Thermoelastische Energiewandlungsvorrichtung und Verfahren zum Steuern und/oder Regeln einer thermoelastischen Energiewandlungsvorrichtung

Die vorliegende Offenbarung betrifft eine thermoelastische Energiewandlungsvorrichtung zum Erwärmen und Abkühlen eines Übertragungsmediums, beispielsweise einer Flüssigkeit oder eines Gases. Die vorliegende Offenbarung betrifft ferner ein Verfahren zum Steuern und/oder Regeln einer solchen thermoelastischen Energiewandlungsvorrichtung.

In bekannten elastokalorischen Wärmekältemaschinen wird ein Element aus einer Formgedächtnislegierung (eng. shape memory alloy; abgekürzt: SMA) zyklisch gedehnt und entspannt und durch diese Formänderung eine Phasenumwandlung erzeugt, die wiederum zur Temperaturänderung führt, die entsprechend genutzt wird, um eine Wärme-bzw. Kältekraftmaschine darzustellen. Analog wird das SMA-Element auch gestaucht und entspannt. Bei dem Phasenübergang handelt es sich üblicherweise um eine Kristallgitterumwandlung zwischen einer Hochtemperaturphase (Austenit) und einer Niedrigtemperaturphase (Martensit), so dass bei dem Phasenübergang eine Temperaturänderung des Materials hervorgerufen wird.

Es ist wünschenswert ein Verfahren zum Betreiben einer thermoelastischen Energiewandlungsvorrichtung anzugeben, welches die Lebensdauer einer solchen thermoelastischen Energiewandlungsvorrichtung erhöht.

Diese Aufgabe wird durch die thermoelastische Energiewandlungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie das Verfahren zum Steuern und/oder Regeln der thermoelastischen Energiewandlungsvorrichtung gemäß Anspruch 4 gelöst.

Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Gemäß einer Ausführungsform umfasst eine thermoelastische Energiewandlungsvorrichtung zum Erwärmen und Abkühlen eines Übertragungsmediums ein Gehäuse zur Aufnahme des Übertragungsmediums. In dem Gehäuse der thermoelastischen Energiewandlungsvorrichtung ist mindestens eine Wandlungseinrichtung angeordnet. Die mindestens eine Wandlungseinrichtung weist in einer Erstreckungsrichtung mindestens ein SMA- Element auf, welches mit dem Übertragungsmedium thermisch gekoppelt ist. Die thermoelastische Energiewandlungsvorrichtung umfasst weiterhin eine Beaufschlagungsvorrichtung mit einem Antrieb, um das mindestens eine SMA- Elemente mit einem temperaturabhängigen Kraftverlauf zu belasten. Die Beaufschlagungsvorrichtung wird von einer Steuerungsvorrichtung derart gesteuert und/oder geregelt, sodass die Beaufschlagungsvorrichtung die Wandlungseinrichtung bezüglich ihrer Be- und Entlastung steuert und/oder regelt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Steuervorrichtung einen Antrieb auf. Der Antrieb ist ausgebildet, um die Beaufschlagungsvorrichtung so anzusteuern, dass die Wandlungseinrichtung temperaturabhängig angesteuert wird, sodass die SMA-Elemente der Wandlungseinrichtung zyklisch be- und entlastet werden und sich dadurch zyklisch erwärmen bzw. abkühlen.

Die Steuervorrichtung weist weiterhin eine Kraftauskopplung auf. Mit der Kraftauskopplung wird mechanische Energie, die der Beaufschlagungsvorrichtung von der Wandlungseinrichtung zugeführt wird, aus der Energiewandlungsvorrichtung ausgekoppelt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Beaufschlagungseinrichtung einen in dem Gehäuse beweglichen Schlitten auf, der mit einem der Enden des mindestens einen SMA-Elements verbunden ist. So wird bei einer zyklischen translatorischen Bewegung des Schlittens in Erstreckungsrichtung eine zyklische Be- und Entlastung des mindestens einen SMA-Elements der Wandlungseinrichtung erreicht. Alternativ wird so bei einer thermischen Beaufschlagung des mindestens einen SMA-Elements der Wandlereinrichtung eine zyklische translatorische Bewegung des Schlittens in Erstreckungsrichtung erreicht.

Gemäß einer Ausführungsform weist das Verfahren zum Steuern und/oder Regeln einer thermoelastischen Energiewandlungsvorrichtung folgende Schritte auf:

Es wird mindestens einer der folgenden Systemzustände ermittelt:

- Eine Temperatur von mindestens einem Übertragungsmedium der Energiewandlungsvorrichtung

- Eine Temperatur von mindestens einem SMA-Element der Energiewandlungsvorrichtung

- Einem elektrischen Widerstand des mindestens einen SMA-Elements

Weiterhin wird eine maximale Wegamplitude, die in einer Beaufschlagungsvorrichtung der Energiewandlungsvorrichtung verwendet wird, ermittelt. Die ermittelte maximale Wegamplitude ist dabei abhängig von dem mindestens einen Systemzustand.

Ausgehend davon wird ein Antrieb der Beaufschlagungsvorrichtung gesteuert und/oder geregelt, sodass das SMA-Element um eine Weglänge gedehnt wird. Die Weglänge um die das SMA-Element gedehnt wird ist kleiner gleich der maximalen Wegamplitude.

Gemäß einer Ausführungsform wird die Temperatur des mindestens einen Übertragungsmediums der Energiewandlungsvorrichtung ermittelt indem die Temperatur des Übertragungsmediums gemessen und/oder berechnet wird. Bei einer Vielzahl von Übertragungsmedien wird entweder die Temperatur eines einzelnen Übertragungsmediums gemessen und/oder berechnet oder die Temperatur aller Übertragungsmedien wird gemessen und/oder berechnet.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Temperatur des mindestens einen SMA-Elements der Energiewandlungsvorrichtung ermittelt indem die Temperatur des SMA-Elements gemessen und/oder berechnet wird. Bei einer Vielzahl von SMA-Elementen wird entweder die Temperatur eines einzelnen SMA- Elements gemessen und/oder berechnet oder die Temperatur aller SMA-Elemente wird gemessen und/oder berechnet.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der elektrische Widerstand des mindestens einen SMA-Elements der Energiewandlungsvorrichtung ermittelt indem der elektrische Widerstand des SMA-Elements gemessen wird. Bei einer Vielzahl von SMA-Elementen wird entweder der elektrische Widerstand eines einzelnen SMA-Elements gemessen oder der elektrische Widerstand aller SMA- Elemente wird gemessen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der elektrische Widerstand der SMA- Elemente bei einer Vielzahl von SMA-Elementen über eine Reihenschaltung gemessen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der elektrische Widerstand der SMA- Elemente bei einer Vielzahl von SMA-Elementen über eine Parallelschaltung gemessen.

Anhand des elektrischen Widerstandes des SMA-Elements lassen sich Rückschlüsse auf den Grad der Phasenumwandlung des SMA-Elements ziehen.

Durch ein solches Verfahren wird vermieden, dass die Dehnung und Stauchung des SMA-Elements konstant und unabhängig von der Temperatur des Übertragungsmediums bzw. SMA-Elements ist.

Es gibt eine Temperatur T_D, ab der die Phasenumwandlung nicht mehr durch eine Formänderung erfolgen kann. Dies würde zu Problemen im Betrieb oder auch im Ruhezustand führen, wenn die Temperatur T_D überschritten wird. Ab dieser Temperatur T_D kann es zu ungewollten plastischen Verformungen des SMA- Elements kommen, die erstens irreversibel sein können und zum anderen zu einer Schädigung des SMA-Elements führen können, die später zu einem Ausfall, wie z.B. einem Bruch, einem Riss, etc. führt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird ein Betriebszustand der Energiewandlungsvorrichtung ermittelt. Wenn der Betriebszustand als abgeschaltet ermittelt ist, dann wird die Beaufschlagungsvorrichtung derart angesteuert, sodass das SMA-E lern ent der Energiewandlungsvorrichtung entspannt wird. Abgeschaltet bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der Antrieb, der die Beaufschlagungsvorrichtung antreibt z.B. stromlos ist.

Durch die zusätzliche Regelbarkeit der Leistung und des Wirkungsgrads in Abhängigkeit der Temperatur steigt die Lebensdauer an.

Zudem bietet das Verfahren zum Steuern und/oder Regeln der thermoelastische Energiewandlungsvorrichtung in kritischen Temperaturbereichen eine Schutzfunktion.

Gemäß Ausführungsformen ist das Verfahren ausgebildet zum Steuern und/oder Regeln einer hier beschriebenen Energiewandlungsvorrichtung. Merkmale und Vorteile der Energiewandlungsvorrichtung gelten auch für das Verfahren und umgekehrt.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Figuren näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 ein Ausführungsbeispiel einer thermoelastischen Energiewandlungsvorrichtung in einer schematischen Ansicht,

Figur 2 ein Ausführungsbeispiel einer thermoelastischen Energiewandlungsvorrichtung in einer alternativen schematischen Ansicht, Figur 3 schematische Darstellungen eines Kreisprozesses zur Wärme- und Kältegenerierung durch einen Phasenübergang anhand eines diskontinuierlichen Prozesses,

Figur 4 schematische Darstellungen eines Kreisprozesses einer Wärme- Kraft-Kopplung.

Elemente gleicher Konstruktion und Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

Figur 1 zeigt in einer schematischen Ansicht eine thermoelastische Energiewandlungsvorrichtung 10 zum Erwärmen und Abkühlen eines Übertragungsmediums 30. Die thermoelastische Energiewandlungsvorrichtung 10 umfasst ein Gehäuse 17 zur Aufnahme des Übertragungsmediums 30. In dem Gehäuse 17 der thermoelastischen Energiewandlungsvorrichtung 10 ist mindestens eine Wandlungseinrichtung 11 angeordnet. Die mindestens eine Wandlungseinrichtung 11 weist in einer Erstreckungsrichtung E mindestens ein SMA-Element 20 auf, welches mit dem Übertragungsmedium 30 thermisch gekoppelt ist.

Die thermoelastische Energiewandlungsvorrichtung 10 umfasst weiterhin eine Beaufschlagungsvorrichtung 12 mit einem Antrieb 40, um das mindestens eine SMA-Elemente 20 mit einem temperaturabhängigen Kraftverlauf zu belasten. Durch die Belastung wird das SMA-Element 20 um eine Weglänge L gedehnt. Die Weglänge L ist maximal so groß wie die maximale Wegamplitude W_max.

Die Beaufschlagungsvorrichtung 12 wird im Betrieb von einer Steuerungsvorrichtung 13 derart gesteuert und/oder geregelt, sodass die Beaufschlagungsvorrichtung 12 die Wandlungseinrichtung 11 bezüglich ihrer Be- und Entlastung steuert und/oder regelt.

Die Steuervorrichtung 13 weist weiterhin eine Kraftauskopplung auf, die beispielsweise mittels des Antriebs 40 realisiert ist. Mit der Kraftauskopplung wird mechanische Energie, die der Beaufschlagungsvorrichtung 12 von der Wandlungseinrichtung 11 zugeführt wird, aus der Energiewandlungsvorrichtung 10 ausgekoppelt.

Durch das Ausüben einer Zugkraft auf die SMA-Elemente 20 der Wandlungseinrichtung 11 erwärmen sich diese, während das Entlasten der Wandlungseinrichtung 11 eine Aufnahme von Wärme aus der Umgebung bewirkt. Mithilfe eines Antriebs 40 wird der Schlitten 15 gemäß einem vorgegebenen Bewegungsprofil hin- und her bewegt. Das Bewegungsprofil wird beispielsweise durch die maximale Wegamplitude W_max der Beaufschlagungsvorrichtung 12 vorgegeben.

Die SMA-Elemente 20 der Wandlungseinrichtung 11 sind vorzugsweise in einer Stellung des Schlittens 15 entspannt bzw. lediglich mit einer jeweils eingestellten Vorspannung belastet. Durch Verschieben des Schlittens 15 in die Erstreckungsrichtung E der SMA-Elemente 20 der Wandlungseinrichtung 11 werden diese wechselseitig belastet und entlastet, insbesondere gedehnt und gestaucht (bzw. entlastet) werden. Der Schlitten 15 wird vorzugsweise in Erstreckungsrichtung E verschoben, um eine Biegebelastung auf die SMA- Elemente 20 zu vermeiden, die zu einer verstärkten Materialermüdung führen kann.

Die thermoelastische Energiewandlungsvorrichtung 10 kann alternativ z.B. zwei Wandlungseinrichtungen 11 umfassen (nicht dargestellt in den Figuren). So können sich durch das Ausüben einer Zugkraft auf die SMA-Elemente 20 einer der Wandlungseinrichtungen 11 die SMA-Elemente 20 erwärmen, während das Entlasten der SMA-Elemente 20 der anderen Wandlungseinrichtungen 11 eine Aufnahme von Wärme aus der Umgebung bewirkt.

Die Vorrichtung kann generell für die Wärme- und Kältegenerierung oder für eine Wärme-Kraft-Kopplung zur Umwandlung von thermischen Potenzialunterschieden in mechanische Energie verwendet werden. Das Material der SMA-Elemente 20 kann eine Formgedächtnislegierung, wie z.B. Nickel-Titan enthalten und so durch einen Phasenübergang, d.h. eine Umwandlung der Gitterstruktur, bei elastischer Verspannung oder Entspannung, latente Wärme freisetzen oder aufnehmen. Üblicherweise wandelt sich bei Formgedächtnislegierungen, die unter Krafteinwirkung einer mechanischen Verformung ausgesetzt werden, eine austenitische Materialstruktur in eine martensitische Materialstruktur um und gibt dabei Wärme ab. Wird das Material entlastet, so nimmt dieses aufgrund der elastischen Verformung die ursprüngliche Form wieder ein, wobei sich die martensitische Materialstruktur in eine austenitische Materialstruktur zurückwandelt und dabei Wärme aus der Umgebung aufnimmt. Auch andere Materialien, die eine entsprechende reversible thermische Veränderung in Reaktion auf ein angelegtes mechanisches Spannungsfeld zeigen, können für die thermoelastischen Elemente verwendet werden.

Eine Ausführungsform bei der die variable Wegamplitude W_max beispielhaft zum Einsatz kommt, ist eine Spindel, die von einem elektrischen Motor angetrieben wird. Die Drehbewegung des Motors wird in einen variablen Weg umgewandelt. Der Motor wird entweder winkelgesteuert oder der Spindelhub wird gemessen und damit ein variabler Hub des Antriebs eingestellt bzw. geregelt. Zweckmäßigerweise ist der elektrische Antrieb so konfiguriert, dass bei dem Entspannungshub die mechanische Energie in elektrische Energie rekuperiert wird und somit im System verbleibt.

Bei dem Antrieb über ein Spindel-Motor System ist die Möglichkeit das Antriebssystem gleichzeitig für belastete und unbelastete SMA-Elemente 20 zu verwenden also mechanisch zu koppeln. Alternativ kann für den belasteten Teil und den unbelasteten Teil der SMA-Elemente 20 ein eigener Antrieb 40 verwendet werden.

Um die thermoelastische Energiewandlungsvorrichtung in optimaler Weise zu nutzen wird ein Verfahren zum Steuern und/oder Regeln der thermoelastischen Energiewandlungsvorrichtung 10 mit folgenden Schritten angewandt. Zuerst wird mindestens einer der folgenden Systemzustände ermittelt: - Eine Temperatur des mindestens einen Übertragungsmediums 30 der Energiewandlungsvorrichtung 10

- Eine Temperatur des mindestens einen SMA-Elements 20 der Energiewandlungsvorrichtung 10

- Einem elektrischen Widerstand des mindestens einen SMA-Elements 20.

Weiterhin wird die maximale Wegamplitude W_max, die in einer Beaufschlagungsvorrichtung 12 der Energiewandlungsvorrichtung 10 verwendet wird, ermittelt. Die ermittelte maximale Wegamplitude W_max ist dabei abhängig von dem mindestens einen Systemzustand. Ausgehend davon wir der Antrieb 40 der Beaufschlagungsvorrichtung 12 gesteuert und/oder geregelt, sodass das SMA-Element 20 um eine Weglänge L gedehnt wird.

Die Weglänge L um die das SMA-Element 20 gedehnt wird ist kleiner gleich der maximalen Wegamplitude W_max.

Gemäß des Verfahrens zum Steuern und/oder Regeln der thermoelastischen Energiewandlungsvorrichtung 10 können Formgedächtnislegierungen, die im superelastischen Bereich in ihrer Form verändert werden, temperaturabhängig gedehnt werden. D. h. die maximale Wegamplitude W_max ist variabel in Abhängigkeit der Temperatur des Übertragungsmediums 30 und/oder des SMA- Elements 20, um eine kritische Belastung zu verhindern oder zumindest zu verringern. Solch eine Belastung kann zu einer Schädigung des SMA-Elements führen, die später zu einem Ausfall, wie z.B. einem Bruch, einem Riss, oder dergleichen führt.

Die Temperatur des mindestens einen Übertragungsmediums 30 der Energiewandlungsvorrichtung 10 wird ermittelt indem die Temperatur des Übertragungsmediums 30 gemessen und/oder berechnet wird. Bei einer Vielzahl von Übertragungsmedien 30 kann entweder die Temperatur eines einzelnen Übertragungsmediums 30 gemessen und/oder berechnet werden oder die Temperatur aller Übertragungsmedien 30 wird gemessen und/oder berechnet. Da das Übertragungsmedium 30 mit dem SMA-Element thermisch gekoppelt ist, lässt sich so auf die Temperatur des SMA-Elements schließen.

Die Temperatur des mindestens einen SMA-Elements 20 der Energiewandlungsvorrichtung 10 wird ermittelt indem die Temperatur des SMA- Elements 20 gemessen und/oder berechnet wird. Bei einer Vielzahl von SMA- Elementen 20 wird entweder die Temperatur eines einzelnen SMA-Elements gemessen und/oder berechnet oder die Temperatur aller SMA-Elemente 20 wird gemessen und/oder berechnet.

Der elektrische Widerstand des mindestens einen SMA-Elements 20 der Energiewandlungsvorrichtung 10 wird ermittelt indem der elektrische Widerstand des SMA-Elements 20 gemessen wird. Bei einer Vielzahl von SMA-Elementen 20 wird entweder der elektrische Widerstand eines einzelnen SMA-Elements 20 gemessen oder der elektrische Widerstand aller SMA-Elemente 20 wird gemessen. Die Messung wird entweder über die in Reihe oder parallel geschalteten elektrischen Widerstände der SMA-Elemente 20 gemessen.

Der gemessene elektrische Widerstand des SMA-Elements 20 ist eine Führungsgröße der Phasenumwandlung des SMA-Elements 20. Regelmäßige wiederholte Widerstandsmessungen der SMA-Elemente 20 oder -Bündel können in Verbindung mit der dann aktuellen gemessenen Temperatur genutzt werden, um über Langzeitaufschreibung Veränderungen und Verschleiß des SMA- Elements 20 frühzeitig zu erkennen, da sich der Widerstand in Abhängigkeit der relativen Phasenanteile im Material ändert.

Dementsprechend kann dann eine Anpassung der Betriebsstrategie erfolgen und z.B. die maximale Wegamplitude eingeschränkt werden.

Ein weiterer Aspekt ist, dass im Ruhezustand der thermoelastischen Energiewandlungsvorrichtung 10, die SMA-Elemente 20 in einen definierten entspannten Zustand versetzt werden. Z.B. bei Maschinenkonzepten, die einen Phasenübergang durch Komprimierung der SMA -Elemente 20 erzeugen, heißt dieser Ruhezustand, dass die SMA-Elemente 20 teil- oder unkomprimiert sind. Bei Maschinenkonzepten die einen Phasenübergang durch Dehnung erzeugen, heißt dieser Ruhezustand, dass die SMA-Elemente 20 teil- oder ungedehnt sind. Analog gilt dies für Torsion und Biegung.

Hierzu wird ein Betriebszustand der thermoelastischen Energiewandlungsvorrichtung 10 ermittelt. Wenn der Betriebszustand als abgeschaltet ermittelt ist, dann wird die Beaufschlagungsvorrichtung 12 derart angesteuert, sodass das SMA-Element 20 der Energiewandlungsvorrichtung 10 entspannt wird. Abgeschaltet bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der Antrieb 40, der die Beaufschlagungsvorrichtung 12 antreibt z.B. stromlos ist.

Dadurch wird verhindert, dass ein SMA-Element 20, welches sich im gespannten Zustand befindet durch eine Temperaturerhöhung nahe oder über T_D geschädigt wird. Dies kann beispielsweise in einem Kraftfahrzeug durch Sonneneinstrahlung geschehen.

Ein weiterer regelungs- bzw. und steuerungstechnischer Aspekt ist der Folgende: wenn die maximale Wegamplitude W_max des SMA-Elements 20 eingeschränkt werden muss und oder damit die

Temperaturänderung durch die Phasenumwandlung geringer ausfällt, geht automatisch auch die abgegebene Leistung der Wärme/Kältemaschine zurück. Dies kann teilweise oder vollständig kompensiert werden, indem die Zykluszeit der Maschine entsprechend reduziert wird. Die Zykluszeit ist der Zeitraum, der sich ergibt zwischen Dehnen und Entspannen bzw. Stauchen und Entspannen und der damit einhergehenden zweifachen Phasenumwandlung des SMA Materials 20.

Figur 2 zeigt wie auch Figur 1 eine thermoelastische Energiewandlungsvorrichtung 10 zum Erwärmen und Abkühlen eines Übertragungsmediums 30 in einer alternativen schematischen Ansicht. Auf eine wiederholte Beschreibung der Energiewandlungsvorrichtung 10 wird an dieser Stelle verzichtet. Figur 3 und Figur 4 zeigen einen adiabatischen Kreisprozess für die Wärme- und Kältegenerierung bzw. einen adiabatischen Kreisprozess für eine Wärme-Kraft- Kopplung

In Figur 3 ist ein adiabatischer Kreisprozess für die Wärme- und Kältegenerierung durch einen Phasenübergang eines SMA-Elements 20 in einem diskontinuierlichen Prozess dargestellt. Ausgehend von einer Phase P1 , in der das SMA-Element 20 eine Temperatur T1 hat, wird bei einer adiabatischen elastischen Verformung des SMA-Elements 20 (die elastische Spannung £ nimmt zu) latente Wärme frei, so dass sich das SMA-Element 20 auf eine Temperatur T2 erwärmt. In einer Phase P2 wird bei gleichbleibender Deformation die freigewordene Wärme über eine Wärmesenke abgeleitet, so dass die Temperatur des SMA- Elements 20 auf eine Temperatur T3 abnimmt. In einer Phase P3 wird das SMA- Element 20 wieder adiabatisch entspannt (£ nimmt ab) und nimmt dabei latente Wärme auf, so dass dessen Temperatur abnimmt und nach dem Entspannungsprozess eine Temperatur T4 erreicht wird, wie in der Phase P4 verdeutlicht ist. Durch Aufnahme von Wärme von einer Wärmequelle wird die Temperatur des SMA-Elements 20 wieder auf die Ausgangstemperatur T1 für den Prozess der Phase P1 erhöht.

In Figur 4 ist ein adiabatischer Kreisprozess für eine Wärme-Kraft-Kopplung durch einen Phasenübergang eines SMA-Elements 20 in einem diskontinuierlichen Prozess dargestellt. Ausgehend von einer Phase K1 , in der das SMA-Element 20 von einer Temperatur T 1 auf eine Temperatur T2 in langer Konfiguration, gleichbleibender Dehnung £2, aufgeheizt wird, findet eine Anspannung des SMA- Elements 20 statt. In einer Phase K2 transformiert das SMA-Element 20 von Martensit (lang) zu Austenit (kurz) mit Dehnungsänderung s1zu s2und übt eine mechanische Kraft auf die Beaufschlagungsvorrichtung 12 aus. In Phase K3 kühlt das Material von T2 in kurzer Konfiguration £1 auf T1 ab und transformiert vom Austenit in den Martensit. In K4 wird das Material bei gleichbleibender Temperatur T1 von £1 zu £2 durch die Beaufschlagungsvorrichtung 12 langgezogen. Die benötigte Kraft ist wesentlich geringer als in K2 an die Beaufschlagungsvorrichtung 12 abgegeben wird. Es ist thermodynamisch sinnvoll zwischen den Belastungs- und Entlastungsphasen Haltephasen vorzusehen, die einen konstanten Belastungsverlauf oder einen Belastungsverlauf mit einem Gradienten, der betragsmäßig sehr gering ist und im Wesentlichen keinen Beitrag zur Wärme oder Kältegenerierung leistet. Mit anderen Worten soll in den Haltephasen der Belastungsverlauf so reduziert sein, dass die Wärmeabgabe von in der vorangehenden Belastungsphase generierten Wärme oder die Wärmeaufnahme von in der vorangehenden Entlastungsphase ohne zusätzliche kalorische Effekte bewirkt werden. Die Haltephase kann entsprechend kurz sein, wenn die vorangegangene Be- und Entlastung so langsam war, dass die Energie aus den latenten Wärmen von dem Medium direkt ohne nennenswerte Verzögerung abgegeben wird. Dies ist insbesondere für isotherm-adiabate Prozesse vorteilhaft.

Die thermoelastische Energiewandlungsvorrichtung 10 und das Verfahren eine solche thermoelastische Energiewandlungsvorrichtung 10 zu steuern und/oder zu regeln kann in vorteilhafterweise unteranderem im Automobilbereich eingesetzt werden. Durch das Verfahren können negative Effekte auf die Lebensdauer minimiert werden. Temperaturänderungen, welche durch äußere Einflüsse, wie z.B. Sonneneinstrahlung auf ein parkendes Kraftfahrzeug entstehen, können besser berücksichtigt werden. So wird verhindert, dass oberhalb einer kritischen Temperatur die SMA-Elemente 20 überhitzen und beschädigt werden, weil das SMA-Element 20 bereits eine Phasenumwandlung durchgeführt hat und nicht mehr entspannt ist. Auf der anderen Seite kann berücksichtigt werden, dass unterhalb einer kritischen Temperatur keine Phasenumwandlung stattfindet und die Vorrichtung nicht betriebsbereit ist. Dem kann entgegengewirkt werden in dem die Vorrichtung vorgeglüht wird, wie es z.B. bei Dieselmotoren der Fall ist. Bezugszeichenliste

10 Thermoelastische Energiewandlungsvornchtung

11 Wandlungseinrichtung

12 Beaufschlagungsvorrichtung

13 Steuerungsvorrichtung

15 Schlitten

17 Gehäuse

20 SMA-Element

30 Übertragungsmedium

40 Antrieb

E Erstreckungsrichtung

W_max maximalen Wegamplitude

L Weglänge