WO2007144277A1

WO2007144277A1 - Festkörperaktor-antriebsvorrichtungs-steuereinrichtung, verfahren zum antreiben einer festkörperaktor-antriebs-vorrichtung bzw. festkörperaktor-antriebsvorrichtung

Info

Publication number: WO2007144277A1
Application number: PCT/EP2007/055416
Authority: WO
Inventors: Joachim Heinzl; Helmar Liess; Bernhard Gottlieb; Andreas Kappel; Tim Schwebel; Carsten Wallenhauer
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 2006-06-13
Filing date: 2007-06-01
Publication date: 2007-12-21
Anticipated expiration: 2008-12-13
Also published as: DE102006027408A1; EP2027610A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Festkörpe- raktor-Antriebsvorrichtung mit einer Festkörperaktor- Antriebsvorrichtungs-Steuereinrichtung mit einem ersten Anschluss (13) zum Ansteuern eines ersten Festkörperaktors (1), einem zweiten Anschluss (14) zum Ansteuern eines weiteren Festkörperaktors (1*) und einer Steuerschaltung (10) zum Laden und Entladen der Festkörperaktoren (1, 1*) derart, dass diese eine Welle (4), welche in einer kreisförmigen Antriebskörperöffnung (5) eines Antriebskörpers (3) gelagert ist, an- treiben, wobei die Steuerschaltung (10) geschaltet und/oder angesteuert ist zum Umladen von Ladung (Q) aus dem ersten Festkörperaktor (1) in den weiteren Festkörperaktor (1*) beim Laden des weiteren Festkörperaktors (1*).

Description

Beschreibung

Festkörperaktor-Antriebsvorrichtungs-Steuereinrichtung, Verfahren zum Antreiben einer Festkörperaktor-Antriebs- Vorrichtung bzw. Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Festkörperaktor-Antriebs- vorrichtungs-Steuereinrichtung mit den Oberbegriffliehen Merkmalen gemäß Anspruch 1, auf ein Verfahren zum Antreiben einer Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung mit den oberbegrifflichen Merkmalen gemäß Anspruch 6 bzw. auf eine Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung .

EP 1098429 Bl beschreibt eine Festkörperaktor-Antriebs- Vorrichtung in Art eines Rotationsantriebs, bei dem ein ring^¬ förmiger Antriebskörper mit Hilfe elektromechanischer Festkörperaktoren betätigt wird. Eine Welle führt durch eine An^¬ triebskörperöffnung, wobei die Welle an einer Wandung der kreisförmigen Antriebskörperöffnung reibschlüssig anliegt. Die Festkörperaktoren versetzen den Antriebskörper in eine umlaufende, translatorische Bewegung, welche eine Rotation der Welle bewirkt.

Für die Festkörperaktoren bietet sich insbesondere ein Ein- satz von in Großserie für die Einspritztechnik gefertigten und daher preisgünstig verfügbaren piezoelektrischen Viel- schichtaktoren an. Bei der dargestellten Ausführungsform stützen sich die beiden Festkörperaktoren als Linearantriebselemente mit ihrem vom Antriebskörper abgewandten Ende an ei- nem Gehäuse ab. Am entgegen gesetzten Ende sind die Festkörperaktoren mit ihren Stirnseiten mechanisch steif mit dem mechanisch steif gefertigten Antriebskörper verbunden. Daher wirken die Linearantriebselemente bei elektrischer Ansteue^¬ rung durch Vermittlung des Antriebskörpers unmittelbar auf die vom Antriebskörper umfasste Welle. Die Welle ist axial drehbar um ihre Symmetrieachse, welche senkrecht zur Zeich^¬ nungsebene verläuft, aber in keiner Raumrichtung verschiebbar im Gehäuse gelagert. Bei entsprechender elektrischer Ansteue- rung der Festkörperaktoren wird der Antriebskörper durch die Festkörperaktoren zu einer kreisförmigen Verschiebebewegung um die Welle angeregt, wobei die Oberfläche der Antriebskör^¬ peröffnung bzw. kreisförmigen Bohrung auf der zylindrischen Außenfläche der Welle abrollt und dabei eine Rotation der Welle erzeugt. Ein an der Welle angreifendes Lastdrehmoment wird über die nahezu linienförmige Kontaktzone von der Welle auf den Ring als tangential zum Wellenumfang wirkende Kraft übertragen und durch Vermittlung des mechanisch steifen An- triebskörpers über die Festkörperaktoren am ringabgewandten

Ende der Festkörperaktoren vom nur angedeutet skizzierten Gehäuse aufgenommen. Bei drehmomentstarken Rotationsantrieben müssen daher beträchtliche Drehmomente von den Festkörperaktoren auf das Gehäuse vermittelt werden. Insbesondere PMA (Piezoelectric Multilayer Aktor / piezoelektrische Viel- schichtaktoren) sind aus spröden keramischen Werkstoffen aufgebaut und daher nur sehr begrenzt in der Lage, Drehmomente, d.h. Biegekräfte zwischen dem Antriebskörper und dem Gehäuse zu vermitteln.

Schädigende Biegebeanspruchungen auf die Festkörperaktoren können reduziert werden, indem die Festkörperaktoren in radialer Richtung nach außen gerückt werden und somit der Abstand zur Wellenachse vergrößert wird, wobei die Verbindung des ringzugewandten Endes der Festkörperaktoren mit dem Antriebskörper durch mechanisch steife Verbindungsstücke sicherge^¬ stellt wird. Die Drehmomentlast berechnet sich betragsmäßig als Tangentialkraft x Hebelarmlänge. Daher müsste zur Halbie^¬ rung der Biegebeanspruchung der Festkörperaktoren ihr Abstand zur Wellenachse ungefähr verdoppelt werden. Eine Forderung nach einer kompakten Bauweise ist auf diesem Weg nicht erfüllbar. Eine weitere Lösung zum reduzieren der Biegebeanspruchungen besteht in der Verwendung von n > 2 in Umfangs- richtung gleichmäßig angeordneten Festkörperaktoren. Die Bie- gebeanspruchung jedes Festkörperaktors sinkt bei konstant ge^¬ haltenem Lastdrehmoment an der Welle proportional zu l/n. Ei^¬ ne bedeutsame Reduktion der Biegebeanspruchung ist auf diesem Wege nur durch viele Linearaktoren erreichbar, wodurch diese Lösung aus Kostengründen praktisch ausscheidet.

Bei einer Ausführungsform, die anhand Fig. 8 skizziert ist, sind schädigende Biegebeanspruchungen auf die Festkörperakto^¬ ren 1, 1*, 2, 2* reduziert. Bei dieser Ausführungsform greifen jeweils zwei einander zugeordnete Festkörperaktoren 1, 1* bzw. 2, 2* mit zueinander parallel verlaufenden Längsachsen 1 anstelle nur eines Festkörperaktors 1, 2 an jeder Seite des Antriebskörpers 3 an. Die einander zugeordneten Festkörperaktoren 1, 1*, 2, 2* sind seitlich aus einer radialen Richtung r nach außen auseinander gerückt. Bei dieser Anordnung sind insgesamt vier Festkörperaktoren 1, 2 als Antriebselemente stirnseitig mit dem Antriebskörper 3 verbunden, wobei diese Anordnung die gleichen Symmetrieeigenschaften besitzt, wie die zuvor beschriebene Anordnung. Durch den transversalen Abstand d der paarweise und symmetrisch angeordneten Festkörpe^¬ raktoren 1, 1*, 2, 2* wird das von der Welle 4 auf den Antriebskörper 3 übertragene Lastdrehmoment im Wesentlichen durch für PMA unschädliche paarweise Longitudinalkräfte in den PMA vom Antriebskörper 3 auf das Gehäuse 6 übertragen, wodurch die Biegebeanspruchung abgesenkt werden kann und somit höhere Drehmomente erreichbar werden. Laständerungen an der Welle 4 bewirken dazu proportionale Longitudinal-Kraft- änderungen in den PMA, wodurch mittels des direkten piezoelektrischen Effektes Ladungen generiert werden die in einer Elektronikschaltung erfasst und als Drehmomentinformation nutzbar gemacht werden können.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Festkörperak- tor-Antriebsvorrichtungs-Steuereinrichtung für eine Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung vorzuschlagen, welche weniger Bauraum benötigt und bei welcher geringere Biegespannungen auf deren Festkörperaktoren einwirken. Die Festkörperaktoren sollen vorzugsweise als Festkörper-Linearaktoren zum Einsatz als Linearaktoren in PMA-Bauweise ausgebildet sein. Außerdem sollen ein Verfahren zum Antreiben einer solchen Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung bzw. eine Festkörperaktor- Antriebsvorrichtung mit einer solchen Steuereinrichtung vorgeschlagen werden.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Festkörperaktor- Antriebsvorrichtungs-Steuereinrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1, durch ein Verfahren zum Antreiben einer Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung mit den Oberbegriffliehen Merkmalen gemäß Anspruch 6 bzw. durch eine Festkörperaktor- Antriebsvorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 10 ge- löst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von abhän^¬ gigen Ansprüchen.

Bevorzugt wird demgemäß eine Festkörperaktor-Antriebs- vorrichtungs-Steuereinrichtung mit einem ersten Anschluss zum Ansteuern eines ersten Festkörperaktors, einem zweiten Anschluss zum Ansteuern eines weiteren Festkörperaktors und ei^¬ ner Steuerschaltung zum Laden und Entladen der Festkörperaktoren derart, dass diese eine Welle, welche in einer kreis^¬ förmigen Antriebskörperöffnung eines Antriebskörpers gelagert ist, antreiben, wobei diese dadurch vorteilhaft wird, dass die Steuerschaltung geschaltet und/oder angesteuert ist zum Umladen von Ladung aus dem ersten Festkörperaktor in den weiteren Festkörperaktor beim Laden des weiteren Festkörperaktors. Das Umladen kann vorzugsweise direkt ohne das Zwischen- schalten einer kapazitiven Größe oder eines sonstigen La- dungs- oder Energiespeichers direkt umgesetzt werden. Prinzi^¬ piell ist eine Umladung selbst in Fällen möglich, bei denen die beiden Festkörperaktoren mit ihren Längsachsen relativ zueinander unter einem Winkel von 90° an dem Antriebskörper angeordnet sind. Selbst in einer solchen Anordnung kann vorteilhaft beim Entladen des einen der Festkörperaktoren und bei gleichzeitigem Aufladen des anderen der beiden Festkörperaktoren Ladung zumindest teilweise umgeladen werden.

Die Steuerschaltung ist bevorzugt geschaltet und/oder ange^¬ steuert auch zum Umladen von Ladung aus dem weiteren Festkörperaktor in den ersten Festkörperaktor beim Laden des ersten Festkörperaktors. Besonders vorteilhaft sind Ausführungsfor- men, bei welchen die beiden Festkörperaktoren derart am Antriebskörper angeordnet sind, dass stets während zumindest eines Teiles der Zeit eines Ladungsvorgangs eines der beiden Festkörperaktoren der andere der Festkörperaktoren entladen wird, wobei beim umgekehrten Ladungsvorgang Ladungen wieder zumindest teilweise in umgekehrter Richtung zurückgeladen werden .

Die Steuerschaltung ist vorteilhaft geschaltet und/oder ange- steuert zum zusätzlich Laden des zu ladenden Festkörperaktors aus einer Energieversorgungsquelle. Ein solches zusätzliches Laden von Ladungen aus einer Energieversorgungsquelle, welche als Spannungsquelle oder Stromquelle ausgestaltet sein kann, ist vorteilhaft, um Umladungsverluste aufgrund von mechani- sehen und elektrischen Leistungsverlusten ausgleichen zu können. Ein zusätzliches Laden aus der Energieversorgungsquelle kann auch dann vorteilhaft sein, wenn ein reines Umladen mit gegebenenfalls Ausgleich von Ladungsverlusten zu langsam ablaufen würde. Eingesetzt werden kann dabei insbesondere eine Energieversorgungsquelle, welche in üblicher Art und Weise zum Zuführen von erforderlichen Ladungen dient, um aus physikalischen Gründen nicht durch Umladung umladbare Ladungen zuzuführen .

Die Steuerschaltung ist bevorzugt geschaltet und/oder ange^¬ steuert zum gegenphasigen Ansteuern des ersten Festkörperaktors und des weiteren Festkörperaktors relativ zueinander.

Die Steuerschaltung ist vorteilhaft geschaltet und/oder ange- steuert zum Ansteuern des ersten Festkörperaktors und des weiteren Festkörperaktors mit einer Phasenverschiebung von 175° - 185° relativ zueinander, insbesondere etwa 180° Pha^¬ senverschiebung relativ zueinander.

Bevorzugt wird eigenständig ein Verfahren zum Betreiben einer Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung, bei dem mittels einer Steuereinrichtung ein erster Festkörperaktor und ein weiterer Festkörperaktor angesteuert werden, wobei die Festkörperakto- ren derart geladen und entladen werden, dass diese eine Wel^¬ le, welche in einer kreisförmigen Antriebskörperöffnung eines Antriebskörpers gelagert ist, antreiben, wobei beim Laden des weiteren Festkörperaktors Ladung aus dem ersten Festkörperak- tor in den weiteren Festkörperaktor umgeladen wird. Vorteilhaft ist, beim Laden des ersten Festkörperaktors Ladung aus dem weiteren Festkörperaktor in den ersten Festkörperaktor umzuladen. Bevorzugt wird, wenn zu ladende der Festkörperaktoren zusätzlich zum Umladen mit Ladung aus einer Energiever- sorgungsquelle geladen werden.

Der erste Festkörperaktor und der weitere Festkörperaktor werden vorzugsweise zumindest während des Umladens zueinander gegenphasig angesteuert.

Bevorzugt wird eigenständig eine Festkörperaktor-Antriebs^¬ vorrichtung mit einem Antriebskörper, mit einer kreisförmigen Antriebskörperöffnung im Antriebskörper, mit einer in die Antriebskörperöffnung zumindest hineinführenden Welle, wobei ein Wellendurchmesser der Welle kleiner als ein Öffnungsdurchmesser der Antriebskörperöffnung ist und wobei die Welle im Betrieb reibschlüssig und/oder formschlüssig an einer Wan^¬ dung der Antriebskörperöffnung anliegt, mit zumindest zwei Festkörperaktoren, welche ansteuerbar sind zum Ausdehnen und/oder zum Zusammenziehen längs ihrer Längsachse, wobei die zumindest zwei Festkörperaktoren am Antriebskörper angekoppelt oder befestigt sind, und mit einer Steuereinrichtung zum Laden und Entladen der Festkörperaktoren zum Antreiben des Antriebskörpers derart, dass durch eine Verschiebebewegung des Antriebskörpers die Welle in Rotation versetzbar ist.

Vorteilhaft ist diese Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung dadurch, dass die Steuereinrichtung eine solche Steuerschaltung aufweist und/oder die Steuereinrichtung zum Durchführen eines derartigen Verfahrens ausgebildet und/oder ansteuerbar ist.

Der erste und der weitere Festkörperaktor sind vorzugsweise auf aus Sicht der Antriebskörperöffnung zueinander gegenüber liegenden Seiten des Antriebskörpers angeordnet. Diese Anord- nung der Festkörper-Linearaktoren bietet eine Wirklinie parallel zu den Festkörperaktor-Außenflächen und in großem transversalem Abstand zur Wellenachse. Dies ermöglicht die Realisierung besonders drehmomentstarker festkörperaktori- scher Rotationsantriebe und verbessert die Fähigkeit der Drehmomenten-Detektion .

Der erste und der weitere Festkörperaktor sind bevorzugt an^¬ tiparallel zueinander angeordnet, um eine besonders einfache Ansteuerung unter Ausnutzung von Symmetrieeffekten zu ermöglichen .

Der erste und der weitere Festkörperaktor sind gemäß einer weiteren Ausführungsform optional in deren Längsrichtung von- einander beabstandet. Insbesondere weisen sie deckungsgleiche Längsachsen auf und sind in zueinander entgegen gesetzter Wirkrichtung ansteuerbar.

Zumindest einer der zumindest zwei Festkörperaktoren ist ge- maß einer weiteren Ausführungsform vorzugsweise unter einem Winkel zwischen 44° und 136° zu einer radialen Richtung der Antriebskörperöffnung am Antriebskörper ausgerichtet.

Insbesondere die antiparallele Anordnung gegenüberliegender Festkörperaktoren führt zu einer wesentlich vereinfachten effizienten Ansteuerelektronik. Da jeweils ein Festkörperaktor als Energiespeicher für den gegenüberliegenden antiparallelen Festkörperaktor verwendet wird, ist kein zusätzlicher Energiespeicher notwendig. Die Ladung wird pendelnd zwischen zwei Festkörperaktoren übertragen. Der geringere mittlere Leis- tungsfluss bei der antiparallelen Anordnung verringert die Leistungsanforderung an eine Treiberelektronik deutlich.

Allgemein ergeben sich verschiedene Vorteile. Erstens lässt sich durch die Nutzung eines Aktors als Ladungsspeicher durch die derartige Anordnung der Festkörperaktoren eine einfache und effiziente Ansteuerelektronik realisieren. Zweitens ist die Leistungsanforderung an eine Treiberelektronik gemäß ers- ter Versuch etwa um den Faktor 5 geringer. Drittens ergeben sich höhere Drehmomente durch eine tangentiale Anordnung der Antriebselemente. Viertens entstehen keine bzw. kaum noch Biegebelastungen der Antriebselemente durch angreifende Dreh- momente. Fünftens werden Antriebselemente bei einem angrei^¬ fenden Drehmoment nur noch mit Zug bzw. Druck belastet. Da^¬ durch ist eine vereinfachte und sogar richtungsabhängige Drehmomentauswertung ermöglicht. Sechstens kann je nach der Länge der Antriebselemente damit die Wellenachse der Welle größer dimensioniert werden und damit ein Antrieb mit sehr hohem Drehmoment bei kleiner Drehzahl realisiert werden. Siebtens ist eine radial kompaktere Bauform des Antriebs mög^¬ lich. Durch die Anordnung der Antriebselemente über bzw. unter dem Antriebsring resultiert eine geringer radiale Abmes- sung.

Durch verschiedene Anordnungen können die axialen und radialen Dimensionen des Antriebs je nach Anwendung verändert werden .

Ermöglicht wird insbesondere eine kompakte, d.h. eine in je^¬ der Dimension bauraumsparende Anordnung von Festkörper- Linearaktoren, die gleichzeitig die schädigende Biegebean^¬ spruchung der bevorzugt zum Einsatz als Linearaktoren kommen- den PMA minimiert. Darauf aufbauende Lösungen zur Minimierung der Biegebeanspruchung der PMA ermöglichen die Entwicklung drehmomentstarker Rotationsantriebe mittels PMA. Des Weiteren wird ein Aufbau umsetzbar, der die Anforderungen an eine Treiberschaltung wesentlich verringert und den Aufbau eines kompakten, effizienten Antriebssystems ermöglicht.

Neben Festkörperaktoren in PMA-Bauweise sind auch Ausführungen mit andersartigen Festkörperaktoren einsetzbar, beispielsweise magnetostriktive, elektrostriktive oder elektro- magnetisch wirkende Festkörperaktoren.

Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Soweit in den verschiedenen Figuren gleiche Bezugszeichen verwendet werden, werden jeweils gleiche oder gleich wirkende Komponenten bzw. Funktionen bezeichnet. Diesbezüglich wird jeweils auf die entsprechenden Ausführungen bei der Beschreibung zu auch den anderen Figuren verwiesen. Es zeigen:

Fig. 1 Komponenten einer bevorzugten Festkörper-Antriebsvorrichtung mit Festkörperaktoren in Schnittansicht sowie Komponenten einer Steuerschaltung zum Ansteu- ern der Festkörperaktoren,

Fig. 2 ein beispielhaftes Schaltungsdiagramm für eine einfach ausgelegte Steuerschaltung,

Fig. 3 ein Ersatzschaltbild zur Verdeutlichung eines Leis^¬ tungsflusses unter Ausnutzung eines Festkörperaktors als im Festkörperaktor,

Fig. 4 Simulationsergebnisse beim Einsatz einer derartigen Steuerschaltung,

Fig. 5 Anordnungen jeweils zweier Festkörperaktoren in einer parallelen bzw. antiparallelen Ausrichtung zueinander,

Fig. 6 Ladungszeit-Funktionen zu den Anordnungen gemäß Fig. 5,

Fig. 7 einen Leistungsfluss zu derartigen Anordnungen und

Fig. 8 eine Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik.

Wie aus der Schnittdarstellung gemäß Fig. 1 ersichtlich, wird bei einer bevorzugten Ausführungsform das Prinzip des vergrößerten transversalen Abstandes der Wirklinie eines Festkörpe^¬ raktors 1, 1*, 2, 2* zu einer Wellenachse z4 bzw. zu einer Antriebskörperöffnungsachse z5 auf einen Rotationsantrieb mit vier als Linearaktoren ausgebildeten Festkörperaktoren 1, 1* , 2, 2* angewendet.

Zentrale Komponente ist ein Antriebskörper 3, durch welchen eine Antriebskörperöffnung 5 führt. Besonders bevorzugt wird ein Antriebskörper 3 mit einem quaderförmigen oder quadratischen Querschnitt senkrecht zur Antriebskörperöffnungsachse z5, welche als zentrale Achse durch die Antriebskörperöffnung 5 führt. In die Antriebskörperöffnung 5 führt eine Welle 4 zumindest hinein. Vorzugsweise führt die Welle 4 vollständig durch die Antriebskörperöffnung 5 hindurch, so dass sie in Richtung ihrer Wellenachse z4 beidseitig des Antriebskörpers 3 gelagert werden kann. Die Wellenachse z4 ist in einer Be^¬ triebsstellung parallel zur Antriebskörperöffnungsachse z5 geführt, d.h. seitlich zu dieser versetzt. Der Versatz ist derart gewählt, dass die Welle 4 mit ihrem Außenumfang form^¬ schlüssig und/oder reibschlüssig an einer innenseitigen Wandung der Antriebskörperöffnung anliegt.

Die Festkörperaktoren 1, 1*, 2, 2*, welche dazu dienen, den

Antriebskörper 3 relativ zu einem Gehäuse 6 in einer Ebene x, y senkrecht zur Antriebskörperöffnungsachse z5 in eine trans^¬ latorische Bewegung zu versetzen, so dass dadurch die Welle 4 in eine Rotation um die Wellenachse z4 versetzt wird, sind bei der besonders bevorzugten Ausführungsform seitlich außerhalb des eigentlichen Antriebskörpers 3 angeordnet. Eine je^¬ weilige Längsachse 1 der Festkörperaktoren 1, 1*, 2, 2*, längs derer sich die Festkörperaktoren 1, 1*, 2, 2* ausdehnen bzw. zusammenziehen, ist dabei vorzugsweise parallel zu dem Verlauf einer benachbarten Antriebskörper-Außenwand 7 ange^¬ ordnet .

In Richtung der Längsachse 1 sind die Festkörperaktoren 1, 1*, 2, 2* in einem ersten stirnseitigen Abschnitt 9 an einem vom Antriebskörper 3 abstehenden Abschnitt 9 angekoppelt oder befestigt, um eine Kraft bzw. Bewegung des stirnseitigen Abschnitts 9 des Festkörperaktors 1, 1*, 2, 2*, auf den vom An^¬ triebskörper 3 abstehenden Abschnitt 8 zu übertragen. Eine solche Bewegung wird über den vom Antriebskörper 3 abstehenden Abschnitt 8 auf den Antriebskörper 3 übertragen. Im Bereich des dem stirnseitigen Abschnitt 9 gegenüberliegenden Endes sind die Festkörperaktoren 1, 1*, 2, 2* mit dem Gehäuse 6 verbunden, wobei in der Zeichnung lediglich schematisch Wandungsabschnitte eines solchen Gehäuses 6 skizziert sind. Dadurch, dass die beiden Festkörperaktoren 1, 1*, 2, 2* unter einem Winkel von vorzugsweise 90° relativ zueinander am Antriebskörper 3 angeordnet sind, kann dieser in die translato- rische Bewegung versetzt werden.

Verglichen mit bekannten Ausführungsformen verläuft die Längsachse 1 der Festkörperaktoren 1, 1*, 2, 2* somit nicht in einer radialen Richtung r aus Sicht der Antriebskörperöff- nungsachse z5 oder unter einem Winkel von weniger als 45° zur radialen Richtung r, sondern im Idealfall senkrecht, d. h. unter einem Winkel α von 90° zur radialen Richtung r der Antriebskörperöffnungsachse z5 bzw. gegebenenfalls auch unter einem Winkel zwischen 44° und 136° zur radialen Richtung r der Antriebskörperöffnungsachse z5.

Gegenüber einer solchen Ausführungsform sind diverse Modifikationen möglich. Beispielsweise muss der Antriebskörper 3 nicht zwingend einen quadratischen oder quaderförmigen Quer- schnitt aufweisen. Prinzipiell sind auch andere Formen, bei^¬ spielsweise ringförmige Anordnungen des Antriebskörpers mög^¬ lich. In einem solchen Fall würden die vom Antriebskörper abstehenden Abschnitte gegebenenfalls entsprechend weit in seitlicher Richtung insbesondere tangential von einer ring- förmig Außenumfangsflache des Antriebskörpers abstehen. Be^¬ vorzugter wird jedoch eine Ausführungsform, bei welcher solche vom Antriebskörper 3 abstehende Abschnitte 8 als von ei^¬ ner Antriebskörper-Außenwand 7 im Wesentlichen senkrecht ab^¬ stehende kurze Wandungen ausgebildet sind.

In jedem Fall werden Ausführungsformen besonders bevorzugt, bei welchen die Längsachse 1 der Festkörperaktoren 1, 1*, 2, 2* parallel zu der kreisförmigen Fläche der Antriebskörper- Öffnung 5 verlaufen, so dass der transversale Abstand der Wirklinie des Festkörperaktors 1, 1*, 2, 2* zur Wellenachse z4 bzw. zur Antriebskörperöffnungsachse z5 vorteilhaft maxi- miert wird.

Bei einer alternativen und besonders einfach aufgebauten Ausführungsform weist die Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung in Umfangsrichtung und mit parallel zu den Antriebskörperöff- nungs-Innenflachen der Antriebskörperöffnung 5 orientierten Wirklinien der Festkörperaktoren 1, 2 nur zwei solche

Festkörperaktoren 1, 2 auf. Durch den im Vergleich zu bekannten Ausführungsformen größeren Hebelarm kann der Antrieb mit einer L-förmigen Anordnung ein größeres Drehmoment erzeugen. Insbesondere bei Rotationsantrieben mit in Relation zur Länge der Festkörperaktoren 1, 2 vergleichbarem oder größerem Wellendurchmesser wird eine derartige Festkörperaktor- Antriebsvorrichtung relativ zu bekannten Anordnungen kompakter, d. h. bauraumsparender, da sie kleinere radiale Abmes^¬ sungen aufweist.

Fig. 1 zeigt eine zur Antriebskörperöffnung 5 tangentiale Anordnung von vier der Linearaktoren als den Festkörperaktoren 1, 1*, 2, 2* am Antriebskörper 3. Die Angriffspunkte der Festkörperaktoren 1, 1*, 2, 2* am Antriebskörper 3 sind dabei sternförmig angeordnet.

Neben der besonders bevorzugten Anordnung der Festkörperaktoren 1, 1*, 2, 2* über bzw. unter dem Antriebskörper 3 können neben den erwähnten Vorteilen weitere Bauformen realisiert werden. Diese Antriebe erfordern gegenüber den bekannten Aktoranordnungen zwar einen größeren axialen Bauraum. Im Hinblick auf radiale Abmessungen besitzen sie jedoch eine deutliche kompaktere Bauform. Je nach Einsatzort können damit die Baudimensionen nach Bedarf gewählt werden.

Nach dem Aufbau gemäß Fig. 1 wird ein gegenüber bekannten Ausführungsformen geändertes Ansteuerungsschema für die Festkörperaktoren 1, 1*, 2, 2* bevorzugt. Gegenüberliegende Aktoren werden gegenphasig angesteuert. Da jeweils einer der Festkörperaktoren 1, 1*, 2, 2* als Ladungsspeicher für den gegenüberliegenden Festkörperaktoren 1*, 1, 2*, 2 dient, wird die Entwicklung einer effizienten Ansteuerelektronik wesent- lieh vereinfacht. Durch eine geeignete Ansteuerschaltung muss lediglich die abgegebene mechanische Leistung und die Ver^¬ lustleistung einer Ladungspumpe ausgeglichen werden.

Die Steuereinrichtung für eine solche Festkörperaktor- Antriebsvorrichtung umfasst insbesondere eine Steuerschaltung 10 mit zwei Ladungspumpen 11, 12 zum Umladen von Ladungen ΔQ zwischen jeweils einem Paar der Festkörperaktoren 1, 1* bzw. 2, 2*. Eine Steuerung C in Form beispielsweise eines internen oder externen Prozessors oder auch in Form fest verdrahteter Schaltungskomponenten steuert die beiden Ladungspumpen 11, 12 entsprechend an. Vorzugsweise übernimmt die Steuerung C auch sonstige Funktionen zum Antreiben der Festkörperaktoren 1, 1*, 2, 2*, um die Welle 4 in einen gewünschten Rotationszustand oder Stillstand zu versetzen. Eine Spannungsquelle V dient dazu, zusätzliche Ladungen zu den Ladungspumpen 11, 12 zuzuführen, da durch das Umladen in der Regel nicht ausreichend Ladungen von einem Festkörperaktor 1* zu dem anderen Festkörperaktor 1 eines der Festkörperaktoren-Paare 1, 1* um^¬ ladbar sind. Die beiden Festkörperaktor-Paare aus jeweils zwei einander zugeordneten Festkörperaktoren 1, 1* bzw. 2, 2* sind vorzugsweise antiparallel zueinander angeordnet.

Anhand Fig. 1 bis 4 ist ein Simulationsergebnis für ein mög^¬ liches Ausführungsbeispiel einer geeigneten Elektronik für zwei einander gegenüberliegend angeordnete Festkörperaktoren, wie sie gemäß Fig. 1 einsetzbar sind, dokumentiert. Fig. 2 zeigt lediglich eine einfache Simulationsschaltung. Die Festkörperaktoren sind idealisiert durch Kapazitäten in Form von symbolisch skizzierten Kondensatoren 1 und 1* nachgebil- det . Ein Vorgabesignal, das an den durch die Kondensatoren 1 und 1* skizzierten Festkörperaktoren nachgebildet werden soll, wird durch eine Spannungsquelle V4 generiert. Das Vor^¬ gabesignal von der Quelle V4 soll am ersten Festkörperaktor 1 ohne Phasenverschiebung und am Aktor 1* gegenphasig nachgebildet werden. Eine spannungsgeregelte getaktete Ladungspum^¬ pe, bestehend aus einer Taktquelle Vl, spannungsgesteuerten Schaltern Sl, S2, S3 und S4, Ladeinduktivitäten Ll und L2, einem Koppelkondensator C3, Kondensatoren C4 und C5 sowie Dioden Dl, D2, D3 und D4, überträgt geregelt durch weitere Schalter S5, S6 sowie S3 und S4 Ladung von jeweils einem Festkörperaktor bzw. Kondensator 1 und 1* in den gegenüberliegenden Aktor bzw. Kondensator 1* bzw. 1. Energieverluste durch die Elektronik und die Leistungsabgabe der Festkörpe^¬ raktor wird durch die Schaltung bestehend aus den Elementen in Form einer weiteren Diode D5 und einer weiteren Spannungsquelle V7 ausgeglichen. Diese weitere Spannungsquelle V7 ge^¬ neriert ein zur Spannungsquelle V4 gegenphasiges Sinussignal mit gemäß der einfachen Schaltung gleicher Amplitude und Frequenz .

Dargestellt ist in Fig. 2 somit eine Schaltungsanordnung als beispielhafte Steuerschaltung, welche einen symmetrischen Aufbau aufweist. Zentrale Elemente sind die erste und die vierte Spannungsquelle Vl, V4, welche jeweils an Masse 0 ge^¬ schaltet sind. Ein Spannungsanschluss der ersten Spannungs^¬ quelle liegt an dem fünften Schalter S5 in der linken Schaltungshälfte und an einem sechsten Schalter S6 in der rechten Schaltungshälfte jeweils an einem schaltbaren Eingang an. Die jeweils anderen schaltbaren Eingänge des fünften und sechsten Schalters S5, S6 sind über jeweils einen Knoten und einen ersten bzw. zweiten Widerstand Rl, R2 auf Masse 0 geschaltet. An den Knoten liegen außerdem Steuer- bzw. Schalteingänge des ersten und des dritten Schalters Sl, S3 in der linken Schal^¬ tungshälfte bzw. des vierten und des zweiten Schalters S4, S2 in der rechten Schaltungshälfte an. Die jeweils beiden ande^¬ ren Schalteingänge des ersten, zweiten, dritten und vierten Schalters sind auf Masse 0 geschaltet. Jeweils einer der Schalteingänge des fünften und des sechsten Schalters S5, S6 ist an die als Quelle dienende vierte Spannungsquelle V4 ge^¬ schaltet. Die beiden anderen Schalteingänge des fünften und des sechsten Schalters S5, S6 sind zwischen eine erste Diode Dl und den ersten der Festkörperaktoren 1 bzw. symbolisch dargestellt Kondensatoren 1 des Paares aus Festkörperaktoren 1, 1* geschaltet. Über die Festkörperaktoren bzw. Kondensato^¬ ren 1, 1* liegt entsprechend eine Spannung zwischen Masse 0 und der ersten bzw. einer zweiten Diode Dl, D2 an. Beispielhafte Schaltspannungen für die Schalter Sl - S6 sind für den ersten und zweiten Schalter Sl, S2 jeweils eine Einschalt^¬ spannung von 4,0 V und eine Ausschaltspannung von 3,8 V, für den dritten und vierten Schalter S3, S4 jeweils eine Ein- schaltspannung von 0,2 V und eine Ausschaltspannung von 0,0 V und für den fünften und sechsten Schalter S5, S6 jeweils eine Einschaltspannung von 0,5 V und eine Ausschaltspannung von 0,1 V. Die beiden Widerstände Rl, R2 haben beispielsweise ei^¬ nen Widerstandswert von 1 kOhm.

Der dritte und der vierte Schalter S3, S4 schalten im geschlossenen Zustand jeweils eine Verbindung über die erste bzw. über die zweite Diode Dl, D2, so dass diese im geschal^¬ teten Zustand kurzgeschlossen sind. Der zweite Eingang der ersten bzw. zweiten Diode Dl, D2 ist jeweils über die entsprechende Ladeinduktivität Ll, L2 in Form beispielsweise ei^¬ ner Spule und den vierten bzw. den fünften Kondensator C4 bzw. C5 auf Masse 0 geschaltet. Außerdem sind zwischen Masse 0 und diese den Dioden Dl, D2 abgewandten Anschlüsse der La- deinduktivitäten Ll, L2 die dritte und die vierte Diode D3, D4 sowie der dritte Kondensator C3 geschaltet. Die Ladeinduk^¬ tivitäten Ll, L2 können beispielsweise mit einem Wert von 22 μF geschaltet werden, der dritte Kondensator mit einer Kapazität von 100 nF, der vierte und der fünfte Kondensator mit einer Kapazität von 10 pF, wobei für die beiden Festkörperaktoren 1, 1* als kapazitive Werte 10 μF angesetzt werden. Die weitere Spannungsquelle Vl, welche das gegenphasige Sinussig^¬ nal erzeugt, ist zwischen Masse 0 und eine fünfte Diode D5 geschaltet. Der ableitende zweite Anschluss der fünften Diode D5 ist zwischen den ableitenden Anschluss der zweiten Diode D2 und den weiteren Festkörperaktor 1* der beiden Festkörperaktoren 1, 1* geschaltet. Die Schaltung nach Fig. 3 dient zum Vergleich des Leistungsflusses unter Ausnutzung eines Festkörperaktors bzw. Konden^¬ sators 1 und 1* als Ladungsspeicher und ohne Ausnutzung der Ladungsspeicherung im Festkörperaktor. Dargestellt ist dabei jeweils eine Anordnung aus einer Spannungsquelle Vl bzw. V2 und einem Festkörperaktor 1 bzw. 1*, welche zwischen zwei Masseanschlüsse geschaltet sind. Durch die Spannungsquellen Vl, V2 wird ein im Vergleich zum Signal an den Festkörperaktoren bzw. Kondensatoren 1 und 1* in Fig. 2 äquivalentes Sig- nal an den Vergleichsaktoren 1 und 1* generiert.

Die Simulationsergebnisse sind im Diagramm nach Fig. 4 darge^¬ stellt. Spannungszeitfunktionen F3 und F4 mit teilweise ge^¬ stuftem Verlauf im unteren Diagramm zeigen den Spannungsver- lauf an den Festkörperaktoren bzw. Kondensatoren 1 und 1* nach Figur 2. Die Funktion F5 mit glattem Verlauf entspricht dem Vorgabesignal der Quelle V4. Deutlich zeigt sich das ge- genphasige Verhalten der Spannungszeitfunktionen F3 und F4 der Aktoren. Die Stufen im Signalverlauf werden durch die ge- taktete und sehr einfach aufgebaute Ladungspumpe verursacht. Die angestrebte Funktion der Schaltung wird erreicht und durch die Simulation bestätigt. Eine Leistungszeitfunktion F2 im oberen Diagramm stellt eine mittlere Leistungsaufnahme der Schaltung dar. Durch die weitere Spannungsquelle V7 wird die Verlustleistung der Ladungspumpe ausgeglichen. Eine weitere Leistungszeitfunktion Fl im oberen Diagramm stellt einen mittleren Leistungsfluss in der Vergleichsschaltung dar. In Abhängigkeit von der verwendeten Treiberstufe tritt bei der dargestellten Schaltung eine Verlustleistung von 50% der wei- teren Leistungszeitfunktion Fl auftritt. Selbst mit einer vereinfachten Ladungspumpe nach Fig. 2 lässt sich jedoch eine wesentlich geringere Leistungsaufnahme erreichen.

Vorteile des Grundprinzips gegenüber bekannten Ausführungen sind durch einen Vergleich einer parallelen mit einer antiparallelen Anordnung der Festkörperaktoren gemäß Fig. 5 bis 7 erkennbar. Soweit Bemaßungen angegeben sind, dienen solche, wie auch in den übrigen Figuren, lediglich als beispielhafte Angaben und nicht beschränkend.

Eine geringere Leistungsaufnahme durch einen geringeren Leis- tungsfluss zwischen einer Stromquelle und den zwei Festkörpe^¬ raktoren ist systembedingt. Anhand Fig. 5 bis 7 wird eine An^¬ ordnung aus zwei parallel und zwei antiparallel geschalteten Festkörperaktoren verglichen. Jeweils ein mögliches Ausführungsbeispiel für eine parallele und antiparallele Anordnung ist in Fig. 5 links bzw. rechts dargestellt.

In Figur 6 ist links eine Ladungszeitfunktion F6 (t) und F7 (t) zur Ansteuerung der antiparallelen Festkörperaktoren und in rechts eine Ladungszeitfunktion F8 (t) und F9(t) der paralle- len Aktoren dargestellt. In Figur 7 ist der Leistungsfluss für beide Anordnungen dargestellt. Deutlich ist für die pa^¬ rallele Anordnung FIl (t) ein höherer mittlerer Leistungsfluss im Vergleich zur Funktion FlO (t) zu erkennen. Unter der Annahme, dass für beide Ausführungsformen eine vergleichbare Treiberelektronik mit gleicher Effizienz verwendet wird, ist der Wirkungsgrad der antiparallelen Anordnung aufgrund des verringerten Leistungsflusses wesentlich höher. Hierin zeigt sich der Vorteil des bevorzugten Aufbaus.

Abweichend von besonders bevorzugten Ausführungsformen mit antiparallel zueinander angeordneten Festkörperaktoren 1, 1* bzw. 2, 2* sind auch modifizierte Ausführungsformen möglich, bei welchen die beiden Festkörperaktoren, zwischen welchen eine Umladung erfolgt, unter einem anderen Winkel als senk- recht oder parallel zu der radialen Richtung r der Antriebskörperöffnung 5 ausgerichtet werden. Insbesondere sind auch Anordnungen möglich, bei welchen die Längsachsen 1 des Paares aus Festkörperaktoren, zwischen welchen eine Umladung stattfindet, nicht parallel zueinander ausgerichtet sind. Obgleich nur relativ wenig effizient, wäre prinzipiell sogar eine Aus^¬ richtung der Längsachsen 1 der beiden Festkörperaktoren, zwischen welchen die Umladung stattfinden soll, unter einem Winkel von 90° möglich. Umsetzbar ist auch eine gegenüber Fig. 1 in radialer Richtung noch raumsparendere Anordnung einer Festkörperaktor- Antriebsvorrichtung. Diese beansprucht jedoch einen größeren Bauraum in axialer Richtung der Antriebskörperöffnungsachse z5. Bei einer solchen Ausführungsform sind die Festkörperaktoren 1, 1*, 2, 2* nicht benachbart zu einem radial zur Antriebskörperöffnung 5 umlaufenden Außenwandungsabschnitt 7 angeordnet, sondern in achsparalleler Richtung zur Antriebs- körperöffnungsachse z5 seitlich des Antriebskörpers 3 ange^¬ ordnet. Mit anderen Worten sind die Festkörperaktoren parallel und benachbart zu einer Seitenwand 10 des Antriebskörpers 3 angeordnet, welche in einer Ebene x, y senkrecht zur An^¬ triebskörperöffnungsachse z5 aufgespannt und durch die An- triebskörperöffnungsachse z5 durchstoßen ist.

Bei der dargestellten Ausführungsform sind wieder jeweils zwei mit ihren Längsachsen 1 parallel zueinander ausgerichte^¬ te Festkörperaktoren 1, 1 bzw. 2, 2 am Antriebsköper 3 ange- ordnet. Als vom Antriebskörper abstehender Abschnitt 8 steht in achsparalleler Richtung zur Antriebskörperöffnungsachse z5 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel anstelle einzelner schmaler Abschnitte eine durchgehende Wand ab. Um eine derart raumsparende Ausgestaltung zu ermöglichen, ist die erste Gruppe der zueinander parallelen Festkörperaktoren 1, 1* benachbart zu einer ersten in der Ebene x, y aufgespannten Seitenwand 10 des Antriebskörpers 3 angeordnet, während die zweite Gruppe der Festkörperaktoren 2, 2* zu der in Richtung der Antriebskörperöffnungsachse z5 gegenüberliegenden Seiten- wand benachbart angeordnet ist.

Gemäß einer noch weiteren beispielhaft umsetzbaren Ausführungsform sind ebenfalls z.B. vier Festkörperaktoren 1, 1*, 2, 2* zu den beiden in axialer Richtung der Antriebskörper- Öffnungsachse z5 beabstandeten Seitenwänden 10 des Antriebs^¬ körpers 3 benachbart angeordnet. Bei dieser Ausführungsform sind zwei mit zueinander senkrecht verlaufenden Längsachsen 1 angeordnete Festkörperaktoren auf der einen Seite angeordnet, während die beiden weiteren mit ebenfalls zueinander senkrecht verlaufenden Längsachsen angeordneten Festkörperaktoren auf der gegenüberliegenden Seite des Antriebskörpers 3 ange^¬ ordnet sind. Auf jeder Seite des Antriebskörpers ist bei die- ser Ausführungsform somit jeweils ein Antriebspaar der

Festkörperaktoren angeordnet. Jedem der Festkörperaktoren ist dabei ein vom Antriebskörper abstehender Abschnitt zugeordnet, wobei diese von dem Antriebskörper abstehenden Abschnitte vorzugsweise nur klein dimensioniert sind und seitlich von der Seitenwand des Antriebskörpers abstehen. Neben dieser

Ausführungsform sind noch verschiedene weitere Ausführungs^¬ formen möglich, bei welchen beispielsweise alle vier Festkörperaktoren 1, 1*, 2, 2* auf nur einer Seite des Antriebskörpers 3 angeordnet sind.

Claims

Patentansprüche

1. Festkörperaktor-Antriebsvorrichtungs-Steuereinrichtung mit

- einem ersten Anschluss (13) zum Ansteuern eines ersten Festkörperaktors (1),

- einem zweiten Anschluss (14) zum Ansteuern eines weiteren Festkörperaktors (1*) und

- einer Steuerschaltung (10) zum Laden und Entladen der Festkörperaktoren (1, 1*) derart, dass diese eine Welle (4), welche in einer kreisförmigen Antriebskörperöffnung

(5) eines Antriebskörpers (3) gelagert ist, antreiben, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Steuerschaltung (10) geschaltet und/oder angesteuert ist zum Umladen von Ladung (ΔQ) aus dem ersten Festkörpe- raktor (1) in den weiteren Festkörperaktor (1*) beim Laden des weiteren Festkörperaktors (1*).

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Steuerschaltung (10) geschaltet und/oder angesteuert ist zum UmIa- den von Ladung (ΔQ) aus dem weiteren Festkörperaktor (1*) in den ersten Festkörperaktor (1) beim Laden des ersten Festkörperaktors (1) .

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Steuerschaltung (10) geschaltet und/oder angesteuert ist zum zusätzlich Laden des zu ladenden Festkörperaktors (1, 1*) aus einer Energieversorgungsquelle (V) .

4. Steuereinrichtung nach einem vorstehenden Anspruch, bei welcher die Steuerschaltung (10) geschaltet und/oder angesteuert ist zum gegenphasigen Ansteuern des ersten Festkörperaktors (1) und des weiteren Festkörperaktors (1*) relativ zueinander .

5. Steuereinrichtung nach einem vorstehenden Anspruch, bei welcher die Steuerschaltung (10) geschaltet und/oder angesteuert ist zum Ansteuern des ersten Festkörperaktors (1) und des weiteren Festkörperaktors (1*) mit einer Phasenverschie- bung von 175° - 185° relativ zueinander, insbesondere 180° Phasenverschiebung relativ zueinander.

6. Verfahren zum Betreiben einer Festkörperaktor-Antriebs- Vorrichtung, bei dem

- mittels einer Steuereinrichtung ein erster Festkörperaktor

(1) und ein weiterer Festkörperaktor (1*) angesteuert werden, wobei die Festkörperaktoren (1, 1*) derart geladen und entladen werden, dass diese eine Welle (4), welche in einer kreisförmigen Antriebskörperöffnung (5) eines Antriebskörpers (3) gelagert ist, antreiben, dadurch gekennzeichnet, dass

- beim Laden des weiteren Festkörperaktors (1*) Ladung (ΔQ) aus dem ersten Festkörperaktor (1) in den weiteren Festkör- peraktor (1*) umgeladen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem beim Laden des ersten Festkörperaktors (1) Ladung (ΔQ) aus dem weiteren Festkörpe^¬ raktor (1*) in den ersten Festkörperaktor (1) umgeladen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, bei dem zu ladende der Festkörperaktoren (1, 1*) zusätzlich zum Umladen mit Ladung aus einer Energieversorgungsquelle (V) geladen werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem der erste Festkörperaktor (1) und der weitere Festkörperaktor (1*) zumindest während des Umladens zueinander gegenphasig angesteuert werden.

10. Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung mit

- einem Antriebskörper (1, 1*; 2, 2*),

- einer kreisförmigen Antriebskörperöffnung (5) im Antriebskörper,

- einer in die Antriebskörperöffnung (5) zumindest hineinfüh- renden Welle (4), wobei ein Wellendurchmesser der Welle (4) kleiner als ein Öffnungsdurchmesser der Antriebskörperöffnung (5) ist und wobei die Welle (4) im Betrieb reibschlüs- sig und/oder formschlüssig an einer Wandung der Antriebs^¬ körperöffnung (5) anliegt,

- zumindest zwei Festkörperaktoren (1, 1*; 2, 2*), welche ansteuerbar sind zum Ausdehnen und/oder zum Zusammenziehen längs ihrer Längsachse (1) , wobei die zumindest zwei

Festkörperaktoren am Antriebskörper (5) angekoppelt oder befestigt sind, und

- einer Steuereinrichtung zum Laden und Entladen der Festkörperaktoren (1, 1*; 2, 2*) zum Antreiben des Antriebskörpers (5) derart, dass durch eine Verschiebebewegung des Antriebskörpers die Welle (4) in Rotation versetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Steuereinrichtung eine Steuerschaltung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 aufweist und/oder die Steuereinrich- tung zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 6 bis 9 ausgebildet und/oder ansteuerbar ist.

11. Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung nach Anspruch 10, bei welcher der erste und der weitere Festkörperaktor (1, 1*; 2, 2*) auf aus Sicht der Antriebskörperöffnung (5) gegenüber liegenden Seiten des Antriebskörpers (3) angeordnet sind.

12. Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung nach Anspruch 10 oder

11, bei welcher der erste und der weitere Festkörperaktor (1, 1*; 2, 2*) antiparallel zueinander angeordnet sind.

13. Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung nach Anspruch 11 oder

12, bei welcher der erste und der weitere Festkörperaktor (1, 1*; 2, 2*) in deren Längsrichtung voneinander beabstandet und in zueinander entgegen gesetzter Wirkrichtung ansteuerbar sind.

14. Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei welcher der erste und der weitere Festkörperaktor (1, 1*; 2, 2*) deckungsgleiche Längsachsen

(1) aufweisen und in zueinander entgegen gesetzter Wirkrichtung ansteuerbar sind.

15. Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, bei welcher zumindest einer der zumindest zwei Festkörpe^¬ raktoren (1, 1*; 2, 2*) unter einem Winkel (α) zwischen 44° und 136° zu einer radialen Richtung (r) der Antriebskörper- Öffnung (5) am Antriebskörper (3) ausgerichtet ist.