Titel

Hydraulische Aktorvorrichtung und Verfahren zum Bewirken eines Druckaufbaus in zumindest einem Teilvolumen eines mit einem elektrisch-leitfähigen Medium gefüllten hydraulischen Systems

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Aktorvorrichtung für ein mit einem elektrisch-leitfähigen Medium gefülltes hydraulisches System. Ebenso betrifft die Erfindung eine Temperiervorrichtung, eine Sensorvorrichtung und ein

hydraulisches System. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Bewirken eines Druckaufbaus in zumindest einem Teilvolumen eines mit einem elektrisch-leitfähigen Medium gefüllten hydraulischen Systems, ein Verfahren zum Temperieren eines elektrisch-leitfähigen Mediums in einem hydraulischen System und ein Verfahren zum Ermitteln einer Information bezüglich einer Fließgeschwindigkeit eines elektrisch-leitfähigen Mediums in einem

hydraulischen System.

Stand der Technik

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, einen Druckaufbau in zumindest einem Teilvolumen eines hydraulischen Systems zu bewirken, indem mittels mindestens einer motorisierten Vorrichtung, wie beispielsweise mindestens einer Pumpe und/oder mindestens einer Plungervorrichtung, ein Medium in das zumindest eine Teilvolumen gepumpt und/oder gedrückt wird.

Offenbarung der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Aktorvorrichtung für ein mit einem elektrisch-leitfähigen Medium gefülltes hydraulisches System mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Temperiervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 6, eine Sensorvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 7, ein

hydraulisches System mit den Merkmalen des Anspruchs 8, ein Verfahren zum Bewirken eines Druckaufbaus in zumindest einem Teilvolumen eines mit einem elektrisch-leitfähigen Medium gefüllten hydraulischen Systems mit den

Merkmalen des Anspruchs 11, ein Verfahren zum Temperieren eines elektrisch- leitfähigen Mediums in einem hydraulischen System mit den Merkmalen des Anspruchs 14 und ein Verfahren zum Ermitteln einer Information bezüglich einer Fließgeschwindigkeit eines elektrisch-leitfähigen Mediums in einem

hydraulischen System mit den Merkmalen des Anspruchs 15.

Vorteile der Erfindung

Die vorliegende Erfindung schafft neuartige Aktoren zum Bewirken eines Druckaufbaus in zumindest einem Teilvolumen eines hydraulischen Systems, welche herkömmliche/ bestehende motorisierte Vorrichtungen ersetzen können. Im Gegensatz zu den herkömmlichen/bestehenden motorisierten Vorrichtungen erfordern die Wirkprinzipien der neuartigen Aktoren keine beweglichen/bewegten Elemente/Teile. Dies verringert ein Beschädigungsrisiko der neuartigen Aktoren, steigert deren Lebensdauer und verringert deren Bauraumbedarf und Gewicht. Es wird auch darauf hingewiesen, dass die neuartigen Aktoren aufgrund ihrer Ausbildung ohne ein bewegliches/bewegtes Element/Teil ein besseres NVH- Verhalten (Noise Vibration Harshness) haben. Zusätzlich ermöglicht das Wirkprinzip der neuartigen Aktoren einen gleichmäßigen Volumenstrom, wobei sich ein Gesamt-Volumen und eine Fließgeschwindigkeit des Volumenstroms auch ohne eine Verwendung von Ventilen verlässlich und leicht dosieren lassen. Die vorliegende Erfindung ermöglicht damit einen vorteilhaften Betrieb von ventillosen hydraulischen Systemen, welche aufgrund ihres Verzichts auf Ventile auf den komplexen Aufbau herkömmlicher Hydrauliksysteme verzichten können. Damit ist auch ein Leckage- Risiko bei den mittels der vorliegenden Erfindung realisierten ventillosen hydraulischen Systemen deutlich reduziert.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der hydraulischen Aktorvorrichtung umfasst das mindestens eine Aktormodul mindestens eine Elektrodeneinrichtung und mindestens eine Magneteinrichtung, und mittels des von der mindestens einen Elektrodeneinrichtung erzeugten elektrischen Stromflusses und des von der mindestens einen Magneteinrichtung bewirkten magnetischen Felds ist eine Lorentzkraft auf zumindest die Teilmenge des elektrisch-leitfähigen Mediums so bewirkbar, dass zumindest die Teilmenge des elektrisch-leitfähigen Mediums entgegen einer dem Druckaufbau entgegen wirkenden Gegenkraft in das zumindest eine Teilvolumen des hydraulischen Systems beschleunigbar ist. Die hydraulische Aktorvorrichtung überwindet somit die Gegenkraft auf

elektromagnetisch-hydraulischer Basis, wobei die erzeugte Lorentzkraft zumindest die Teilmenge des elektrisch-leitfähigen Mediums in das zumindest eine Teilvolumen des hydraulischen Systems beschleunigt. Ein Gesamtvolumen der Teilmenge und eine bewirkte Beschleunigung der Teilmenge des elektrisch- leitfähigen Mediums sind mittels des erzeugten elektrischen Stromflusses und des bewirkten magnetischen Felds genau festlegbar, wodurch

herkömmlicherweise benötigte Ventile einsparbar sind.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der hydraulischen

Aktorvorrichtung umfasst das mindestens eine Aktormodul mindestens eine Spuleneinrichtung, und mittels des von der mindestens einen Spuleneinrichtung bewirkten zeitlich variierenden magnetischen Felds ist eine Induktionskraft auf zumindest die Teilmenge des elektrisch-leitfähigen Mediums so bewirkbar, dass zumindest die Teilmenge des elektrisch-leitfähigen Mediums entgegen der dem Druckaufbau entgegen wirkenden Gegenkraft in das zumindest eine Teilvolumen des hydraulischen Systems beschleunigbar ist. Auch diese Ausführungsform der hydraulischen Aktorvorrichtung bewirkt die in dem vorausgehenden Absatz beschriebenen Vorteile.

Vorzugsweise umfasst die hydraulische Aktorvorrichtung mehrere Aktormodule und ist derart an und/oder in dem hydraulischen System anordbar oder angeordnet, dass zumindest einige der Aktormodule der an und/oder in dem hydraulischen System angeordneten hydraulischen Aktorvorrichtung

nacheinander an einer Mediumleitung des hydraulischen Systems angeordnet sind. Mittels einer derartigen„Reihenanordnung" oder„Reihenschaltung" von Aktormodulen kann eine vergleichsweise große Beschleunigung der

beschleunigten Teilmenge des elektrisch-leitfähigen Mediums erreicht werden. Mittels der„Reihenanordnung" oder„Reihenschaltung" können somit auch eine große Kraft/ein hoher Druck erreicht werden. Als Alternative oder als Ergänzung kann die hydraulische Aktorvorrichtung auch mehrere Aktormodule umfassen und derart an und/oder in dem hydraulischen System anordbar oder angeordnet sein, dass zumindest einige der Aktormodule der an und/oder in dem hydraulischen System angeordneten hydraulischen Aktorvorrichtung an mindestens zwei parallel zueinander verlaufenden

Mediumleitungen des hydraulischen Systems angeordnet sind. Mittels der hier beschriebenen„Parallelanordnung" oder„Parallelschaltung" der Aktormodule kann ein Gesamtvolumen der beschleunigten Teilmenge des elektrisch- leitfähigen Mediums gesteigert werden. Auch dieses Wirkprinzip kann zum Bewirken eines relativ schnellen Druckaufbaus in dem zumindest einen

Teilvolumen des hydraulischen Systems genutzt werden.

Vorteilhaft sind auch eine Temperiervorrichtung zum Zusammenwirken mit der vorausgehend beschriebenen hydraulischen Aktorvorrichtung und eine

Sensorvorrichtung zum Zusammenwirken mit der hydraulischen

Aktorvorrichtung.

Auch ein hydraulisches System mit mindestens einer entsprechenden hydraulischen Aktorvorrichtung und dem in das hydraulische System gefüllten elektrisch-leitfähigen Medium schafft die oben beschriebenen Vorteile.

Beispielsweise kann das hydraulische System mit einer elektrisch-leitfähigen Flüssigkeit, mit einem elektrisch-leitfähigen Gas, mit einer ionischen Flüssigkeit, mit mindestens einem Elektrolyt, mit mindestens einem Plasma, mit mindestens einem Flüssigmetall, mit Gallium, mit Lithium, mit Natrium, mit Quecksilber, mit einer Flüssigmetalllegierung, mit einer Gallium-Indium-Zinn-Legierung und/oder mit einer Natrium- Kalium-Legierung als dem elektrisch-leitfähigen Medium gefüllt sein. Die hier beschriebenen Beispiele für das elektrisch-leitfähige Medium sind jedoch nicht abschließend zu werten.

Das hydraulische System kann ein hydraulisches Arbeitsmaschinensystem, ein Roboter, ein hydraulisches Baumaschinensystem, ein hydraulisches

Landmaschinensystem, ein hydraulisches Lasthebesystem, ein hydraulisches Aufzugssystem, ein hydraulisches Hebebühnensystem, ein hydraulisches Bremssystem, ein hydraulisches Getriebesystem, ein hydraulisches

Servolenksystem, ein hydraulisches Fahrwerkregelungssystem, ein

hydraulisches Cabrioverdeck-System, ein hydraulisches Baggersystem, ein hydraulisches Traktorsystem, ein hydraulisches Gabelstaplersystem, ein hydraulisches Kransystem, ein hydraulisches Forstmaschinensystem, ein hydraulisches Schwerlasttransportsystem, ein hydraulisches

Flügelklappensystem, ein hydraulisches Presssystem, ein hydraulisches Scherensystem, ein hydraulisches Abkantmaschinesystem, ein hydraulisches Schleifmaschinensystem, ein hydraulisches Spansystem, ein hydraulisches Stellantriebssystem, ein hydraulisches Walzwerksystem, ein Hydraulikstempel und/oder ein hydraulischer Feuerwehr- Rettungssatz sein. Die vorliegende Erfindung ist somit vielseitig einsetzbar.

Zusätzlich bewirkt auch ein korrespondierendes Verfahren zum Bewirken eines Druckaufbaus in zumindest einem Teilvolumen eines mit einem elektrisch- leitfähigen Medium gefüllten hydraulischen Systems die oben beschriebenen Vorteile. Es wird darauf hingewiesen, dass das Verfahren gemäß den oben erläuterten Ausführungsformen der hydraulischen Aktorvorrichtung weiterbildbar ist. Ebenso ist das Verfahren zum Temperieren eines elektrisch-leitfähigen Mediums in einem hydraulischen System vorteilhaft. Des Weiteren bewirkt auch ein Ausführen des Verfahrens zum Untersuchen eines elektrisch-leitfähigen Mediums in einem hydraulischen System Vorteile.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der hydraulischen Aktorvorrichtung, bzw. des damit ausgestatteten hydraulischen Systems;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der hydraulischen Aktorvorrichtung; Fig. 3 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform der hydraulischen Aktorvorrichtung;

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform des hydraulischen Aktorvorrichtung;

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform der hydraulischen Aktorvorrichtung;

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer sechsten Ausführungsform der hydraulischen Aktorvorrichtung;

Fig. 7 ein Koordinatensystem zum Erläutern einer siebten Ausführungsform der hydraulischen Aktorvorrichtung;

Fig. 8 eine schematische Darstellung einer achten Ausführungsform der hydraulischen Aktorvorrichtung, bzw. des damit ausgestatteten hydraulischen Systems;

Fig. 9 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der

Sensorvorrichtung;

Fig. 10 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der

Temperiervorrichtung; und

Fig. 11 ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Ausführungsform des

Verfahrens zum Bewirken eines Druckaufbaus in zumindest einem Teilvolumen eines mit einem elektrisch-leitfähigen Medium gefüllten hydraulischen Systems.

Ausführungsformen der Erfindung

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der hydraulischen Aktorvorrichtung, bzw. des damit ausgestatteten hydraulischen Systems. Die in Fig. 1 schematisch dargestellte hydraulische Aktorvorrichtung 10 ist für eine Verwendung in einem mit einem elektrisch-leitfähigen Medium gefüllten hydraulischen System ausgebildet. Lediglich beispielhaft ist das in Fig. 1 schematisch dargestellte hydraulische System ein hydraulisches Bremssystem für ein Fahrzeug/Kraftfahrzeug, wobei eine Verwendbarkeit des hydraulischen Bremssystems nicht auf einen bestimmten Fahrzeugtyp/Kraftfahrzeugtyp beschränkt ist. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass eine

Ausbildbarkeit Nutzbarkeit des hydraulischen Systems der Fig. 1 nicht auf diesen Systemtyp limitiert ist. Das hydraulische System kann beispielsweise auch ein hydraulisches Arbeitsmaschinensystem, ein Roboter, ein hydraulisches

Baumaschinensystem, ein hydraulisches Landmaschinensystem, ein

hydraulisches Lasthebesystem, ein hydraulisches Aufzugsystem, ein

hydraulisches Hebebühnensystem, ein hydraulisches Getriebesystem, ein hydraulisches Servolenkungssystem, ein hydraulisches

Fahrwerkregelungssystem, ein hydraulisches Cabrioverdeck-System, ein hydraulisches Baggersystem, ein hydraulisches Traktorsystem, ein hydraulisches Gabelstaplersystem, ein hydraulisches Kransystem, ein hydraulisches

Forstmaschinensystem, ein hydraulisches Schwerlasttransportsystem, ein hydraulisches Flügelklappensystem, ein hydraulisches Presssystem, ein hydraulisches Scherensystem, ein hydraulisches Abkantmaschinensystem, ein hydraulisches Schleifmaschinensystem, ein hydraulisches Spansystem, ein hydraulisches Stellantriebsystem, ein hydraulisches Walzwerksystem, ein Hydraulikstempel und/oder ein hydraulischer Feuerwehr- Rettungssatz sein.

Unter dem elektrisch-leitfähigen Medium ist ein Medium mit einer elektrischen Leitfähigkeit σ größer als 1 S/m (Siemens durch Meter) oder größer als 1 (ΩΓΠ) ¹ (Kehrwert von Ohmmeter) zu verstehen. Vorzugsweise hat das elektrisch- leitfähigen Medium eine elektrische Leitfähigkeit σ größer als 10 ² S/m, insbesondere eine elektrische Leitfähigkeit σ größer als 10 ³ S/m, speziell eine elektrische Leitfähigkeit σ größer als 10 ⁴ S/m. (Für einen geringen elektrischen Widerstand eines Stromflusses durch das elektrisch-leitfähige Medium ist eine hohe elektrische Leitfähigkeit σ vorteilhaft.) Das elektrisch-leitfähigen Medium kann als eine elektrisch-leitfähige Flüssigkeit und/oder als ein elektrisch- leitfähiges Gas in dem hydraulischen System vorliegen. Beispielsweise ist das elektrisch-leitfähigen Medium eine ionische Flüssigkeit, mindestens ein Elektrolyt, mindestens ein Plasma, mindestens ein Flüssigmetall (wie z.B. Gallium, Lithium, Natrium, Quecksilber) und/oder eine Flüssigmetalllegierung (wie z.B. eine Natrium-Kalium-Legierung). Vorzugsweise ist das hydraulische System mit einer Gallium-Indium-Zinn-Legierung (σ = 10 ⁶ S/m) als dem elektrisch-leitfähigen

Medium gefüllt. Eine Gallium-Indium-Zinn-Legierung ist ungiftig. Außerdem ist eine Gallium-Indium-Zinn-Legierung bereits ab einer Temperatur von etwa -20°C (bei Atmosphärendruck) flüssig und mittels einer einfach ausführbaren

Heiztechnologie von einer tieferen Temperatur auf -20°C oder höher risikolos aufheizbar

Die hydraulische Aktorvorrichtung 10 ist an und/oder in dem hydraulischen System anordbar/angeordnet. Die hydraulische Aktorvorrichtung umfasst mindestens ein Aktormodul 12, welches jeweils so ausgebildet ist, dass zumindest eine Teilmenge des elektrisch-leitfähigen Mediums aufgrund seiner

Wechselwirkung mit einem mittels des jeweiligen Aktormoduls 12 erzeugten elektrischen Stromfluss und/oder mit einem mittels des jeweiligen Aktormoduls 12 bewirkten magnetischen Feld in zumindest ein Teilvolumen 14 des

hydraulischen Systems beschleunigbar ist. Auf diese Weise ist zumindest die beschleunigte Teilmenge des elektrisch-leitfähigen Mediums aus einem

Reservoir 16 in das zumindest eine Teilvolumen 14, wie beispielsweise mindestens einen Radbremszylinder 14, transferierbar. Mittels der hydraulischen Aktorvorrichtung 10 ist deshalb ein Druckaufbau/eine Drucksteigerung in dem zumindest einen Teilvolumen 14 des hydraulischen Systems bewirkbar.

Beispielsweise kann mittels des Druckaufbaus/der Drucksteigerung in dem zumindest einen als Radbremszylinder 14 ausgebildeten Teilvolumen 14 des hydraulischen Systems/Bremssystems ein Bremsmoment auf mindestens ein rotierendes Rad ausgeübt werden. Selbstverständlich ist mittels der

hydraulischen Aktorvorrichtung 10 auch ein„Durchfluss" auslösbar.

Die hydraulische Aktorvorrichtung 10 kann auch als eine elektromechanisch- hydraulische Aktorvorrichtung 10 bezeichnet werden. Auf Beispiele für ein mögliches Wirkprinzip der hydraulischen Aktorvorrichtung 10 wird unten noch genauer eingegangen. Lediglich beispielhaft ist in Fig. 1 nur ein Aktormodul 12 der hydraulischen Aktorvorrichtung 10 bildhaft dargestellt. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die hydraulische Aktorvorrichtung 10 auch mehrere

Aktormodule 12 aufweisen kann, wobei Beispiele für eine„Serienanordnung" und/oder„Parallelanordnung" der Aktormodule 12 unten noch erläutert werden.

Der Transfer der beschleunigten Teilmenge des elektrisch-leitfähigen Mediums erfolgt ohne eine Nutzung eines beweglichen/bewegten Elements/Teils (wie beispielsweise einen Pumpenkolben oder einen Plunger). Stattdessen wird der Transfer der beschleunigten Teilmenge des elektrisch-leitfähigen Mediums ausschließlich mittels seiner (elektrischen, magnetischen und/oder elektromagnetischen) Wechselwirkung mit dem mindestens einen elektrischen

Stromfluss des mindestens einen Aktormoduls 12 und/oder mit dem mindestens einen magnetischen Feld des mindestens einen Aktormoduls 12 bewirkt. Wie unten genauer erläutert wird, kann diese Wechselwirkung leicht und verlässlich „dosiert" werden. Im Gegensatz zu herkömmlichen Aktoren (mit einem beweglichen/bewegten Elemenl Teil, wie beispielsweise herkömmlichen Pumpen und Plungervorrichtungen) hat die hydraulische Aktorvorrichtung 10 deshalb eine höhere Dynamik und eine„Umkehrbarkeit ihrer Wirkung", d.h. eine

Umkehrbarkeit des in Fig. 1 bildlich dargestellten Volumenstroms aus dem Reservoir 16 in das zumindest eine Teilvolumen 14 in einen Volumenstrom aus dem zumindest einen Teilvolumen 14 in das Reservoir 16. Im Gegensatz zu herkömmlichen Aktoren (mit einem beweglichen/bewegten Element Teil) können außerdem mittels der hydraulischen Aktorvorrichtung 10 eine Mengenvorgabe der beschleunigten Teilmenge des elektrisch-leitfähigen Mediums und eine vorgegebene Zielgeschwindigkeit, auf welche die beschleunigten Teilmenge des elektrisch-leitfähigen Mediums zu beschleunigen ist, verlässlich eingehalten werden. Eine Ausstattung des als hydraulisches Bremssystem ausgebildeten hydraulischen Systems mit mindestens einem Ventil (zur Mengenregulierung) ist deshalb nicht notwendig. Damit kann auch auf eine Ausbildung einer lange und komplexen Regelkette an dem hydraulischen System verzichtet werden.

Ein weiterer Vorteil des in Fig. 1 dargestellten hydraulischen Bremssystems ist die Verwendung des elektrisch-leitfähigen Mediums (als Übertragungsmedium) anstelle einer herkömmlichen Bremsflüssigkeit. Herkömmliche

Bremsflüssigkeiten weisen stark temperaturabhängige Eigenschaften, insbesondere eine stark temperaturabhängige Viskosität, auf, während die Viskositäten der oben aufgezählten Beispiele für das elektrisch-leitfähige Medium nicht kaum temperaturabhängig sind. Im Gegensatz zu herkömmlichen

Bremsflüssigkeiten mit einem signifikanten Ausgasungsverhalten (d.h. einem Verdampfen von Wasser bei höheren Temperaturen) weisen die oben aufgezählten Beispiele für das elektrisch-leitfähige Medium auch (nahezu) kein Ausgasungsverhalten auf.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der hydraulischen Aktorvorrichtung.

In der mittels der Fig. 2 schematisch wiedergegebene hydraulischen

Aktorvorrichtung 10 ist lediglich beispielhaft nur ein Aktormodul 12 dargestellt. Die hydraulische Aktorvorrichtung 10 kann jedoch auch mehrere Aktormodule 12 mit den im Weiteren genannten Merkmalen haben.

Das Aktormodul 12 weist eine Elektrodeneinrichtung 18 (mit mindestens zwei Elektroden 18a und 18b) auf, mittels welcher der elektrische Stromfluss mit einer Stromstärke I (bzw. einer Stromdichte j) durch das elektrisch-leitfähige Medium 20 bewirkbar ist/bewirkt wird. Beispielhaft können die mindestens zwei

Elektroden 18a und 18b der Elektrodeneinrichtung 18 an gegenüberliegenden Seiten einer mit dem elektrisch-leitfähigen Medium 20 gefüllten Mediumleitung 22 des mit der hydraulischen Aktorvorrichtung 10 bestückten hydraulischen Systems liegen. Für die Stromdichte j des Stromflusses gilt nach (vereinfachter) Gleichung (Gl. 1):

(Gl. 1) j = — ,

v ' ^J h*w' wobei h eine senkrecht zu dem Stromfluss ausgerichtete Höhe der

Mediumleitung 22 und w eine senkrecht zu dem Stromfluss ausgerichtete Breite eines von dem Stromfluss durchströmten Abschnitts der Mediumleitung 22 sind.

Außerdem umfasst das Aktormodul 12 eine Magneteinrichtung 24 (mit beispielsweise zwei Permanentmagneten 24a und 24b und/oder mindestens einer bestrombaren/ bestromten Spule), mittels welcher ein magnetische Feld B des Aktormoduls 12 bewirkbar ist/bewirkt wird. Das Magnetfeld B kann beispielsweise ein zeitlich konstantes Magnetfeld B sein. Der mittels der Elektrodeneinrichtung 18 ausgelöste Stromfluss in dem elektrisch-leitfähigen Medium 20 interagiert somit mit dem das elektrisch-leitfähige Medium 20 durchsetzenden magnetischen Feld B des Aktormoduls 12. Das von der Magneteinrichtung 24 erzeugte magnetische Feld B des Aktormoduls 12 ist so zu dem Stromfluss ausgerichtet, dass eine Lorentzkraft FL auf zumindest die beschleunigten Teilmenge des elektrisch- leitfähigen Mediums 20 bewirkbar ist bewirkt wird, mittels welcher zumindest die Teilmenge des elektrisch-leitfähigen Mediums 20 (entgegen einer dem

Druckaufbau entgegen wirkenden Gegenkraft) in das zumindest eine

Teilvolumen des hydraulischen Systems beschleunigbar ist/beschleunigt wird.

Die bewirkte Lorentzkraft FL beschleunigt zumindest die Teilmenge des elektrisch-leitfähigen Mediums 20 und erzeugt einen Druckaufbau in dem mindestens einen (nicht dargestellten) Teilvolumen 14 des hydraulischen Systems. Sofern der Stromfluss/seine Stromdichte j senkrecht zum Magnetfeld B ausgerichtet ist, gilt für eine Lorentzkraftdichte fL der Lorentzkraft FL Gleichung (Gl. 2) mit:

(GI. 2) f _L = B * j = B * ^;,

Die Lorentzkraft FL ergibt sich somit mittels einer Integration der

Lorentzkraftdichte über das vom Magnetfeld B durchtränkte

Flüssigkeitsvolumen V (V = h * w * L) gemäß Gleichung (Gl. 3) mit:

(Gl. 3) Fi = B * —— * h * w * L = B * I * L,

v ' ^L h*w ' wobei L eine entlang dem Stromfluss ausgerichtete Ausdehnung der

Mediumleitung 22 ist.

Die Lorentzkraft FL beschleunigt das elektrisch-leitfähige Medium 20 senkrecht zu der von der Stromdichte j und dem Magnetfeld B aufgespannten Ebene. Für einen Druck p auf die Ebene gilt damit Gleichung (Gl. 4) mit: (Gl. 4) _p = ^ =

v ' ^F h*l h

Beispielhaft ergibt sich damit für ein Magnetfeld B mit einer magnetischen Flussdichte von IT (Tesla), für eine Stromstärke I von 100 A (Ampere) und für eine Höhe h von 1 mm (Millimeter) ein Druck p von 1 bar. Eine Richtung und ein Betrag des bewirkten Drucks p hängen somit von Richtungen und Intensitäten des Magnetfelds B und des Stromflusses ab. Damit erlaubt das mittels der Fig. 2 wiedergegebene Wirkprinzip eine vergleichsweise genaue Druckdosierung, relativ gleichmäßige Druckverteilung und ein verlässliches Druckhalten (auch ohne eine Verwendung von Ventilen). (Die Größen w und L haben keinen direkten Einfluss auf den Druck p, können jedoch leicht so gewählt werden, dass Anforderungen hinsichtlich eines möglichst geringen elektrischen und hydraulischen Widerstands erfüllt werden.)

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform der hydraulischen Aktorvorrichtung.

Die mittels der Fig. 3 bildlich wiedergegebene hydraulische Aktorvorrichtung 10, von welcher beispielhaft nur ein Aktormodul 12 dargestellt ist, weist ein anderes Prinzip (zur Stromeinspeisung/Stromerzeugung im elektrisch-leitfähigen Medium 20) als die zuvor erläuterte Ausführungsform auf. Das Aktormodul 12 der hydraulischen Aktorvorrichtung 10 der Fig. 3 umfasst mindestens eine

Spuleneinrichtung/Spule 26. Mittels des von der mindestens einen (bestromten) Spuleneinrichtung 26 bewirkten/erzeugten zeitlich variierenden magnetischen Felds B ist eine sogenannte„Induktionskraft" Fi (oft auch als Lorentzkraft bezeichnet) auf zumindest die Teilmenge des elektrisch-leitfähigen Mediums 20 (mittels einer induktiven Stromeinspeisung/Stromerzeugung im elektrisch- leitfähigen Medium 20) so bewirkbar, dass zumindest die Teilmenge des elektrisch-leitfähigen Mediums 20 entgegen der dem Druckaufbau entgegen wirkenden Gegenkraft in das zumindest eine Teilvolumen des hydraulischen Systems beschleunigbar ist/beschleunigt wird.

Durch eine Ansteuerung eines durch die mindestens eine Spuleneinrichtung 26 fließenden Stroms kann ein Stromfluss mit einer Stromdichte j im elektrisch- leitfähigen Medium 20 (aufgrund des magnetischen Induktionsgesetzes) erzeugt werden. Beispielsweise können mehrere Spuleneinrichtungen/Spulen 26 entlang der Mediumleitung 22 positioniert sein und mit unterschiedlichen Phasen angesteuert werden, so dass ein sogenanntes„magnetisches Wanderfeld" als zeitlich variierendes magnetisches Felds B des Aktormoduls 12 auftritt. In einer alternativen Ausführungsform kann das zeitlich variierende Magnetfeld B (als „magnetisches Wanderfeld") auch durch mindestens einen bewegten

Permanentmagneten erzeugt werden.

Auch das mittels der Fig. 3 wiedergegebene Prinzip ermöglicht eine genaue „Dosierung" der Induktionskraft Fi lediglich durch Ansteuerung der mindestens einen Spuleneinrichtung 26 und bewirkt somit die gleichen Vorteile wie das Wirkprinzip der Fig. 2. Zusätzlich erfordert das Prinzip der Fig. 3 keinen direkten Kontakt zum elektrisch-leitfähigen Medium 20 und ist deshalb

versch mutzu ngsresistent.

Es wird nochmals daran erinnert, dass die Prinzipien der Fig. 2 und 3 auf eine Nutzung eines beweglichen/bewegten Elements/Teils verzichten. Die jeweiligen hydraulischen Aktorvorrichtungen 10 weisen deshalb ein gutes NVH-Verhalten (Noise Vibration Harshness) auf. Durch den Verzicht auf ein

bewegliches/bewegtes Element Teil ist ein Betrieb der oben beschriebenen hydraulischen Aktorvorrichtungen 10 auch nicht mit einem (mechanischen) Verschleiß verbunden. Die oben beschriebenen hydraulischen

Aktorvorrichtungen 10 weisen somit auch eine vergleichsweise hohe Robustheit auf. Insbesondere ist ein Beschädigungsrisiko/Verschleißrisiko der oben beschriebenen hydraulischen Aktorvorrichtungen 10 deutlich geringer als das von herkömmlichen Aktoren (mit einem beweglichen/bewegten Element Teil, wie z.B. Pumpen und Plungervorrichtungen). Ebenso ermöglichen die oben beschriebenen hydraulischen Aktorvorrichtungen 10 zusätzlich eine hohe Genauigkeit und eine gute Gleichmäßigkeit beim Bewirken des gewünschten Druckaufbaus.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform des hydraulischen Aktorvorrichtung. Die in Fig. 4 schematisch dargestellte hydraulische Aktorvorrichtung 10 hat n/mehrere Aktormodule 12. Die hydraulische Aktorvorrichtung 10 ist derart an und/oder in dem hydraulischen System anordbar/angeordnet, dass zumindest einige der n Aktormodule 12 der an und/oder in dem hydraulischen System angeordneten hydraulischen Aktorvorrichtung 10 nacheinander an einer einzigen Mediumleitung 22 des hydraulischen Systems angeordnet sind. Vorzugsweise sind die n Aktormodule 12 in Reihe geschaltet. Auf diese Weise ist eine „Reihenanordnung" oder„Reihenschaltung" von n Aktormodulen 12 realisiert.

Für den aus einem Betrieb der„Reihenanordnung" von n Aktormodulen 12 resultierenden Druck p _to tai gilt Gleichung (Gl. 5) gilt mit:

(Gl. 5) p _total = n * η^-

Mittels mehrerer Aktormodule 12 (wie beispielsweise n = 100) kann somit leicht ein Druck p von etwa 100 bar aufgebaut werden. Ein Druck p von etwa 100 bar in einem Radbremszylinder ist ausreichend zum Bewirken eines signifikanten Bremsmoments auf mindestens ein benachbartes/zugeordnetes rotierendes Rad. Aufgrund der geringen Ausdehnungen/Größen der einzelnen Aktormodule 12 ist eine mit einer hohen Anzahl n von Aktormodulen 12 ausgestattete hydraulische Aktorvorrichtung 10 leicht und mit einer kompakten Bauweise realisierbar.

Um eine Längsausdehnung der„Reihenanordnung" oder„Reihenschaltung" zu reduzieren, ist die in Fig. 4 dargestellte Mediumleitung 22 mäanderförmig ausgebildet und die n Aktormodule 12 sind in Reihe geschaltet. Zwei auf gegenüberliegenden Seiten der Mediumleitung 22 angeordnete

Permanentmagneten 24a und 24b sind ausreichend für alle n Aktormodule 12. (Evtl. können jedoch auch mehrere (kleinere) Permanentmagneten 24a und 24b eingesetzt werden.) Man kann dies auch als eine„mäanderförmige

Reihenanordnung" oder„mäanderförmige Reihenschaltung" der n Aktormodule 12 umschreiben.

Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform der hydraulischen Aktorvorrichtung. Die in Fig. 5 dargestellte Mediumleitung 22 ist„schneckenförmig" ausgebildet. Die n Aktormodule 12 der hydraulischen Aktorvorrichtung 10 sind in Reihe geschaltet. Nicht mehr als die zwei auf gegenüberliegenden Seiten der

Mediumleitung 22 angeordneten Permanentmagneten 24a und 24b werden für alle n Aktormodule 12 benötigt. Damit benötigt auch die hydraulische

Aktorvorrichtung 10 der Fig. 5, welche als eine„2 D-spiralförmige

Reihenanordnung" oder„2 D-spiralförmige Reihenschaltung" von n Aktormodulen 12 umschreibbar ist, vergleichsweise wenig Bauraum.

Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung einer sechsten Ausführungsform der hydraulischen Aktorvorrichtung.

Bei der Ausführungsform der Fig. 6 ist die Mediumleitung 22 eine sich um einen Kern 28 windende Leitung (eine sogenannte„Flüssigkeitsspule"), welche von einem zylindermantelförmigen Permanentmagneten 30 umrahmt ist. Die an der Mediumleitung 22 angeordneten n Aktormodule 12 der hydraulischen

Aktorvorrichtung 10 sind in Reihe geschaltet. Man kann dies auch als eine„SD- spiralförmige Reihenanordnung" oder„3D-spiralförmige Reihenschaltung" der Aktormodule 12 umschreiben.

Der Kern 28 ist vorzugsweise aus einem ferromagnetischen Material, wie z.B. mit einer Permeabilität μ _Γ >1. Der Kern 28 kann insbesondere ein Eisenkern sein. Auch ein Permanentmagnet kann (zusammen mit dem zylindermantelförmigen Permanentmagneten 30) als Kern 28 eingesetzt sein. In einer alternativen Ausführungsform kann auch anstelle des zylindermantelförmigen

Permanentmagneten 30 ein Zylindermantel aus einem ferromagnetischen Material, vorzugsweise mit einer Permeabilität μ _Γ >1 zusammen mit einem Permanentmagneten als Kern 28 eingesetzt sein. Fig. 7 zeigt ein Koordinatensystem zum Erläutern einer siebten Ausführungsform der hydraulischen Aktorvorrichtung, wobei eine Abszisse eine Zeitachse t ist und eine Ordinate einen mittels der hydraulischen Aktorvorrichtung bewirkbaren Druck p angibt. Eingetragen ist in das Koordinatensystem der Fig. 7 eine Druckaufbau- Kennlinie k mit einer Steigung Δρ während eines Druckaufbauzeitintervalls At und einer maximalen Amplitude A _ma x nach dem Druckaufbauzeitintervall At. Die maximale Amplitude A _ma x ist mittels einer Erhöhung einer Anzahl n von in einer

„Serienanordnung" oder„Serienschaltung" angeordneten Aktormodulen 12 steigerbar (Pfeil 31a). Die Steigung Δρ, welche eine Dynamik der hydraulischen Aktorvorrichtung wiedergibt, kann mittels einer„Parallelanordnung" oder „Parallelschaltung" von Aktormodulen 12

ebenfalls gesteigert werden (Pfeil 31b).

Bei der„Parallelanordnung" oder„Parallelschaltung" ist die mehrere Aktormodule 12 umfassende hydraulische Aktorvorrichtung 10 derart an und/oder in dem hydraulischen System anordbar/angeordnet, dass zumindest einige der

Aktormodule 12 der an und/oder in dem hydraulischen System angeordneten hydraulischen Aktorvorrichtung 10 an m parallel zueinander verlaufenden Mediumleitungen 22 des hydraulischen Systems angeordnet sind, wobei m mindestens 2 ist. Für ein aus allen m Mediumleitungen 22 beschleunigtes Gesamtvolumen V _to tai gilt somit (Gl. 6) mit:

(Gl. 6) Vtotai = T Vpipe, wobei Vpipe die aus den jeweiligen Mediumleitungen 22 beschleunigten

Einzelvolumina sind.

Fig. 8 zeigt eine schematische Darstellung einer achten Ausführungsform der hydraulischen Aktorvorrichtung, bzw. des damit ausgestatteten hydraulischen Systems.

Die in Fig. 8 eingezeichnete hydraulische Aktorvorrichtung 10 wirkt mit einem hydraulischen Verstärker 32 zusammen. Der hydraulische Verstärker 32 weist einen zwischen einem ersten Volumen 34 und einem zweiten Volumen 36 verstellbar angeordneten Kolben 38 auf, welcher das erste Volumen 34 mit einer ersten Wirkfläche Ai und das zweite Volumen 36 mit einer zweiten Wirkfläche A2 kleiner als der ersten Wirkfläche Ai begrenzt. (Ein an das zweite Volumen 36 angebundener Teil des hydraulischen Systems kann mit einem anderen Medium als dem elektrisch-leitfähigen Medium 20 gefüllt sein.) Ein Verstärkungsfaktor k ergibt sich damit nach Gleichung (Gl. 7) mit:

(Gl. 7) k = ^

Entsprechend kann ein mittels der hydraulischen Aktorvorrichtung 10 bewirkter Druck p oder p _to tai in einem Verstärkerdruck pi _ncr gesteigert werden nach

Gleichung (Gl. 8) oder (Gl. 9) mit:

(Gl. 8) p _incr = k * p = k * ^- oder (Gl. 9) p _incr = k * p _total = k * n * η^-

Der hydraulische Verstärker 32 erhöht somit eine Flexibilität bei der Auslegung des hydraulischen Systems. Auf diese Weise kann selbst ein relativ hoher Druck Pincr, wie z.B. ein Druck pi _ncr über 100 bar, in dem mindestens einen Teilvolumen 14 bewirkt werden.

Fig. 9 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der

Sensorvorrichtung.

Die in Fig. 9 schematisch dargestellte Sensorvorrichtung kann mit jeder der oben beschriebenen hydraulischen Aktorvorrichtungen 10 zusammenwirken. Die Sensorvorrichtung ist auch an und/oder in jedem oben erläuterten hydraulischen System anordbar/angeordnet ausbildbar. Die Sensorvorrichtung umfasst mindestens eine Sensor-Elektrodeneinrichtung 40 (vorzugsweise mindestens ein Elektrodenpaar) und mindestens eine Magnetfelderzeugungseinrichtung (wie z.B. mindestens einen Permanentmagneten und/oder mindestens eine bestrombare Spule), welche jeweils derart ausgebildet ist, dass mindestens ein Magnetfeld B erzeugbar ist/erzeugt wird. Aufgrund einer Wechselwirkung des elektrisch-leitfähigen Mediums 20 des hydraulischen Systems mit dem mindestens einen Magnetfeld B ist wird mindestens eine Induktionsspannung Usensor an der mindestens einen Sensor- Elektrodeneinrichtung 40

bewirkbar/bewirkt. Die Sensorvorrichtung hat auch eine Auswerteeinrichtung 42, welche dazu ausgelegt ist, mindestens eine Spannungsgröße Usensor bezüglich der mindestens einen anliegenden Induktionsspannung Usensor abzugreifen, und unter

Berücksichtigung der mindestens einen abgegriffenen Spannungsgröße Usensor eine Information bezüglich einer (mittleren) Fließgeschwindigkeit v des elektrisch- leitfähigen Mediums 20 festzulegen und auszugeben. Die Information kann beispielsweise die (mittlere) Fließgeschwindigkeit v (bzw. die mittlere

Strömungsgeschwindigkeit) des elektrisch-leitfähigen Mediums 20 oder ein Durchfluss Q durch die Mediumleitung sein. (Die Induktionsspannung Usensor korreliert mit der (mittleren) Strömungsgeschwindigkeit v, bzw. mit dem

Durchfluss Q.)

Während eine Durchflussmessung in herkömmlichen Hydrauliksystemen nicht kaum möglich ist, und deshalb eine Regelung in herkömmlichen

Hydrauliksystemen nur mittels Drucksensoren (zur Messung eines Drucks als sekundäre physikalische Größe) möglich ist, ist dieses Problem bei jedem oben erläuterten hydraulischen System behoben.

Das hier beschriebene Messprinzip ist auch mittels einiger der oben

beschriebenen hydraulischen Aktorvorrichtungen 10 ausführbar, wobei die mindestens eine Elektrodeneinrichtung 18 des mindestens einen Aktormoduls 12 als die mindestens eine Sensor- Elektrodeneinrichtung 40 einsetzbar ist. Somit muss lediglich eine Elektronik von einigen der oben beschriebenen hydraulischen Aktorvorrichtungen 10 so programmiert werden, dass die Funktion der

Auswerteeinrichtung 42 der Sensorvorrichtung damit ausführbar ist.

Fig. 10 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der

Temperiervorrichtung.

Auch die in Fig. 10 schematisch wiedergegebene Temperiervorrichtung kann mit jeder der oben beschriebenen hydraulischen Aktorvorrichtungen 10

zusammenwirken und ist an und/oder in jedem oben erläuterten hydraulischen Systeme anordbar/angeordnet ausbildbar. Die Temperiervorrichtung kann zum Temperieren (Temperaturhalten) und/oder zum Heizen des elektrisch-leitfähigen Mediums 20 eingesetzt werden. Die Temperiervorrichtung der Fig. 10 umfasst mindestens eine Elektrode 44 (vorzugsweise mindestens ein Elektrodenpaar), über welche ein Heizstrom in das elektrisch-leitfähige Medium des hydraulischen Systems einleitbar ist, wodurch Wärme in dem elektrisch-leitfähigen Medium 20 erzeugt und dessen Erstarren verhindert werden kann. Die Temperiervorrichtung funktioniert somit nach dem Prinzip einer elektrischen Widerstandsheizung durch direkte

Stromeinspeisung über die mindestens eine Elektrode 44 in das elektrisch- leitfähige Medium, so dass eine ausreichende Dynamik aufgrund einer niedrigen Viskosität des elektrisch-leitfähigen Mediums 20 selbst bei relativ niedrigen Umgebungstemperaturen gewährleistet bleibt.

Das hier beschriebene Temperier- und/oder Heizprinzip ist auch mittels einiger der oben beschriebenen hydraulischen Aktorvorrichtungen 10 ausführbar, indem mindestens eine Elektrode 18a und 18b als die mindestens eine Elektrode 44 eingesetzt wird.

In einer alternativen Ausführungsform kann die Temperiervorrichtung auch mindestens eine Spule umfassen, mittels welcher ein zeitlich variierendes magnetisches Feld B in dem leitfähigen Medium 20 des hydraulischen Systems bewirkbar ist bewirkt wird. Dieses Temperier- und/oder Heizprinzip ist auch mittels einiger der oben beschriebenen hydraulischen Aktorvorrichtungen 10 ausführbar, indem die mindestens eine Spuleneinrichtung 26 als„Temperier- und/oder Heizspule" eingesetzt wird. Damit kann auch das Prinzip einer Induktiven Erwärmung genutzt werden.

Fig. 11 zeigt ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Ausführungsform des Verfahrens zum Bewirken eines Druckaufbaus in zumindest einem Teilvolumen eines mit einem elektrisch-leitfähigen Medium gefüllten hydraulischen Systems.

In einem Verfahrensschritt Sl werden mindestens ein elektrischer Stromfluss und/oder mindestens ein magnetisches Feld derart erzeugt, dass zumindest eine Teilmenge des elektrisch-leitfähigen Mediums aufgrund seiner Wechselwirkung mit dem mindestens einen elektrischen Stromfluss und/oder dem mindesten einen magnetischen Feld in das zumindest eine Teilvolumen des hydraulischen Systems beschleunigt wird, wodurch der Druckaufbau in dem zumindest einen Teilvolumen des hydraulischen Systems bewirkt wird. Beispiele für das elektrisch-leitfähige Medium und zum Bewirken der damit wechselwirkenden Stromflüsse/magnetischen Felder geeigneter Vorrichtungen sind oben schon aufgezählt. Beispielsweise können mehrere elektrische Stromflüsse und/oder mehrere magnetische Felder in Reihe in einer Mediumleitung des hydraulischen Systems so erzeugt werden, dass die Teilmenge des elektrisch-leitfähigen Mediums in der Mediumleitung durch die erzeugten elektrischen Stromflüsse und/oder magnetischen Felder transferiert und fortlaufend beschleunigt wird. Alternativ oder ergänzend können auch mehrere elektrische Stromflüsse und/oder mehrere magnetische Felder in mindestens zwei parallel zueinander verlaufenden Mediumleitungen des hydraulischen Systems so erzeugt werden, dass als Teilmenge Einzelvolumina des elektrisch-leitfähigen Mediums in den mindestens zwei Mediumleitungen in einem Sammelvolumen, an welchem die mindestens zwei Mediumleitungen münden, als Gesamtvolumen

zusammengeführt werden. Mittels des Verfahrensschritts Sl kann auch ein Durchfluss bewirkt ausgelöst werden.

Optionaler Weise kann vor und/oder während des Verfahrensschritts Sl auch ein Verfahrensschritt S2 ausgeführt werden, in welchem das elektrisch-leitfähige Medium in dem hydraulischen System temperiert (bzw. geheizt) wird, indem ein Heizstrom in das elektrisch-leitfähige Medium des hydraulischen Systems über mindestens eine Elektrode eingeleitet wird. Das Temperieren und/oder Heizen des elektrisch-leitfähige Mediums kann auch durch Erzeugen eines zeitlich variierenden magnetischen Felds in dem leitfähigen Medium des hydraulischen Systems mittels mindestens einer Spule bewirkt werden.

Ebenso kann während des Verfahrensschritts Sl noch ein (optionaler)

Verfahrensschritt S3 zum Ermitteln einer Information bezüglich einer

Fließgeschwindigkeit des elektrisch-leitfähigen Mediums in dem hydraulischen System ausgeführt werden. Dazu wird mindestens ein Magnetfeld so erzeugt, dass aufgrund einer Wechselwirkung des elektrisch-leitfähigen Mediums des hydraulischen Systems mit dem mindestens einen Magnetfeld mindestens eine Induktionsspannung an mindestens einer Sensor-Elektrodeneinrichtung bewirkt wird. Mindestens eine Spannungsgröße bezüglich der mindestens einen Induktionsspannung wird abgegriffen, und unter Berücksichtigung der mindestens einen abgegriffenen Spannungsgröße wird die Information bezüglich der Fließgeschwindigkeit des elektrisch-leitfähigen Mediums festgelegt. Eine daraus resultierende Druckaufbaudynamik kann abgeleitet werden.