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Patent Searching and Data


Title:
ACTUATOR WITH SHAPE MEMORY ELEMENT AND WITH POSITION DETECTION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/183956
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an actuator device (1), comprising: • - an actuator housing (2), • - a locking element (3), wherein the locking element (3) is received in the actuator housing (2) so as to be movable relative to the actuator housing (2) between an active position (5) and a passive position (6); • -a shape memory element (4), wherein the locking element (3) can be adjusted from the active position (5) into the passive position (6) by means of the shape memory element (4); • - an activating unit (7), wherein the shape memory element (4) can be activated by means of the activating unit (7); • - a return element (8), wherein the locking element (3) can be returned from the passive position (6) into the active position (5) by means of the return element (8), • wherein a position monitoring unit (9) is provided for the locking element (3), wherein at least one of the positions, comprising the active and passive position (5, 6) of the locking element (3), can be detected by means of the position monitoring unit (9).

Inventors:
WERNER LUKAS (AT)
Application Number:
PCT/AT2023/060100
Publication Date:
October 05, 2023
Filing Date:
March 28, 2023
Export Citation:
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Assignee:
STIWA ADVANCED PRODUCTS GMBH (AT)
International Classes:
E05B47/00
Domestic Patent References:
WO2019244062A12019-12-26
WO2022109645A12022-06-02
Foreign References:
DE602004007785T22008-04-30
DE102016223446A12018-05-30
US8801053B22014-08-12
CN105003138A2015-10-28
EP2735013A12014-05-28
Attorney, Agent or Firm:
ANWÄLTE BURGER UND PARTNER RECHTSANWALT GMBH (AT)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Aktorvorrichtung (1), umfassend;

-ein Aktorgehäuse (2), wobei das Aktorgehäuse (2) zur Aufnahme eines Verriegelungselements (3), sowie eines Formgedächtniselements (4) ausgebildet ist;

-das Verriegelungselement (3), wobei das Verriegelungselement (3) relativ zum Aktorgehäuse (2) zwischen einer Aktivstellung (5) und einer Passivstellung (6) bewegbar im Aktorgehäuse (2) aufgenommen ist;

-das Formgedächtniselement (4), wobei das Verriegelungselement (3) mittels des Formgedächtniselementes (4) von der Aktivstellung (5) in die Passivstellung (6) verstellbar ist;

-eine Aktivierungseinheit (7), wobei das Formgedächtniselement (4) mittels der Aktivierungseinheit (7) aktivierbar ist; ein Rückstellelement (8), wobei das Verriegelungselement (3) mittels des Rückstellelements (8) von der Passivstellung (6) in die Aktivstellung (5) rückstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Positionsüberwachungseinheit (9) für das Verriegelungselement (3) vorgesehen ist, wobei mittels der Positionsüberwachungseinheit (9) zumindest eine der Stellungen, umfassend die Aktiv- und Passivstellung (5,6) des Verriegelungselements (3), feststellbar ist.

2. Aktorvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsüberwachungseinheit (9) eine optische Vorrichtung (17) umfasst, wobei die optische Vorrichtung (17) einen Sender (18) und einen Detektor (19) umfasst, wobei der Sender (18) zum Emittieren eines Strahlenbündels (20) ausgebildet ist und der Detektor (19) zum Empfangen des emittierten Strahlenbündels (20) ausgebildet ist.

3. Aktorvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Vorrichtung (17) ein weiteres optisches Element (21) umfasst, wobei mittels des optischen Elementes (21) das emittierte Strahlenbündel (20) optisch beinflussbar ist und wobei das optische Element (21) zumindest eines der folgenden Merkmale umfasst:

- einen Reflektor

- ein lichtdurchlässiges Element (mit variierendem Brechungsindex) - einen Unterbrecher, wobei der Unterbrecher mit dem Verriegelungselement (3) gekoppelt ist.

4. Aktorvorrichtung (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Detektors (19) ein Muster (22) des Strahlenbündels (20) detektierbar ist, wobei das Muster (22) mittels (des Strahlenbündels (20)) des Senders (18) und des optischen Elementes (21) in der zumindest einen Stellung bildbar ist.

5. Aktorvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Magnet an das Verriegelungselement gekoppelt ist und die Position des Magneten mittels der Positionsüberwachungseinheit (9) feststellbar ist.

6. Aktorvorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsüberwachungseinheit (9) zumindest einen Hall-Sensor umfasst.

7. Aktorvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsüberwachungseinheit (9) ein elektrisch leitfähiges Kontaktelement (14) umfasst, wobei ein Kontaktierungsabschnitt (15) des Kontaktelementes (14) am Verriegelungselement (3) angeordnet ist und wobei mittels des Verriegelungselements (3) in der zumindest einen Stellung eine leitfähige Verbindung (16) des Kontaktelementes (14) und des Kontaktierungsabschnittes (15) herstellbar ist.

8. Aktorvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsüberwachungseinheit (9) eine Kulisse (24) und einen Mitnehmer (25) umfasst, wobei der Mitnehmer (25) entlang der Kulisse (24) relativ bezüglich der Stellungen des Verriegelungselementes (3) verstellbar ist.

9. Aktorvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsüberwachungseinheit (9) eine berührungslose Sensorik (23) umfasst, insbesondere eine kapazitive oder induktive Sensorik, wobei ein messbarer Parameter der berührungslosen Sensorik (23) mittels des Verriegelungselementes (3) in seinen Stellungen änderbar ist.

10. Aktorvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsüberwachungseinheit (9) zumindest ein Schaltelement (11) umfasst, wobei das Schaltelement (11) zwischen einer Schaltstellung (12) und einer Ruhestellung (13) verstellbar ist und wobei das Schaltelement (11) derart ausgebildet ist, dass es mittels des Verriegelungselementes (3) zwischen der Schaltstellung (12) und der Ruhestellung (13) verlagerbar ist.

11. Aktorvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Element (10) der Positionsüberwachungseinheit (9) an dem Verriegelungselement (3) ausgebildet ist.

12. Aktorvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsüberwachungseinheit (9) dazu eingerichtet ist, in der zumindest einen Stellung ein elektronisches Ausgabesignal bereitzu stellen.

13. Aktorvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (3) in zumindest eine Zwischenstellung (26) zwischen der Aktivstellung (5) und der Passivstellung (6) bewegbar ist, wobei die Zwischenstellung (26) mittels der Positionsüberwachungseinheit (9) feststellbar ist.

14. Aktorvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierungseinheit (7) dazu eingerichtet ist, in der zumindest einen Stellung ein elektronisches Ausgabesignal bereitzustellen.

Description:
AKTOR MIT FORMGEDÄCHTNISELEMENT UND MIT POSITIONSERKENNUNG

Die Erfindung betrifft eine Aktorvorrichtung mit einem Verriegelungselement, welches mittels eines Formgedächtniselementes verstellbar ist.

Die Verwendung von Formgedächtniselementen zur Verstellung von Sperrelementen, Ventilen oder Schaltelementen ist im Stand der Technik bekannt und weit verbreitet.

Dabei sind unterschiedliche Anwendungsbereiche der Formgedächtniselemente offenbart, z.B. auch die Verwendung mehrerer Formgedächtniselemente, wobei jedes Formgedächtniselement für eine Stellbewegung vorgesehen ist. Weiters ist es bekannt, elastische Rückstellelemente zur Rückstellung eines durch ein Formgedächtniselement verlagertes Bauteil vorzusehen.

In der EP 2735013 Bl ist beispielsweise ein Schloss zum Schließen einer Türe offenbart, mit einem Schlosskörper und einen Bolzen, umfassend ein Betätigungselement für den Betrieb, das geeignet ist, eine Kraft auf einen Hebel auszuüben, um ihn von einer Schließposition zu einer Öffnungsposition zu bringen; wobei der Schlosskörper ferner ein Formgedächtnislegierungsbetätigungselement umfasst, das geeignet ist, eine Kraft auf den Hebel auszuüben, um ihn von der Schließposition zu der Öffnungsposition zu bringen, wobei das Formgedächtnislegierungsbetätigungselement so ausgebildet ist, dass es eine Kraft von mehr als 100 N ausüben kann und wobei das Formgedächtnislegierungsbetätigungselement eine Blockiereinrichtung umfasst, um zu ermöglichen, dass die Kraft nur dann auf den Hebel ausgeübt wird, wenn die Kraft einen vorbestimmten Schwellenwert infolge eines Bruchs oder einer plötzlichen Verformung der Blockiereinrichtung überschreitet.

Nachteilig bei Aktorvorrichtungen aus dem Stand der Technik ist jedoch, dass diese oftmals eine unzureichende Verlässlichkeit bezüglich ihrer Betriebsbereitschaft sowie deren Funktionalität aufweisen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mittels derer ein Benutzer in der Eage ist, eine Verbesserung der Funktionalität sowie der Verlässlichkeit von Aktorvorrichtungen vorzunehmen. Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß den Ansprüchen gelöst.

Die erfindungsgemäße Aktorvorrichtung, umfasst; ein Aktorgehäuse, wobei das Aktorgehäuse zur Aufnahme eines Verriegelungselements, sowie eines Formgedächtniselements ausgebildet ist;

-das Verriegelungselement, wobei das Verriegelungselement relativ zum Aktorgehäuse zwischen einer Aktivstellung und einer Passiv Stellung bewegbar im Aktorgehäuse aufgenommen ist;

-das Formgedächtniselement, wobei das Verriegelungselement mittels des Formgedächtniselementes von der Aktivstellung in die Passivstellung verstellbar ist;

-eine Aktivierungseinheit, wobei das Formgedächtniselement mittels der Aktivierungseinheit aktivierbar ist; ein Rückstellelement, wobei das Verriegelungselement mittels des Rückstellelements von der Passivstellung in die Aktivstellung rückstellbar ist und zeichnet sich dadurch aus, dass eine Positionsüberwachungseinheit für das Verriegelungselement vorgesehen ist, wobei mittels der Positionsüberwachungseinheit zumindest eine aktuelle der Stellungen, umfassend die Aktiv- und Passivstellung des Verriegelungselements, feststellbar ist.

Das Vorsehen einer Positionsüberwachungseinheit weist zum einen den Vorteil auf, dass die Verstellung des Verriegelungselement überwacht werden kann und somit feststellbar ist, ob die Verstellung auch tatsächlich erfolgt ist. Weiters vorteilhaft ist, dass ein Verschleißzustand des Formgedächtniselementes oder des Rückstellelementes detektierbar ist, sowie eine Funktionalität der Aktivierungseinheit. So kann beispielsweise eine Beschädigung oder eine Ermüdung des Formgedächtniselementes bestimmt werden, falls die Passivstellung nicht oder nur mehr teilweise erreichbar ist. Ebenso kann ein Zustand des Rückstellelementes festgestellt werden, wenn die Aktivstellung nicht oder nur mehr teilweise erreichbar ist. Besonders bei Verriegelungs- und Schließmechanismen erhöht eine erfindungsgemäße Positionsüberwachungseinheit den Sicherheitsfaktor erheblich.

Die Positionsüberwachungseinheit kann bevorzugt dazu eingerichtet sein, die Stellung mittels einer der folgenden Methoden festzustellen:

- binär, wobei ein 0/1 - Zustand der zumindest einen Stellung feststellbar ist.

- analog, wobei bezüglich einer analogen Messung ein erster Extremwert der Aktivstellung zuordenbar ist und ein zweiter Extremwert der Passivstellung zuordenbar ist. Vorteilhaft bei einer binären Methode ist, dass eine besonders einfache und wirtschaftliche Ausgestaltung der Positionsüberwachungseinheit umsetzbar, wobei lediglich bezüglich der zumindest einen Stellung ein On- bzw. Off- Zustand erkennbar ist.

Eine analoge Methode bringt den Vorteil mit sich, dass mittels eines messbaren Wertes frühzeitig eine Ermüdung des Formgedächtniselementes bzw. des Rückstellelementes detektierbar ist sowie eine zeitliche Änderung dieser, wodurch sich der gemessene Wert der jeweiligen Endstellung vom zugeordneten Extremwert entfernt.

Äußerst vorteilhaft kann sein, wenn zumindest ein Element der Positionsüberwachungseinheit an dem Verriegelungselement ausgebildet ist. Mit dieser Maßnahme ist eine besonders präzise Feststellung der Position des Verriegelungselementes umsetzbar.

Zweckmäßig kann sein, wenn die Positionsüberwachungseinheit dazu eingerichtet ist, in der zumindest einen Stellung ein elektronisches Ausgabesignal bereitzu stellen. Dadurch kann ein einfaches Ein- bzw. Aus-Signal oder ein Messwert der Positionsüberwachungseinheit bezüglich der Stellung bereitgestellt werden.

In einer möglichen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Positionsüberwachungseinheit zumindest ein Schaltelement umfasst, wobei das Schaltelement zwischen einer Schaltstellung und einer Ruhestellung verstellbar ist und wobei das Schaltelement derart ausgebildet ist, dass es mittels des Verriegelungselementes zwischen der Schaltstellung und der Ruhestellung verlagerbar ist. Vorteilhaft bei dieser Ausführung ist, dass das Verrieglungselement zur Betätigung des Schaltelementes vorgesehen ist und somit eine Eindeutigen Zuordnung des aktuellen Schaltzustand bezüglich der aktuellen Stellung des Verriegelungselementes vornehmbar ist.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Positionsüberwachungseinheit ein elektrisch leitfähiges Kontaktelement umfasst, wobei ein Kontaktierung s ab schnitt des Kontaktelementes am Verriegelungselement angeordnet ist und wobei mittels des Verriegelung selements in der zumindest einen Stellung eine leitfähige Verbindung des Kontaktelementes und des Kontaktierungsabschnittes herstellbar ist. Mittels dieser Ausgestaltung ist eine besonders einfache und prozesssichere Feststellung der Stellung möglich. Insbesondere bei Bereitstellung eines elektronischen Ausgabesignals kann dieses beispielsweise über das Kontaktelement in seiner leitfähigen Verbindung bereitstellbar sein. In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Positionsüberwachungs- einheit eine optische Vorrichtung umfasst, wobei die optische Vorrichtung einen Sender und einen Detektor umfasst, wobei der Sender zum Emittieren eines Strahlenbündels ausgebildet ist und der Detektor zum Empfangen des emittierten Strahlenbündels ausgebildet ist. Vorteilhaft bei dieser Ausgestaltung ist, dass eine besonders kostengünstige Ausführung der Positi- onsüberwachungseinheit realisierbar ist, z.B. durch die Verwendung von LED’s oder dergleichen zum Emittieren des Strahlenbündels.

Besonders vorteilhaft kann sein, wenn die optische Vorrichtung ein weiteres optisches Element umfasst, wobei mittels des optischen Elementes das emittierte Strahlenbündel optisch beinflussbar ist und wobei das optische Element zumindest eines der folgenden Merkmale umfasst:

- einen Reflektor

- ein lichtdurchlässiges Element

- einen Unterbrecher, wobei der Unterbrecher mit dem Verriegelungselement gekoppelt ist. Mit dieser Ausgestaltung kann erreicht werden, dass das Strahlenbündel bezüglich der einzelnen Stellung des Verriegelungselementes beeinflussbar ist, wodurch die einzelnen Stellungen entsprechend der Beeinflussung eindeutig zuordenbar sind.

Zudem kann vorgesehen sein, dass mittels des Detektors ein Muster des Strahlenbündels de- tektierbar ist, wobei das Muster mittels des Senders und des optischen Elementes in der zumindest einen Stellung bildbar ist. So kann beispielsweise an dem Verriegelungselement ein Unterbrecher ausgebildet sein, welcher das Strahlenbündel bezüglich der einzelnen Stellungen teilweise unterbricht, sodass bezüglich der unterschiedlichen Stellungen unterschiedliche Anteile des Strahlenbündels and den Detektor weitergeleitet werden, wodurch ein Muster bildbar ist.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Positionsüberwa- chungseinheit eine berührungslose Sensorik umfasst, insbesondere eine kapazitive oder induktive Sensorik, wobei ein messbarer Parameter der berührungslosen Sensorik mittels des Verriegelungselementes in seinen Stellungen änderbar ist. So kann beispielsweise ein Element an dem Verriegelungselement angeordnet sein, dessen Kapazität den messbaren Parameter der Sensorik bildet und mittels der Verstellung des Verriegelungselement sich dieser Parameter gegenüber der Sensorik ändert. Weiters kann auch das Verriegelungselement selbst den Parameter aufweisen.

Dabei kann auch vorgesehen sein, dass ein Magnet an das Verriegelungselement gekoppelt ist, insbesondere ein Permanentmagnet, und die Position des Magneten mittels der Positions- überwachungseinheit feststellbar ist. Bevorzugt kann diesbezüglich ein Hall-Sensor verwendet werden, welcher einen Abstand des Magneten zu der Positionsüberwachungseinheit detek- tieren kann, bzw. zu einer Referenz der Positionsüberwachungseinheit, sodass eine genaue Position des Verriegelungselementes festgestellt werden kann. Ferner kann vorgesehen sein, dass alle Stellungen des Verriegelungselementes derart feststellbar sind.

In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die Positionsüberwachungseinheit eine Kulisse und einen Mitnehmer umfasst, wobei der Mitnehmer entlang der Kulisse relativ bezüglich der Stellungen des Verriegelungselementes verstellbar ist. Vorteilhaft bei dieser Ausführung ist, dass eine beliebige Anzahl an Stellungen des Verriegelungselementes direkt an eine Kulissenführung gekoppelt sind, wodurch mittels der Positionsüberwachungseinheit jede der Stellungen detektierbar ist.

Vorteilhaft kann sein, dass das Verriegelungselement in zumindest eine Zwischenstellung zwischen der Aktivstellung und der Passivstellung bewegbar ist, wobei die Zwischenstellung mittels der Positionsüberwachungseinheit feststellbar ist. Beispielsweise kann das Formgedächtniselement mittels der Aktivierungseinheit in mehrere Zustände versetzbar sein, bzw. können mehrere Formgedächtniselemente vorgesehen sein, welche einzeln aktivierbar sind, sodass das Verriegelungselement in zumindest eine Zwischenstellung verstellbar ist.

Besonders vorteilhaft kann sein, wenn die Aktivierungseinheit dazu eingerichtet ist, in der zumindest einen Stellung ein elektronisches Ausgabesignal bereitzu stellen. Somit kann zum einen festgestellt werden, ob sich das Verriegelungselement nicht nur in der Stellung befindet, sondern ob die Aktivierungseinheit auch tatsächlich veranlasst war, das Verriegelungselement in die Stellung zu verstellen. Vorteilhaft ist, dass dadurch eine zusätzliche Sicherheitsmaßnahme vorsehbar ist, wenn z.B. das Verriegelungselement in die Passivstellung per Fremdeingriff versetzt wurde und derart blockiert ist, dass es nicht mehr durch das Rückstellelement in die Aktivstellung zurück verlagerbar ist.

Weiters kann dadurch eine Beschädigung des Rückstellelementes detektiert werden. Zudem kann mittels dieser Vorkehrung verbessert überprüft werden, ob das Verriegelungselement nicht verstellt wurde, obwohl die Aktivierungseinheit veranlasst war, dies zu tun, wodurch z.B. eine Beschädigung des Formgedächtniselementes detektierbar ist.

Bevorzugt kann das Ausgabesignal gleichzeitig mit der Aktivierung des Formgedächtniselements bereitstellbar sein.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.

Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:

Fig. 1 eine mögliche Ausbildung einer Aktorvorrichtung in Schrägansicht;

Fig. 2 die Aktorvorrichtung nach Fig. 1 mit einer ersten möglichen Ausführungsform der Positionsüberwachungseinheit;

Fig. 3 eine mögliche Ausführung der Positionsüberwachungseinheit mit einem Kontaktelement;

Fig. 4 eine mögliche Ausführung der Positionsüberwachungseinheit mit einer optische Vorrichtung;

Fig. 5 eine Ausführungsvariante der optischen Vorrichtung mit einem optischen Element;

Fig. 6 eine weitere mögliche Ausführung der optischen Vorrichtung;

Fig. 7 eine weitere mögliche Ausführung der optischen Vorrichtung;

Fig. 8 eine weitere Ausführungsform der Positionsüberwachungseinheit mit elektrisch leitfähigen Kontaktelementen;

Fig. 9 eine Ausführungsform der Positionsüberwachungseinheit mit einer berührungslosen Sensorik;

Fig. 10 eine Ausführungsform der Positionsüberwachungseinheit mit einer Kulissenanordnung. Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.

In Fig. 1 ist eine mögliche Ausbildung einer Aktorvorrichtung 1 in Schrägansicht dargestellt.

Die Aktorvorrichtung umfasst ein Aktorgehäuse 2, wobei das Aktorgehäuse 2 zur Aufnahme eines Verriegelungselements 3, sowie eines Formgedächtniselements 4 ausgebildet ist. Das Verriegelungselement 3 ist relativ zum Aktorgehäuse 2 zwischen einer Aktivstellung 5 und einer Passivstellung 6 bewegbar im Aktorgehäuse 2 aufgenommen. Weiters ist das Verriegelungselement 3 mittels des Formgedächtniselementes 4 von der Aktivstellung 5 in die Passivstellung 6 verstellbar ist.

Wie eingangs erwähnt, ist eine Aktivierungseinheit 7 vorgesehen, wobei das Formgedächtniselement 4 mittels der Aktivierungseinheit 7 aktivierbar ist und das Verriegelungselement 3 durch die Aktivierung betätigt wird. Weiters ist ein Rückstellelement 8 vorgesehen, wobei das Verriegelungselement 3 mittels des Rückstellelements 8 von der Passivstellung 6 in die Aktivstellung 5 rückstellbar ist.

Erfindungsgemäß weist die Aktorvorrichtung eine Positionsüberwachungseinheit 9 auf, wobei mittels der Positionsüberwachungseinheit 9 zumindest eine der Stellungen, umfassend die Aktiv- und Passivstellung 5,6 des Verriegelungselements 3, feststellbar ist.

Die dargestellte Anordnung der Positionsüberwachungseinheit 9 in Fig. 1 zeigt nur eine mögliche Anordnung, die Positionsüberwachungseinheit 9 kann aber auch in anderen Bereichen der Aktorvorrichtung 1 bezüglich des Verriegelungselementes 3 angeordnet sein.

Der Verstellung des Verriegelungselementes 3 zwischen der Aktivstellung 5 und der Passivstellung 6 kann wie in der dargestellten Ausführung einer Aktorvorrichtung 1 linear erfolgen, aber auch um eine Schwenkachse oder entlang einer Kulisse. Es sei darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäße Positionsüberwachungseinheit 9 nicht auf die gezeigte Form der Verstellung eingeschränkt ist und diese nur zur Veranschaulichung dient.

Weiters ist in Fig. 1 eine mögliche Abdeckung des Aktorgehäuses 2 strichliert angedeutet.

In Fig. 2 ist die Aktorvorrichtung nach Fig. 1 mit einer ersten möglichen Ausführungsform der Positionsüberwachungseinheit 9 dargestellt. Das Aktorgehäuse 2 ist zum erleichterten Verständnis teilweise geschnitten dargestellt.

Zudem ist eine Verriegelungseinheit 29 angedeutet, welche an einer mittels der Aktorvorrichtung 1 zu verriegelnden Vorrichtung vorgesehen sein kann und sich mit dem Verriegelungselement 3 in dessen Aktivstellung 5 in Verriegelungseingriff befindet.

Die Positionsüberwachungseinheit 9 umfasst zumindest ein Schaltelement 11, wobei das Schaltelement 11 zwischen einer Schaltstellung 12 und einer Ruhestellung 13 verstellbar ist und wobei das Schaltelement 11 derart ausgebildet ist, dass es mittels des Verriegelungselementes 3 zwischen der Schaltstellung 12 und der Ruhestellung 13 verlagerbar ist. In einer möglichen Ausbildung kann das Schaltelement 11 z.B. als Mikroschalter ausgebildet sein.

Das Schaltelement 11 kann beispielsweise in der Form eines mechanischen Schalters ausgebildet sein und über eine Rückstellanordnung verfügen, sodass dieser z.B. mittels des Verriegelungselementes 3 von seiner Ruhestellung 13 in seine Schaltstellung 12 verlagerbar ist, indem das Verriegelungselement 3 mittels des Formgedächtniselementes 4 von der Aktivstellung 5 in die Passivstellung 6 verstellt wird. Analog zur Rückstellung des Verriegelungselementes 3 in die Aktivstellung 5 mittels des Rückstellelementes 8 erfolgt die Rückstellung des Schaltelementes 11 in die Ruhestellung 13.

Weiters kann das Schaltelement 11 auch als stromloser Schalter ausgebildet sein. Mittels des sogenannten Piezoeffekt kann ein elektronisches Ausgabesignal durch den Schalter bereitstellbar sein, wodurch mittels mechanischem Druck auf den Schalter sich der piezoelektrische Halbleiter verformt und eine Stromspannung aufbaut.

Es ist auch denkbar, die Positionsüberwachungseinheit 9a im Bereich des Rückstellelementes 8 anzuordnen, wie strichliert angedeutet, bzw. auch an das Rückstellelement 8 zu koppeln, sodass z.B. die Verstellbewegung des Rückstellelementes 8 und somit die Stellung des Verriegelungselementes 3 detektiert werden kann. Das Rückstellelement 8 kann wie dargestellt als Feder ausgebildet sein, es kann aber auch eine andere Ausführung vorgesehen sein, welche sich zu einer derartigen Rückstellung, insbesondere elastisch, eignet.

Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass das Formgedächtniselement 4 und das Rückstellelement 8 einteilig ausgebildet sind, z.B. kann das Formgedächtniselement in Form einer Art Druckfeder ausgebildet sein, welche sich bei Aktivierung durch die Aktivierungseinheit weiter zusammenzieht.

Bevorzugt ist das Formgedächtniselement als Draht ausgebildet, es kann aber auch die Form eines Bandes oder dergleichen aufweisen.

Unabhängig von der Ausführung und Anordnung der Positionsüberwachungseinheit 9 kann die Aktorvorrichtung 1 eine Platine 27 aufweisen, wobei die Platine 27 bevorzugt im Aktorgehäuse 2 angeordnet bzw. eingeformt sein kann. Die Aktivierungseinheit 7 kann mit der Platine 27 verbunden sein oder in der Platine 27 integriert sein. Ebenso kann die Positionsüberwachungseinheit 9 mit der Platine 27 verbunden sein oder in diese integriert sein oder auch selbst eine Platine umfassen. Bevorzugt ist die Platine 27 in einem dem Verriegelungselement 3 und einer zu verriegelnden Verriegelungseinheit 29 abgewandten Bereich des Aktorgehäuses 2 angeordnet.

Die Positionsüberwachungseinheit 9 kann auch eine interne Stromversorgung umfassen, oder mit einer Stromversorgung verbunden sein. Die Aktorvorrichtung 1 selbst kann eine Batterie oder dergleichen aufweisen, bzw. mit einer Stromversorgung verbunden sein, welche nicht dargestellt sind.

Weiters unabhängig von ihrer Ausführungsform kann die Positionsüberwachungseinheit 9 bevorzugt dazu eingerichtet sein, in der zumindest einen Stellung ein elektronisches Ausgabesignal bereitzustellen, welches Ausgabesignal z.B. an eine externe Recheneinheit 28 oder dergleichen signalisiert werden kann. Weiters können Signalleitungen vorgesehen sein bzw. eine drahtlose Verbindung zur Bereitstellung des Ausgabesignals vorgesehen sein.

Das Feststellen der zumindest einen Stellung kann beispielsweise mittels einer binären Methode erfolgen, wobei ein 0/1 - Zustand der zumindest einen Stellung feststellbar ist. In der einfachsten Ausführungsform kann z.B. nur eine der Stellungen, umfassend die Aktiv- und Passivstellung, feststellbar sein, wobei ein O-Zustand oder ein I-Zustand der Stellung festgestellt wird, sprich ob die Stellung vorhanden ist oder nicht.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass ein Endanschlag bzw. ein maximal erreichbarer Verstellweg der Stellung feststellbar ist.

Weiters kann auch eine analoge Methode zur Feststellung vorgesehen sein, wobei bezüglich einer analogen Messung ein erster Extremwert der Aktivstellung zuordenbar ist und ein zweiter Extremwert der Passivstellung zuordenbar ist.

Das elektronisches Ausgabesignal kann ebenfalls in Form eines 0/1 -Signales bereitgestellt werden, oder als Wert einer Skala, z.B. von einem Bereich zwischen dem ersten und zweiten Extremwert.

Unabhängig von der gezeigten Ausführung der Positionsüberwachungseinheit 9 kann weiters vorgesehen sein, dass die Aktivierungseinheit 7 dazu eingerichtet ist, in der zumindest einen Stellung ein elektronisches Ausgabesignal bereitzustellen. Somit kann festgestellt werden, ob das Verriegelungselement 3 sich nicht nur in der Stellung befindet, sondern ob die Aktivierungseinheit 7 auch tatsächlich veranlasst war, das Verriegelungselement 3 in die Stellung zu verstellen.

Diesbezüglich kann in einer Weiterbildung vorgesehen sein, dass das Ausgabesignal der Aktivierung seinheit 7 and die Positionsüberwachungseinheit 9 übermittelt wird und dass bei Erreichen der Stellung das Ausgabesignal von der Positionsüberwachungseinheit 9 weitergeleitet wird.

Die Aktivierungseinheit 7 kann, abhängig von der Ausführung des Verriegelungselementes 3 und des Formgedächtniselementes 4, weiter innerhalb des Aktorgehäuses 2 angeordnet sein, z.B. im Bereich des dargestellten Rückstellelementes 8.

In den Figuren 3 bis 10 sind weitere mögliche Ausführungen der Positionsüberwachungseinheit 9 dargestellt, wobei bezüglich der Feststellung zumindest einer der Stellungen und einer möglichen Bereitstellung eines Ausgabesignals auf die vorangegangene Beschreibung bezüglich der möglichen Komponenten und Ausführungen einer Aktorvorrichtung 1 hingewiesen sei. Die Positionsüberwachungseinheit 9 in Fig. 3a und 3b umfasst ein elektrisch leitfähiges Kontaktelement 14, wobei ein Kontaktierungsabschnitt 15 des Kontaktelementes 14 am Verriegelungselement 3 angeordnet ist und wobei mittels des Verriegelungselements 3 in der zumindest einen Stellung eine elektrisch leitfähige Verbindung 16 des Kontaktelementes 14 und des Kontaktierungsabschnittes 15 herstellbar ist.

In Fig. 3a befindet sich das Verriegelungselement 3 in einer ersten Stellung, beispielsweise in der Aktivstellung, wobei das Kontaktelement 14 noch keine elektrisch leitfähige Verbindung aufweist. Wie in Fig. 3b dargestellt, ist mittels der Verstellung des Verriegelungselementes 3, beispielsweise in die Passivstellung, die elektrisch leitfähige Verbindung 16 herstellbar.

In dieser Stellung ist eine elektrisch leitfähigen Verbindung 16 mittels der Positionsüberwachungseinheit 9 feststellbar und es kann somit die aktuelle Stellung des Verriegelungselementes 3 festgestellt werden. Weiters kann das Kontaktelement 14 unterschiedlich ausgebildet sein, sowie auch in anderen Bereichen des Verriegelungselementes 3 und des Aktorgehäuses 2 angeordnet sein, wie mit dem Kontaktelement 14a, sowie der leitfähigen Verbindung 16a strichliert angedeutet ist.

Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass für jede Stellung des Verriegelungselementes 3 ein Kontaktelement 14 vorgesehen ist, wobei in der jeweiligen Stellung des Verriegelungselementes 3 jeweils eine elektrisch leitfähige Verbindung 16 herstellbar ist.

Als Kontaktelement 14 können z.B. Leiterbahnen vorgesehen sein, oder auch Drähte, welche in das Aktorgehäuse 2 eingebettet sein können. Weiters können auch elektrisch leitfähige Elastomere vorgesehen sein.

Wie bereits erwähnt, kann vorgesehen sein, dass die Aktivierungseinheit 7 dazu eingerichtet ist, in der zumindest einen Stellung ein elektronisches Ausgabesignal bereitzustellen. In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die Aktivierungseinheit 7 mit dem Kontaktelement 14 verbunden ist und dass das elektronische Ausgabesignal der Aktivierungseinheit 7 mittels der elektrisch leitfähige Verbindung 16 bereitstellbar ist, wie strichliert angedeutet.

Die Positionsüberwachungseinheit 9 in Fig. 4 umfasst eine optische Vorrichtung 17, wobei die optische Vorrichtung 17 einen Sender 18 und einen Detektor 19 umfasst. Der Sender 18 ist zum Emittieren eines Strahlenbündels 20 ausgebildet ist und der Detektor 19 ist zum Empfangen des emittierten Strahlenbündels 20 ausgebildet. Wie mit dem Bezugszeichen in Klammer angedeutet, können der Sender 18 und Detektor 19 auch umgekehrt angeordnet sein. In einer weiteren möglichen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Sender 18a oder der Detektor 19a an dem Verriegelungselement 3 angeordnet ist und mit dem Verriegelungselement 3 verstellbar ist.

Der Sender 18 kann beispielsweise eine LED- Anordnung umfassen, oder weitere aus dem Stand der Technik bekannte Leuchtvorrichtungen.

Wie in Fig. 4 dargestellt, kann das Verriegelungselement 3 als Unterbrecher des Strahlenbündels 20 dienen, sodass der Detektor 19 z.B. in nur einer Stellung das Strahlenbündel 20 detek- tieren kann, in Form einer Lichtschranke.

Unabhängig von der gezeigten Ausführung kann vorgesehen sein, dass die optische Vorrichtung 17 ein weiteres optisches Element 21 umfasst, wobei mittels des optischen Elementes 21 das emittierte Strahlenbündel 20 optisch beinflussbar ist.

In Fig. 5 ist eine mögliche Anordnung eines optisches Elementes 21 der optischen Vorrichtung 17 dargestellt. Das optische Element 21 ist als Reflektor ausgebildet, welcher wie gezeigt am Verriegelungselement 3 angeordnet sein kann und somit an die Verstellung des Verriegelungselementes 3 gekoppelt ist. In einer Ausführungsform kann der Reflektor derart ausgebildet sein, dass er nur in einer Stellung des Verriegelungselementes 3 das Strahlenbündel 20 des Senders 18 an den Detektor 19 weiterleitet, wie in Fig. 5 dargestellt.

In einer weiteren möglichen Ausführung kann das als Reflektor ausgebildete optische Element 21 derart ausgebildet sein, dass es bezüglich der Stellungen des Verriegelungselementes 3 das Strahlenbündel 20 in unterschiedlichen Winkeln an den Detektor 19 weiterleitet, sodass die einzelnen Stellungen detektierbar sind. Weiteres ist es auch denkbar, bezüglich mehrerer Stellungen des Verriegelungselementes 3 mehrere optische Elemente 21 vorzusehen oder mehrere Detektoren 19 anzuordnen. Weiters kann der Reflektor auch unterschiedlich beschichtet sein, sodass das Strahlenbündel 20 in den Stellungen aufgrund der Beschichtung unterschiedlich reflektiert wird.

Zudem kann die optische Vorrichtung 17 derart zum Verriegelungselement angeordnet sein, dass ein Abstand des Strahlenbündels, bzw. die Zeit, die das Strahlenbündel bis zum Erreichen des Detektors benötigt, detektierbar ist. Beispielsweise kann ein Reflektor vorgesehen sein, welcher sich dem Sender und/oder dem Detektor bei Verstellen des Verriegelung s- elementes annähert oder entfernt.

In Fig. 6 ist eine weitere mögliche Ausführung der optischen Vorrichtung 17 dargestellt, wobei das optische Element 21 als ein lichtdurchlässiges Element ausgebildet ist.

Das lichtdurchlässige Element kann beispielsweise einen variierendem Brechungsindex aufweisen, sodass das Strahlenbündel 20 bezüglich der Stellungen des Verriegelungselementes 3 unterschiedlich gebrochen wird und an den Detektor 19 weitergeleitet wird.

Alternativ ist es auch möglich, das optische Element 21 als Unterbrecher auszubilden, wobei der Unterbrecher mit dem Verriegelungselement 3 gekoppelt ist bzw. durch das Verriegelungselement 3 selbst ausgebildet ist. In einer Ausführung kann der Unterbrecher als einfache Lichtschranke ausgebildet sein, sodass in einer Stellung das Strahlenbündel 20 mittels des Detektors 19 detektierbar ist und in der anderen Stellung nicht.

In einer Weiterbildung, wie in Fig. 7 dargestellt, kann vorgesehen sein, dass mittels des optischen Elementes 21 und mittels des durch den Sender 18 emittierten Strahlenbündels 20 ein Muster 22 bildbar ist, welches Muster 22 mittels des Detektors 19 detektierbar ist. Somit können bezüglich unterschiedliche Stellungen des Verriegelungselementes 3 unterschiedliche Muster 22 bildbar sein, mittels welcher Muster 22 die einzelnen Stellungen des Verriegelungselementes 3 feststellbar sind.

Das optische Element 21 kann z.B. durch mehrere Durchbrüche im Verriegelungselement 3 ausgebildet sein, durch welche Durchbrüche ein Anteil des Strahlenbündels durchdringt, wodurch ein Muster in den Stellungen bildbar ist.

In der gezeigten Ausführungsform ist das optische Element 21 unter anderem als Unterbrecher ausgebildet, wobei mittels des Unterbrechers das emittierte Strahlenbündel 20 zumindest teilweise unterbrechbar ist, sodass nur ein Teil des Strahlenbündels 20 zum Detektor gelangt, nämlich in dem lichtdurchlässigen Anteilen.

In Fig. 8 a) bis c) ist eine weitere Ausführungsform der Positionsüberwachungseinheit 9 mit elektrisch leitfähigen Kontaktelementen 14 dargestellt, wobei mittels des Verriegelungselementes 3 in mehreren Stellungen eine leitfähige Verbindung 16 der jeweiligen Kontaktelemente 14 herstellbar ist. So kann z.B. mindestens in der Aktivstellung und der Passivstellung die leitfähige Verbindung 16 herstellbar sein.

Wie dargestellt, kann ein einziger Kontaktierungsabschnitt 15 der Kontaktelemente 14 am Verriegelungselement 3 angeordnet sein, mittels welchem Kontaktierungsabschnitt 15 in den Stellungen des Verriegelungselementes 3 die leitfähigen Verbindungen 16a, 16b einzeln herstellbar sind.

Weiters können auch mehrere Kontaktierungsabschnitte der Kontaktelemente am Verriegelungselement 3 angeordnet sein.

Unabhängig von der Ausführung der Positionsüberwachungseinheit 9 kann das Verriegelungselement 3. in zumindest eine Zwischenstellung 26 zwischen der Aktivstellung 5 und der Passivstellung 6 bewegbar sein, wobei die Zwischenstellung 26 mittels der Positionsüberwachungseinheit 9 feststellbar ist. Bei den Zwischenstellungen 26 kann vorgesehen sein, dass diese mittels zumindest einer der vorangegangen Ausführungsformen der Positionsüberwachungseinheit 9 feststellbar sind.

Wie in Fig.8 b) strichliert angedeutet, kann vorgesehen sein, dass die Zwischenstellung 26 mit einem weiteren Kontaktelement 14c ist, sodass in der Zwischenstellung 26 des Verriegelung s- elementes 3 eine zusätzliche leitfähige Verbindung 16c herstellbar ist.

Zur Feststellung der weiteren Stellungen kann auch eine weitere Positionsüberwachungseinheit 9a vorgesehen sein, wie angedeutet.

Weiters kann bei Ausbildung einer Aktorvorrichtung mit z.B. einer einzigen Zwischenstellung 26 vorgesehen sein, dass diese mittels der Positionsüberwachungseinheit 9 derart feststellbar ist, dass die Zwischenstellung 26 aufgrund des Nicht-Vorhandensein der Aktivstellung und der Passivstellung feststellbar ist. Ebenso kann diese Feststellmethode bezüglich der Aktivstellung angewandt werden, wodurch die Zwischenstellung und die Passivstellung mittels der vorangegangen Ausführungsformen feststellbar sind und die Aktivstellung durch deren Abwesenheit feststellbar ist, usw. Auch eine Kombination der beschriebenen Ausführungen der Positionsüberwachungseinheit 9 zur Feststellung mehrerer Stellungen kann vorgesehen sein. Die in Fig.9 dargestellte Ausführungsform der Positionsüberwachungseinheit 9 umfasst eine berührungslose Sensorik 23, insbesondere eine kapazitive oder induktive Sensorik, wobei ein messbarer Parameter der berührungslosen Sensorik 23 mittels des Verriegelungselementes 3 in seinen Stellungen änderbar ist. Beispielsweise kann sich eine Kapazität mittels der Verstellung des Verriegelungselementes 3 ändern, wodurch die Stellung mittels der Sensorik 23 der Positionsüberwachungseinheit 9 feststellbar ist.

Als mögliches Beispiel kann das Element 10 der Positionsüberwachungseinheit 9 an dem Verriegelungselement als metallische Schicht ausgebildet sein und die Sensorik 23 einen kapazitiven oder induktiven Sensor umfassen.

Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass ein Magnet 31 an das Verriegelungselement gekoppelt ist, wie in Fig. 9 strichliert angedeutet ist, insbesondere ein Permanentmagnet und die Lage des Magneten mittels der Positionsüberwachungseinheit feststellbar ist. Weiters kann auch mittels eines Magneten ein zuvor beschriebenes Schaltelement bezüglich der Stellungen betätigbar sein, sodass dieses z.B. zwischen der Schaltstellung und der Ruhestellung einer Position des Magneten folgt. Zur Detektion des Magneten 31 kann die Sensorik (bzw. die berührungslose Sensorik 23) bevorzugt zumindest einen Hall-Sensor umfassen. Mittels eines Hall- Sensors (bzw. auch Gradienten-Hall-Sensor) kann auch die Distanz des Magneten zur Sensorik ermittelt werden, wodurch auch die Detektion einer Zwischenstellung bzw. auch eines Ermüdungsverhalten des Formgedächtniselementes bestimmt werden kann, wenn z.B. die Passivstellung nur mehr teilweise erreicht wird. Der messbare Parameter der Sensorik kann somit durch das Magnetfeld bzw. einer magnetischen Flussdichte gebildet sein.

In Fig. 10 ist eine weitere Ausführungsform der Positionsüberwachungseinheit 9 dargestellt, wobei die Positionsüberwachungseinheit 9 eine Kulisse 24 und einen Mitnehmer 25 umfasst, wobei der Mitnehmer 25 entlang der Kulisse 24 relativ zu den Stellungen des Verriegelungselementes 3 verstellbar ist. Je nach Anordnung des Mitnehmers 25 und der Kulisse 24 kann eines der beiden Elemente am Verriegelungselement ausgebildet sein.

Wie dargestellt, kann mittels des Mitnehmers 25 und der Kulisse 24 ein Schaltelement 11 betätigbar sein, bzw. kann das Schaltelement 11 selbst die Kulisse 24 oder den Mitnehmer 25 aufweisen. Das Schaltelement 11 kann wiederum zwischen einer Schaltstellung 12 und einer Ruhestellung 13 mittels des Verriegelungselementes 3 verstellbar sein. Wie strichliert angedeutet, kann mittels der Kulissenanordnung eine weitere Stellung 30 des Schaltelementes 11 vorgesehen sein, wobei mittels der weiteren Stellung 30 eine Zwischenstellung 26 des Verriegelungselementes 3 feststellbar ist.

In den Figuren 3 bis 10 sind weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform der Positionsüberwachungseinheit gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Figuren verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Figuren hingewiesen bzw. Bezug genommen.

Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt.

Der Schutzbereich ist durch die Ansprüche bestimmt. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind jedoch zur Auslegung der Ansprüche heranzuziehen. Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen können für sich eigenständige erfinderische Lösungen darstellen. Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.

Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus Elemente teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.

Bezugszeichenaufstellung

Aktorvorrichtung Aktorgehäuse

V erriegelung selement Formgedächtniselement Aktivstellung Passivstellung

Aktivierung seinheit Rückstellelement

Positionsüberwachungseinheit Element

Schaltelement Schaltstellung

Ruhestellung Kontaktelement

Kontaktierungsabschnitt leitfähige Verbindung optische Vorrichtung Sender

Detektor

Strahlenbündel optisches Element Muster berührungslose Sensorik Kulisse

Mitnehmer

Zwischenstellung

Platine

Recheneinheit

V erriegelung seinheit weitere Stellung Magnet