörper 14 wirkenden Druck (der Öffnungsdruck des Ventils 10 ist aufgrund der

eingestellten Dehnung und Dehnbarkeit der Membranen 12 reduziert). Bei einer erhöhten Vorspannung wird der Absperrkörper 14 stärker auf den Krater 16 gepresst. Das Ventil öffnet demnach erst bei einem entsprechend höheren, aufgrund eines anstehenden Mediums auf den Absperrkörper 14 wirkenden Druck (der Öffnungsdruck des Ventils 10 ist aufgrund der eingestellten Dehnung und Dehnbarkeit der Membranen 12 erhöht).

Die weitere Beschreibung wird - ohne Verzicht auf eine weitergehende

Allgemeingültigkeit - am Beispiel von Ventilen 10 mit EAP-Membranen 12 fortgesetzt. DEA-Membranen 12 anstelle der EAP-Membranen 12 oder zusätzlich zu den EAP-Membranen 12 sind dabei stets mitzulesen und als von der hier vorgelegten Beschreibung mit umfasst anzusehen. Darüber hinaus ist jede

Verwendung des allgemeinen Begriffs„Membran" als„EAP- oder DEA-Membran" zu lesen.

Die Darstellung in Figur 1 zeigt das Ventil 10 in einer geöffneten Stellung (der Absperrkörper 14 ist vom Rand des Kraters 16 abgehoben und gibt zumindest einen Ventilspalt frei). An die Membranen 12 ist dafür eine elektrische Spannung angelegt. Bekanntlich führt eine an eine EAP-/DEA-Membran 12 angelegte elektrische Spannung zu einer in Abhängigkeit von der jeweiligen Spannung erhöhten Dehnung und Dehnbarkeit der Membran 12 und im Ergebnis dazu, dass sich die Membran 12 proportional zur angelegten Spannung in ihrer Fläche ausdehnt und sich gleichzeitig die Dicke der Membran 2 verringert, weil sich das Gesamtmaterial der Membran 12 auf die resultierende vergrößerte Fläche verteilt. Die proportional mit der angelegen Spannung erhöhte Dehnung und die

resultierende geringere Dicke führt zu einer Vergrößerung der Länge der

Membran 12. Dadurch und aufgrund der mit der erhöhten Dehnung

einhergehenden erhöhten Dehnbarkeit kann sich der Absperrkörper 14, welcher bisher mittels der zuvor gespannten Membranen 12 auf den Krater 16 gepresst wurde, bei einem entsprechenden Druck eines anstehenden Mediums vom Rand des Kraters 16 lösen und somit einen Ventilspalt freigeben (das Ventil 10 öffnet).

Die beim Bewegen des Absperrkörpers 14 relativ zum Krater 16 wirkenden Kräfte sind in der Darstellung in Figur 1 durch Pfeile veranschaulicht. Zum einen wirkt aufgrund der elastischen Dehnung der Membranen 12 eine Kraft entlang der jeweiligen Membran 12 in Richtung auf die Umgebung des Kraters 16 und die dortige Fixierung jeder Membran 12. Diese Kräfte führen zu einer resultierenden, auf den Absperrkörper 14 wirkenden Kraft, welche dem Druck des jeweiligen Mediums entgegenwirkt, dessen Fluss mittels des Ventils 10 gesteuert werden soll. Wenn die mittels der Membranen 12 auf den Absperrkörper 14 ausgeübte Kraft (Verschlusskraft) größer als die Kraft ist, welche aufgrund des jeweiligen Mediums auf den Absperrkörper 14 wirkt, bleibt das Ventil 10 geschlossen. Wenn die aufgrund des jeweiligen Mediums auf den Absperrkörper 14 wirkende Kraft größer als die Verschlusskraft ist, öffnet das Ventil 10.

Die Darstellung in Figur 2 zeigt eine einzelne Membran 12 eines Ventils 0 gemäß Figur 1. An die Membran 12 ist mittels einer Spannungsquelle 20 (in der

Darstellung in Figur 2 ohne Verzicht auf eine weitergehende Allgemeingültigkeit als Gleichspannungsquelle gezeigt) eine Spannung, zum Beispiel eine

Gleichspannung oder eine Wechselspannung mit einer Frequenz unterhalb eines Schwellwerts, anlegbar und im Betrieb angelegt. Mittels der jeweiligen Spannung werden eine Dicke und Länge der Membran 12 (Dehnung) sowie eine Dehnbarkeit (Elastizitätsmodul; E-Modul) der Membran 12 beeinflusst und eingestellt. Mittels einer Sensorik 22 ist eine jeweilige elektrische Kapazität der Membran 12 messbar und wird beim Betrieb der Sensorik 22 gemessen. Die elektrische Kapazität der Membran 12 ist proportional zu deren Fläche und umgekehrt proportional zur Dicke der Membran 12. Die elektrische Kapazität der Membran 12 ist damit ein Maß für deren spannungsabhängige Dicken- und Längenänderung sowie ein Maß für deren tatsächliche Dehnung.

Die Messung der elektrischen Kapazität der Membran 12 erfolgt zum Beispiel in Form einer Impedanzmessung, insbesondere mittels einer Sensorik 22 in Form einer an sich bekannten Wechselspannungsbrücke/Impedanzmessbrücke. Die Sensorik 22 umfasst bei einer Ausführung als Impedanzmessbrücke in an sich bekannter Art und Weise eine Wechselspannungsquelle zur Speisung der

Messbrücke (nicht gezeigt) sowie ein für Wechselspannung empfindliches

Messgerät zur Bestimmung der sogenannten Brückenquerspannung. Die

Membran 12 ist einer der Brückenwiderstände der Messbrücke und die Sensorik 22 ist insoweit geeignet an diese angeschlossen. Die elektrische Kapazität der Membran 12 wird mittels einer solchen Sensorik 22 in an sich bekannter Art und Weise durch Abgleich der Brückenwiderstände gemessen. Eine Frequenz der Wechselspannung, mit welcher die Sensorik 22 betrieben wird, liegt zumindest oberhalb einer Frequenz der Spannungsquelle 20. Eine Frequenz der

Spannungsquelle 20 liegt zum Beispiel im Bereich von 0 Hz (Gleichspannung) bis ca. 10 kHz. Bei Gleichspannung resultiert eine konstante Einstellung der Dehnung und Dehnbarkeit der Membran 12. Bei einer Wechselspannung resultiert eine der Frequenz der Wechselspannung folgende Einstellung der Dehnung und

Dehnbarkeit der Membran 12. Eine Frequenz der Wechselspannung, mit welcher die Sensorik 22 betrieben wird, liegt oberhalb der Frequenzen, mit der eine

Membran 12 mittels der Spannungsquelle 20 im Betrieb zur Einstellung von deren Dehnung und Dehnbarkeit beaufschlagt werden kann, also oberhalb einer

Betriebsfrequenz von zum Beispiel 100 kHz.

Ein mittels einer solchen oder ähnlichen Sensorik 22 erhältlicher Messwert für die elektrische Kapazität der Membran 12 ist ein Maß für die jeweilige Dehnung der Membran 12 und damit auch ein Maß für den Auslenkungszustand der Membran 12. Der Messwert für die elektrische Kapazität der Membran 12 repräsentiert somit eine Kenngröße für einen jeweiligen Öffnungsdruck oder einen tatsächlichen Durchfluss des jeweiligen Mediums durch das Ventil 10. Mittels einer solchen Sensorik 22 ist jederzeit und ohne großen Aufwand ein Maß für eine jeweilige Ventilstellung erhältlich. Ein solcher Messwert kann für eine genaue Einstellung einer Ventilstellung eines als Proportionalventil fungierenden Ventils 10 verwendet werden.

Die Darstellung in Figur 3 zeigt insoweit - schematisch vereinfacht - eine

Aktuatorvornchtung 24 mit einem Ventil 10 gemäß Figur 1. Diese umfasst eine Steuereinheit 26, welche für die oder jede Membran 12 eine Spannungsquelle 20 und eine Sensorik 22 der zuvor beschriebenen Art umfasst. Alternativ ist die Spannungsquelle 20 eine von der Aktuatorvornchtung 24 räumlich getrennte, aber mittels der Aktuatorvornchtung 24 unmittelbar oder mittelbar ansteuerbare

Spannungsquelle 20.

Der Steuereinheit 26 ist ein Sollwert 28 für eine gewünschte Dehnung und

Dehnbarkeit der Membran 12 oder ein Sollwert 28 für einen gewünschten

Öffnungsdruck oder ein Sollwert 28 für eine gewünschte Ventilstellung zuführbar. Der gewünschte Öffnungsdruck und die gewünschte Ventilstellung bezeichnen im Wesentlichen dasselbe: Die jeweils eingestellte Dehnung und Dehnbarkeit der Membran 12 bestimmt, bei welchem Öffnungsdruck das Ventil 10 öffnet. Wenn an dem Ventil 10 ein Medium mit einem Druck größer als der Öffnungsdruck ansteht, öffnet das Ventil demnach. Wenn also ein Öffnungsdruck kleiner oder größer als der Druck des anstehenden Mediums eingestellt wird, wird auch die gewünschte Ventilstellung vorgegeben.

Anhand des Sollwerts 28 wird mittels einer dafür vorgesehenen Funktionseinheit, zum Beispiels mittels eines Reglers 30, eine Stellgröße für die gewünschte

Dehnung und Dehnbarkeit der Membran 12 erzeugt und die Spannungsquelle 20 zur Abgabe einer der Stellgröße entsprechenden Spannung angesteuert. Dies ist in der Darstellung durch den vom Regler 30 in Richtung auf die Membran 12 weisenden Pfeil veranschaulicht. Mittels der Sensorik 22 wird kontinuierlich oder regelmäßig die elektrische Kapazität der Membran 12 gemessen. Diese Messung ist durch den von der Membran 12 in Richtung auf den Regler 30 weisenden Pfeil veranschaulicht. Der Messwert wird als Regelgröße verarbeitet und eine

Regeldifferenz zwischen dem Sollwert 28 und der Regelgröße wird mittels des Reglers 30 ausgeregelt. Auf diese Art und Weise stimmt die jeweilige tatsächliche Dehnung der Membran (oder der Öffnungsdruck oder die Ventilstellung) stets innerhalb der physikalisch möglichen Grenzen mit der durch den Sollwert 28 vorgegebenen gewünschten Dehnung (oder dem gewünschten Öffnungsdruck, der gewünschten Ventilstellung) überein. Bei der in Figur 3 schematisch

vereinfacht gezeigten Ausführungsform wird davon ausgegangen, dass der Regler 30 jeweils die Spannungsquelle 20 und die Sensorik 22 umfasst.

Grundsätzlich kann auch vorgesehen sein, dass die Steuereinheit 26 nur eine Spannungsquelle 20 für alle Membranen 12 eines Ventils 10 aufweist oder ansteuert. Dann werden alle Membranen 12 gleichzeitig angesteuert. Dabei wird davon ausgegangen, dass alle von dem Ventil 10 umfassten Membranen 12 hinsichtlich ihrer Abmessungen ausreichend gleich sind, so dass bei einer

Beaufschlagung mit derselben Spannung eine ausreichend gleichartige

Ausdehnung resultiert. Zusätzlich oder alternativ kann - unter derselben Annahme wie zuvor - auch vorgesehen sein, dass die Steuereinheit 26 nur eine Sensorik 22 für alle Membranen 12 eines Ventils 10 aufweist.

Optional kann auch vorgesehen sein, dass einzelne Segmente einer Membran 12 einzeln angesteuert werden, zum Beispiel um auf diese Weise ein Kippen des Absperrkörpers 14, insbesondere einer als Absperrkörper 4 fungierenden

Ventilplatte, zu erreichen.

Optional kann die Steuereinheit 26 ein Signal zurückliefern, welches die jeweilige Dehnung der Membran 12 und damit die tatsächliche Ventilstellung kodiert

(Ventilstellungssignal 32). Ein solches Ventilstellungssignal 32 ist mittels einer übergeordneten Einheit verarbeitbar, zum Beispiel einer Einheit, von welcher der Sollwert 28 für die Ventilstellung stammt. Dann können mittels der übergeordneten Einheit Berechnungen und/oder Verknüpfungen anhand der tatsächlichen

Ventilstellung vorgenommen werden, zum Beispiel eine Volumenberechnung oder ein automatisches Schließen des Ventils 10, nachdem ein bestimmtes Volumen des jeweiligen Mediums durch das Ventil 10 geströmt ist. Solche Berechnungen oder Verknüpfungen sind exakter als Berechnungen oder Verknüpfungen auf Basis eines jeweiligen Sollwerts 28. Zudem kann im Falle einer Abweichung der durch das Ventilstellungssignal 32 kodierten tatsächlichen Ventilstellung vom Sollwert 28 für die Ventilstellung eine eventuelle Fehlersituation erkannt werden. Zum Beispiel kann erkannt werden, ob bei einer Überschreitung des gewünschten Öffnungsdrucks eine reale Öffnung des Ventils 10 stattfindet.

Das Ventil 10 gemäß Figur 3 zusammen mit der Aktuatorvorrichtung 24 zur Einstellung einer Dehnung und Dehnbarkeit der mindestens einen Membran 12 sowie zur Erfassung der Dehnung der mindestens einen Membran 12 des Ventils 10 ist ein Beispiel für ein erfindungsgemäßes fluidisches Stellglied. Genauso ist aber auch die Aktuatorvorrichtung 24 mit den davon umfassten Mitteln zur

Einstellung der Dehnung und Dehnbarkeit einer Membran 12 sowie zur Erfassung der tatsächlichen Dehnung einer Membran 2 zusammen mit zumindest einer Membran 12 ein Beispiel für ein erfindungsgemäßes fluidisches Stellglied. Ein solches fluidisches Stellglied kann dann zum Beispiel in einem Ventil 10

verwendet werden und ein solches Ventil 10 stellt dann selbst wieder ein fluidisches Stellglied gemäß der Erfindung dar.

Die nachfolgende Beschreibung gilt - auch soweit dort nur kurz von einem Ventil 10 gesprochen wird - jeweils auch für eine Aktuatorvorrichtung 24 gemäß Figur 3. Bei jeder Erwähnung eines Ventils 10 ist damit inhaltlich ein Ventil 10 mit einer Aktuatorvorrichtung 24 mit Mitteln zur Erfassung und Einstellung einer Dehnung der oder jeder von dem Ventil 10 umfassten Membran 12, insbesondere ein Ventil 10 mit einer Aktuatorvorrichtung 24 gemäß Figur 3, gedanklich zu ergänzen und mitzulesen.

Das in Figur 1 und Figur 3 gezeigte Ventil 10 ist ein Ventil 10, welches einen Durchfluss nur in einer Richtung zulässt, wenn der Absperrkörper 14 den Krater 16 freigibt. In Gegenrichtung sperrt das Ventil 10, indem der Absperrkörper 14 durch entsprechende Druckverhältnisse auf den Krater 16 gepresst wird. Das Ventil 10 fungiert demnach wie eine Rückschlagklappe und damit als

Rückschlagventil.

Die Darstellung in Figur 4 zeigt ein einer schematisch vereinfachten

Schnittdarstellung eine zwei antiparallele Ventile 0 gemäß Figur 3 umfassende Ventilgruppe 40. Jedes Ventil 10 der Ventilgruppe 40 ist ein fluidisches Stellglied 40 und die Ventilgruppe 40 stellt insgesamt auch selbst ein fluidisches Stellglied 40 dar.

Bei der Darstellung in Figur 4 sind die beiden Ventile 10 geschlossen gezeigt. An deren Membranen 12 liegt demnach keine elektrische Spannung oder nur eine elektrische Spannung unterhalb eines die Freigabe des Kraters 16 bewirkenden/ ermöglichenden Schwellwerts an. Die resultierende Elastizität und die damit einhergehende Dehnung der Membranen 12 führt dazu, dass der Absperrkörper 14 jedes Ventils 10 auf die Öffnung des jeweiligen Kraters 16 gepresst wird und demnach durch das Ventil 10 für das jeweilige Medium kein Durchfluss möglich ist.

In der Darstellung in Figur 5 ist eines der Ventile 10 der Ventilgruppe 40 geöffnet. Dafür ist an die Membranen 12 des betreffenden Ventils 10 eine Spannung angelegt, welche aufgrund der resultierenden veränderten Dehnung und

Dehnbarkeit der Membranen 12 zu einer Längenänderung der Membranen 12 führt, nämlich einer Vergrößerung der wirksamen Länge der Membranen 12. Die bisher (Figur 4) mittels einer vorgespannten Membranen 12 auf den Absperrkörper 14 ausgeübte Kraft wird mit zunehmender Dehnung und Dehnbarkeit und zunehmender Länge der Membranen 12 (proportional zur jeweils angelegten elektrischen Spannung) geringer, so dass sich das Ventil 10 bei einem

entsprechenden Druck gegen den Absperrkörper 14 öffnet und dieser den Krater 16 freigibt. Durch den resultierenden Ventilspalt kann ein jeweiliges Medium strömen.

Die Ventilgruppe 40 gemäß Figur 4 und Figur 5 umfasst die beiden Ventile 10 in antiparalleler Anordnung. Für jede Flussrichtung fungiert jedes Ventil 10 einer Ventilgruppe 40 als Rückschlagventil und jedes Ventil 10 gibt in Abhängigkeit von der jeweils angelegten elektrischen Spannung und proportional zur angelegten elektrischen Spannung einen mehr oder weniger großen Ventilspalt frei. Bei einer solchen Ventilgruppe 40 ist der Öffnungsdruck jedes Ventils 10 einzeln mittels der an den jeweiligen Membranen 12 anliegenden elektrischen Spannung in weiten Grenzen einstellbar. Die Darstellung in Figur 6 zeigt in einer schematisch vereinfachten Schnittdarstellung einen Druckminderer 50 mit einer mittels DEA- oder EAP- Membranen 12 beweglichen Ventilplatte 52. Optional greifen Federelement 56 und Federelement 58 unmittelbar bzw. mittelbar über einen mit der Ventilplatte verbundenen Stößel 54 an der Ventilplatte 52 an. Indem ein Druckminderer 50 die Druckverhältnisse in einem fluidischen Zweig oder fluidischen Kreis beeinflusst, fungiert dieser als fluidisches Stellglied 50 und ein Druckminderer 50 ist demnach ein weiteres Beispiel für ein fluidisches Stellglied 50.

Bei dem in Figur 6 gezeigten Druckminderer 50 wird mittels der beweglichen Ventilplatte 52 der mit der Ventilplatte 52 verbundene Stößel 54 bewegt, sodass er eine Ventilöffnung schließt oder freigibt. Auf einer Seite der Ventilöffnung herrscht ein zu vermindernder hoher Druck Pvor und ein dort anstehendes/anströmendes Medium ist in Form mehrerer paralleler Pfeile gezeigt. Auf der

gegenüberliegenden Seite herrscht ein reduzierter Hinterdruck Phinter. Die

Ventilplatte 52 dichtet mittels seitlicher Dichtmembranen den Bereich des

Hinterdrucks Phinter gegen einen Bereich mit einem Arbeits- oder Umgebungsdruck Pu ab. Bei der gezeigten Ausführungsform kann der Hinterdruck Phinter durch Beeinflussung der Dehnung und Dehnbarkeit der Membranen 12 eingestellt werden. Im Gleichgewicht findet keine Bewegung der Ventilplatte 52 und

entsprechend keine Bewegung des Stößels 54 statt. Ohne die optionalen

Federelemente 56, 58 gilt dann:

F ⁼ 0 = Föffnende Membran— Fschließende Membran— Phinter * Aventilplatte.

Dabei ist Föffnende Membran die aufgrund der jeweils eingestellten Dehnung und

Dehnbarkeit resultierende Kraft derjenigen Membranen 12, welche eine Freigabe der Ventilöffnung durch den Stößel 54 bewirken können. Entsprechend ist

Fschließende Membran die aufgrund der jeweils eingestellten Dehnung und Dehnbarkeit resultierende Kraft derjenigen Membranen 12, welche einen Verschluss der Ventilöffnung durch den Stößel 54 bewirken können. In der Darstellung in Figur 6 fungieren die beiden oberhalb der Ventilplatte 52 gezeigten Membranen 12 als schließende Membranen und entsprechend die beiden unterhalb der Ventilplatte 52 gezeigten Membranen 12 als öffnende Membranen. Avenwptatte ist die Fläche der Ventilplatte 52, auf die r hinter wirkt.

Bei den in Figur 6 dargestellten optionalen Federelementen 56, 58, die mittelbar oder unmittelbar an der Ventilplatte 52 angreifen, handelt es sich beispielsweise um als Druckfedern fungierende Federelemente 56, 58 in Form von

Schraubenfedern. Das oberhalb der Ventilplatte 52 gezeigte Federelement 56 unterstützt eine Freigabe der Ventilöffnung durch den Stößel 54 oder kann eine solche Freigabe bewirken. Das unterhalb der Ventilplatte 52 gezeigte

Federelement 58 unterstützt einen Verschluss der Ventilöffnung durch den Stößel 54 oder kann einen solchen Verschluss bewirken. Die aufgrund des

Federelements 56wirkende öffnende Kraft wird mit Fauf und die aufgrund des Federelements 58 wirkende schließende Kraft mit F _Z u bezeichnet. Im

Gleichgewicht gilt:

F = 0 ⁼ Fauf ^— Fzu + Föffnende Membran— Fschließende Membran— Phinter * Aventilplatte.

Daraus wird deutlich, dass mittels eines solchen Federelements 56, 58

(einseitiges Federelement oder eine Gruppe einseitiger Federelemente) oder mittels zweier Federelemente 56, 58 (beidseitige Federelemente oder Gruppen beidseitiger Federelemente) die aufgrund der jeweils eingestellten Dehnung und Dehnbarkeit der Membranen 12 wirkenden Kräfte unterstützt werden können.

Gleichfalls wird deutlich, dass solche Federelemente 56, 58 die in ihrer Dehnung und Dehnbarkeit einstellbaren Membranen 12 ersetzen können. Dies kann beispielsweise derart erfolgen, dass der Druckminderer 50 anstelle öffnender und schließender Membranen 12 und öffnender und schließender Federelemente 56, 58 nur in ihrer Dehnung und Dehnbarkeit einstellbare Membranen 12, welche ein Verschließen der Ventilöffnung bewirken können (schließende Membranen 12; die in der Darstellung in Figur 6 oben gezeigten Membranen 12) und ein

Federelement 56, welches eine Freigabe der Ventilöffnung bewirken kann

(öffnendes Federelement 56; in der Darstellung in Figur 6 das oben gezeigte Federelement 56), umfasst. Genauso ist eine Konfiguration mit den in der

Darstellung in Figur 6 unten gezeigten Membranen 12 (öffnende Membranen 12) und dem Federelement 58 (schließendes Federelement 58) möglich. Welche Membranen 12 durch ein Federelement 56, 58 ersetzt werden können und bei einer von der gezeigten Ausführungsform abweichenden alternativen

Ausführungsform ersetzt sind, hängt darüber hinaus davon ab, ob das jeweilige Federelement 56, 58 als Druckfeder oder als Zugfeder wirksam ist. Für den in Figur 6 gezeigten Druckminderer 50 sind sowohl Federelemente 56, 58, welche als Druckfeder oder Druckfedern fungieren, wie auch Federelemente 56, 58, welche als Zugfeder oder Zugfedern fungieren, denkbar.

Jedenfalls ist der resultierende Hinterdruck Phinter, also der Druck aufgrund der Druckminderung, bei einem Druckminderer 50 mit öffnenden Membranen 12 und schließenden Membranen 12 abhängig von der aufgrund der jeweils eingestellten Dehnung und Dehnbarkeit der Membranen 12 resultierenden Kraft:

Phinter = f (Foffnende embran, F schließende Membran). Bei einem Druckminderer 50 mit nur öffnenden oder nur schließenden Membranen 12 gilt dies entsprechend:

Phinter = f (Foffnende Membran) bzw. Phinter = f (Fschließende Membran) . Die jeweils

resultierende Druckminderung ist also durch Einstellung der Dehnung und

Dehnbarkeit der an der Ventilplatte 52 angreifenden Membranen 12 einstellbar. Die Einstellung der Dehnung und Dehnbarkeit erfolgt dabei wie weiter oben im Zusammenhang mit Figur 3 beschrieben und auf die dortigen Erläuterungen wird hier zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen verwiesen.

Eine vergleichbare Einstellbarkeit ergibt sich mittels des hier vorgestellten

Ansatzes für ein weiteres fluidisches Stellglied 60, nämlich einen Druckkonstanter/ Flowkonstanter 60, wie er in einer schematisch vereinfachten Schnittdarstellung in Figur 7 gezeigt ist. Der Flowkonstanter 60 ist überwiegend wie der anhand von Figur 6 beschriebene Druckminderer 50 aufgebaut. Zusätzlich weist der

Flowkonstanter 60 eine ausgangsseitige Einschnürung 62 (Restriktion) auf, welche den austretenden Volumenstrom begrenzt. Der Volumenstrom bewirkt, dass sich über der Einschnürung 62 ein gegenüber dem Hinterdruck Phinter verringerter Druck Phinter - ΔΡ einstellt. Da der Bereich oberhalb der Ventilplatte 52 fluidkommunizierend mit dem Bereich über der Einschnürung 62 verbunden ist, herrscht auch dort der verringerte Druck Phinter - ΔΡ, sodass die resultierende Kraft auf die Ventilplatte 52 neben der Einstellung der beiden Membranen 12 nur noch von ΔΡ und somit vom Volumenstrom bestimmt wird. Beim Flowkonstanter 60 hängt die Kraft auf die Ventilplatte 52 nicht vom Hinterdruck Phinter ab. Als Ergebnis wird mittels der eingestellten Dehnung und Dehnbarkeit der Membranen 12 und der resultierenden Spannung der Membranen 12 ein Volumenstrom eingestellt.

Den in Figur 6 und Figur 7 gezeigten Ausführungsformen ist gemein, dass sich die auf die Ventilplatte 52 wirkende Kraft durch die einstellbare Dehnung

(Längenänderung) und einstellbare Dehnbarkeit (E-Modul) der Membranen 12 sehr schnell und sehr genau einstellen lässt. Die Membranen 12 sind sehr trägheitsarm und besitzen kaum Masse, wodurch sehr hohe Betriebsfrequenzen ermöglicht werden. In Verbindung mit der Möglichkeit, die Membranen 12 gleichzeitig oder zusätzlich als Dehnungssensor zu nutzen, sind solche

Vorrichtungen ideal, um schnelle geregelte Kreise aufzubauen.

Die Darstellungen in Figur 8 (Figuren 8A, 8B und 8C) sowie Figur 9 (Figuren 9A, 9B und 9C) zeigen jeweils eine Kammerpumpe 70 (Figur 8A, 9A) in Form einer Membranpumpe. Genauso kommt eine Kammerpumpe 70 in Form einer

Kolbenpumpe in Betracht. Bei den in Figur 8 und Figur 9 gezeigten

Ausführungsformen wird mittels eines in Form einer Exzenterscheibe gezeigten Antriebs und einer Führung 72 regelmäßig das Volumen einer Kammer 74 vergrößert oder verkleinert. Dies führt beim Vergrößern des Kammervolumens zu einem in die Kammer 74 einströmenden Volumenstrom und beim Verkleinern des Kammervolumens zu einem aus der Kammer 74 ausströmenden Volumenstrom. Die Pumpwirkung und die Richtung des Volumenstroms durch die Kammerpumpe 70 ergeben sich dabei durch die als Rückschlagventile ausgeführten Ventile 10 auf der Eingangsseite und der Ausgangsseite der Kammerpumpe 70.

Bei der in Figur 8 gezeigten Ausführungsform sind die als Rückschlagventile fungierenden Ventile 10 als Membranventile ausgeführt. Das ausgangsseitige Ventil 10 ist in der Darstellung in Figur 8B separat gezeigt. Demnach weist dieses Ventil 10 (und entsprechend auch das eingangsseitige Ventil 10) eine einzelne, einen Krater 16 überspannende Membran 12 auf, welche entsprechend dem hier vorgestellten Ansatz in ihrer Dehnung und Dehnbarkeit einstellbar ist. Genauso ist eine Ausführung des Ventils 10 oder beider Ventile 10 in einer Art und Weise denkbar, wie dies in den Figuren 1 und 3 gezeigt ist. Die Membran 12 des ausgangsseitigen Ventils 10 (und genauso die Membran 12 des eingangsseitigen Ventils 10) liegt durch ihre Eigenspannung auf dem jeweiligen Krater 16 auf und öffnet, sobald die Druckdifferenz (Pvor - Phinter) ein Öffnen unterstützt. Ein Fluss durch das Ventil 10 ergibt sich, wenn folgende Bedingung erfüllt ist: Pvor ^> Phinter + r Membran / AKrater. Dabei ist F embran die aufgrund der einstellbaren Dehnung und Dehnbarkeit der Membran 12 resultierende Kraft und AKrater die Fläche des mittels der Membran 12 überspannten Kraters 16.

Durch die Eigenspannung der Membranen 12 und die Massenträgheit ergeben sich Grenzfrequenzen beim Betrieb der Kammerpumpe 70. Werden diese

Grenzfrequenzen überschritten, ergeben sich zeitliche Verzüge und die

Membranen 12 erreichen in der Regel nicht mehr die Endlage (ganz offen bzw. ganz geschlossen. Die Verwendung von Membranen 12 mit einer einstellbaren Dehnung und Dehnbarkeit ermöglicht eine Einstellung, Variation oder

Beeinflussung der Grenzfrequenz. Dies kann durch statische Einstellung der Dehnung und Dehnbarkeit der Membranen 12 erfolgen. Alternativ kann die Dehnung und Dehnbarkeit auch dynamisch während des periodischen

Pumpenbetriebs, insbesondere synchron mit dem Hub der Kammerpumpe 70, erfolgen. Damit ergibt sich die Möglichkeit, den Phasenwinkel des Öffnens eines Ventils 10 gegenüber dem maximalen Phasenwinkel zu reduzieren, mit dem Ziel, die Pulsation des Drucks zu minimieren. Es ergibt sich eine Art einstellbare Pumpenfunktion, die an veränderte Verhältnisse im pneumatischen System auch während des Betriebs angepasst werden kann, indem die Pumpenkennlinie in Druck und Volumenstrom über der Drehzahl, also die Pumpencharakteristik, verändert wird.

In der Darstellung in Figur 8C ist insoweit über der Zeit t als Sinuskurve die Position des Antriebs der Kammerpumpe 70 und darunter ein resultierender Fluss aufgrund des Betriebs gezeigt und zwar zum einen (Graph 76) ein resultierender Fluss bei einer aufgrund einer entsprechenden Einstellung der Dehnung und Dehnbarkeit resultierenden geringen Vorspannung der Membranen 12 und zum anderen (Graph 78) ein resultierender Fluss bei einer aufgrund einer

entsprechenden Einstellung der Dehnung und Dehnbarkeit resultierenden hohen Vorspannung der Membranen 12. Die Darstellung in Figur 9A zeigt eine Kammerpumpe 70 mit Ventilen 10 wie in Figur 8 oder wie in Figur 1 oder Figur 3, die ein- und ausgangsseitig jeweils zu einer Ventilgruppe 40 wie in Figur 4 und Figur 5 kombiniert sind. Letzteres ist in Figur 9B gezeigt. Mittels einer ein- und ausgangsseitigen derartigen Ventilgruppe 40 kann die Förderrichtung der Kammerpumpe 70 den jeweiligen Bedürfnissen angepasst werden. Druckaufbau und Förderrichtung lassen sich somit mittels der jeweils eingestellten Dehnung und Dehnbarkeit der Membranen 12 anpassen.

Die Darstellung in Figur 9C zeigt über der Zeit t als Sinuskurve die Position des Antriebs der Kammerpumpe 70 und darunter (Graph 80) einen Fluss durch das jeweils als Einlass fungierende Ventil 10 einer der beiden Ventilgruppen 40 und (Graph 82) einen Fluss durch das jeweils als Auslass fungierende Ventil 10 der anderen Ventilgruppe 40.

Einzelne im Vordergrund stehende Aspekte der hier eingereichten Beschreibung lassen sich damit kurz wie folgt zusammenfassen: Angegeben werden ein fluidisches Stellglied 10, 40, 50, 60 mit zumindest einer Membran 12 aus einem elektroaktiven Polymer oder einem dielektrischen Elastomer mit einer

Aktuatorvorrichtung 24 mit Mitteln 20, 22, 26 zur Einstellung einer Dehnung und Dehnbarkeit der Membran und zur Erfassung einer tatsächlichen Dehnung der Membran 12, zum Beispiel ein Ventil 10, eine Ventilgruppe 40, ein Druckminderer oder -konstanter 50, 60 oder eine Kammerpumpe 70, mit zumindest einer solchen Membran 12 sowie einer solchen Aktuatorvorrichtung 24, sowie ein Verfahren zum Betrieb eines solchen fluidischen Stellglieds 10, 40, 50, 60.

BEZUGSZEICHENLISTE

10 Ventil / fluidisches Stellglied

12 EAP-, DEA-Membran, Membran

14 Absperrkörper

16 Krater

18 Grenzfläche

20 Spannungsquelle

22 Sensorik / Impedanzmessbrücke

24 Aktuatorvorrichtung

26 Steuereinheit

28 Sollwert

30 Regler

32 Ventilstellungssignal

- 38 (frei)

40 Ventilgruppe / fluidisches Stellglied- 48 (frei)

50 Druckminderer / fluidisches Stellglied

52 Ventil platte

54 Stößel

, 58 Federelement

60 Druckkonstanter / fluidisches Stellglied

62 Einschnürung

-68 (frei)

70 Kammerpumpe

72 Führung

74 Kammer

, 78 Graph

, 82 Graph