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    • 专利摘要:
    Die Erfindung bezieht sich auf eine Verkleidung (22) für eine Wand (12) mit einer durch einen Polymeraktor (14) verformbaren Grenzschicht (24). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Verkleidung über eine Anlagefläche (A) zumindest im unverformten Zustand vollständig an der Wand anliegt, wodurch vorteilhaft die an sich elastische Wandverkleidung stabilisiert wird. Die Wandverkleidung kann beispielsweise in Form von Lamellen (22) jeweils punktuell auf der Wand (12) befestigt werden, so dass eine Aktivierung des Polymeraktors (14) eine Verbiegung der Lamellen (22) hervorruft, wodurch beispielsweise eine Eisschicht (25) von der Verkleidung abgesprengt werden kann. Alternativ kann die Verkleidung auch aus einem Membranaktor gebildet sein, welcher punktuell oder ganzflächig auf der Wand (12) befestigt ist (nicht dargestellt).The invention relates to a lining (22) for a wall (12) with a boundary layer (24) which can be deformed by a polymer actuator (14). According to the invention it is provided that the panel over a contact surface (A) at least in the undeformed state completely rests against the wall, which advantageously the inherently elastic wall covering is stabilized. The wall cladding, for example in the form of lamellae (22), can each be fixed selectively on the wall (12), so that activation of the polymer actuator (14) causes bending of the lamellae (22), whereby, for example, an ice layer (25) of the cladding can be blown off. Alternatively, the cladding may also be formed from a membrane actuator, which is fixed selectively or over the entire surface of the wall (12) (not shown).
    公开号:DE102004011030A1
    申请号:DE102004011030
    申请日:2004-03-04
    公开日:2005-09-22
    发明作者:Frank Dr. Arndt；Ursus Dr. Krüger；Volkmar Dr. Kutzer；Arno Dr. Steckenborn；Matthias Dr. Stössel；Raymond Ullrich
    申请人:Siemens AG；
    IPC主号:B64C23-00
    专利说明:
    [0001] DieErfindung bezieht sich auf eine Verkleidung mit einer elastischen,die Oberflächeder Verkleidung bildenden Grenzschicht und einem in die Verkleidungintegrierten Polymeraktor zur Verformung der Grenzschicht.TheThe invention relates to a cover with an elastic,the surfacethe cladding forming boundary layer and one in the claddingintegrated polymer actuator for deformation of the boundary layer.
    [0002] EineVerkleidung der eingangs genannten Art wird z. B. durch Ron Pelrin,in „SmartStructures and Materials 2001",Proceedings of SPIE Vol. 4329 (2001) auf den Seiten 335 bis 349beschreiben. Gemäß dieserVeröffentlichungkann eine Verkleidung aus einem membranartigen Polymeraktor bestehen, welcherauf einem Array von Kreislöchernaufgebracht wird. Oberhalb der Kreislöcher kann sich die Membrandurch Anlegen eines elektrischen Feldes an das elektroaktive Polymerverformen, wobei sich der Polymeraktor auf den Stegen zwischen den Kreislöchern abstützt. Hierdurchlässt sichdie Oberflächenstrukturder Verkleidung beispielsweise für aerodynamischeZwecke verformen um den Strömungswiderstandzu minimieren.ACladding of the type mentioned is z. By Ron Pelrin,in "SmartStructures and Materials 2001 ",Proceedings of SPIE Vol. 4329 (2001) at pages 335 to 349describe. According to thispublicationa cladding may consist of a membranous polymer actuator whichon an array of circular holesis applied. Above the circular holes, the membrane canby applying an electric field to the electroactive polymerdeform, wherein the polymer actuator is supported on the webs between the circular holes. herebylet yourselfthe surface structurethe fairing for example for aerodynamicPurposes deform around the flow resistanceto minimize.
    [0003] AlsPolymerlage fürden Polymeraktor könnenElastomere wie z. B. Silikon verwendet werden. Hierdurch lässt sichein elektrostatischer Elastomeraktor erzeugen, bei dem die Verformungder Polymerlage aufgrund der gegenseitigen Anziehung der Elektrodenlagenbei Vorliegen eines elektrischen Feldes erfolgt. Die Polymerlagekann jedoch auch aus einem elektroaktiven Polymer wie z. B. PMMA(Polymethyl Methacrylate) bestehen. Bei elektroaktiven Polymerenwird die Verformung aufgrund der Anziehung der Elektrodenlagen zusätzlich durcheine aktive Verformung des elektroaktiven Polymers im elektrischen Feldunterstützt.Weitere Materialien fürdie Polymerlage könnendurch Mischungen der genannten Materialien untereinander oder mitanderen Materialien erhalten werden.WhenPolymer layer forthe polymer actuator canElastomers such. As silicone can be used. This is possibleproduce an electrostatic elastomer actuator, wherein the deformationthe polymer layer due to the mutual attraction of the electrode layersoccurs in the presence of an electric field. The polymer layerHowever, it can also be made of an electroactive polymer such. PMMA(Polymethyl methacrylates) exist. For electroactive polymersthe deformation is additionally due to the attraction of the electrode layersan active deformation of the electroactive polymer in the electric fieldsupported.Other materials forthe polymer layer canby mixtures of said materials with each other or withother materials are obtained.
    [0004] DieAufgabe der Erfindung besteht darin, eine Verkleidung mit einerverformbaren Grenzschicht zu schaffen, welche einerseits einfachherzustellen ist und andererseits eine hohe Stabilität aufweist.TheThe object of the invention is a cladding with adeformable boundary layer to create, which on the one hand easyand on the other hand has a high stability.
    [0005] DieseAufgabe wird erfindungsgemäß dadurchgelöst,dass die Verkleidung mit einer betragsmäßig mit dem Flächeninhaltder Verkleidung übereinstimmendenAnlageflächean der verkleideten Unterlage anliegt, wobei die Anlagefläche nurmit Teilbereichen auf der Unterlage befestigt ist. Dadurch, dass dieAnlageflächeder Verkleidung vollständigauf der zu verkleidenen Unterlage aufliegt, wird die Verkleidungdurch die Unterlage optimal gestützt.Damit weist diese zumindest im unverformten, an der Unterlage anliegendenZustand auch beispielsweise gegenüber einem Staudruck bei aerodynamischenAnwendungen einen hohen Widerstand gegen eine staudruckbedingteVerformung auf. Außerdemkann als Unterlage damit eine durchgehende Oberfläche verwendetwerden, d. h. dass keine Vertiefungen wie die erwähnten Kreislöcher notwendigsind. Damit vereinfacht sich die Herstellung der verkleideten Oberfläche vorteilhaft,und es wird gleichzeitig eine höhereStabilitätder Unterlage erreicht.TheseTask is inventively characterizedsolved,that the fairing with a magnitude with the areamatching the disguisecontact surfacerests against the clad surface, the contact surface onlyis fastened with partial areas on the base. Because of thatcontact surfacethe panel completelyrests on the surface to be covered, the claddingoptimally supported by the pad.Thus, this has at least in the undeformed, adjacent to the padCondition also, for example, against a dynamic pressure in aerodynamicApplications have a high resistance to back pressureDeformation on. FurthermoreCan be used as a base with a continuous surfacebe, d. H. that no depressions like the mentioned circular holes are necessaryare. This advantageously simplifies the production of the clad surface,and it becomes a higher one at the same timestabilityreached the pad.
    [0006] DieVerkleidung könntebeispielsweise auf den Tragflächeneines Flugzeugs aufgebracht werden. Im normalen Betriebszustandliegt die Verkleidung dann fest auf der Tragfläche an und weist, wie bereitserwähnt,eine hohe Formstabilitätauf. Die Betätigungdes Polymeraktors wird nur fürden Fall vorgesehen, dass eine sich ausbildende Eisschicht von derTragfläche abgesprengtwerden muss, um eine Beeinträchtigungder aerodynamischen Eigenschaften der Tragflächen zu verhindern. Zur Verformung derGrenzschicht der Verkleidung wird der Polymeraktor durch Anlegeneines elektrischen Feldes aktiviert, so dass dieser sich verformt.Da die Verkleidung nur in Teilbereichen auf der Unterlage befestigt ist,führt dieVerformung zwischen den Teilbereichen im Falle der Ausbildung desPolymeraktors als Membranaktor zu einer Wölbung von der Unterlage weg, sodass zwischen der Unterlage und der Verkleidung in diesen Bereichenein Hohlraum entsteht. Im verformten Zustand besitzt die Verkleidungaufgrund der ausgebildeten Verwölbungeine erhöhteEigenstabilität,so dass die fehlende Abstützungdurch die Unterlage kompensiert wird. Nach der Enteisung legt sich dieVerkleidung wieder fest an die Unterlage an.TheFairing couldfor example on the wingsbe applied to an aircraft. In normal operating conditionThe cladding is then firmly on the wing and points, as alreadymentioned,a high dimensional stabilityon. The operationthe polymer actuator is only forprovided the case that a forming ice sheet of theWing blown offmust be to an impairmentto prevent the aerodynamic characteristics of the wings. For deformation ofBoundary layer of the cladding, the polymer actuator by applyingan electric field is activated so that it deforms.Since the cladding is only partially fixed to the base,leads theDeformation between the subregions in the case of the formation of thePolymer actuator as a membrane actuator to a curvature away from the pad, sothat between the pad and the cladding in these areasa cavity is created. In the deformed state has the paneldue to the trained warpingan increasedInherent stabilityso that the missing supportis compensated by the pad. After de-icing, theCladding firmly back to the pad.
    [0007] Gemäß einerweiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Polymeraktorals Membranaktor ausgebildet ist. Membranaktoren lassen sich vorteilhaftkostengünstigfür große Flächen herstellen.Die Verkleidung kann beispielsweise als folienförmiges Halbzeug hergestelltwerden, welches als Verkleidung auf die zu verkleidende Unterlage aufgebrachtund dort befestigt wird.According to oneAnother embodiment of the invention provides that the polymer actuatoris designed as a membrane actuator. Membrane actuators are advantageouseconomicalproduce for large areas.The cladding can be produced, for example, as a film-shaped semi-finished productbe applied as a cladding on the surface to be coveredand is attached there.
    [0008] Für die Befestigungist es vorteilhaft, wenn die Verkleidung in regelmäßigen Abständen punktuellauf der Unterlage befestigt ist. Diese punktuelle Befestigung kannbeispielsweise mittels Klebepunkten oder auch durch Nietverbindungenerfolgen, wobei die Nietverbindungen gleichzeitig als elektrische Zuführungenfür diezur Aktivierung des Polymeraktors notwendigen Flächenelektroden dienen können.For the attachmentIt is advantageous if the fairing punctually at regular intervalsis attached to the pad. This punctual attachment canfor example by means of adhesive dots or by rivetingtake place, wherein the riveted joints simultaneously as electrical leadsfor thecan serve to activate the polymer actuator necessary surface electrodes.
    [0009] Esist weiterhin vorteilhaft, wenn die Verkleidung mit Durchgangslöchern versehenist. Hierdurch kann sichergestellt wer den, dass sich die Verkleidungbei einer Verformung zuverlässigvon der Unterlage abheben kann, da durch die Durchgangslöcher einDruckausgleich zu den sich bildenden Hohlräumen hin möglich ist.It is also advantageous if the panel is provided with through holes. As a result, it can be ensured who the, that the panel can stand out reliably from the pad during a deformation, as through the through holes a pressure equalization is possible towards the forming cavities.
    [0010] Einebesondere Ausgestaltung der Erfindung wird erhalten, wenn die Verkleidungaus einzeln jeweils mit einem Ende auf der Unterlage befestigten Lamellenzusammengesetzt ist, wobei die Lamellen jeweils als Biegeaktor ausgebildetePolymeraktoren sind. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung istdie Verkleidung nicht durch eine geschlossene Folie gebildet, sondernweist jeweils Schlitze oder Zwischenräume auf, die die einzelnenLamellen zumindest in Teilbereichen voneinander trennen. Auf dieseWeise kann jede Lamelle einzeln als Biegeaktor aufgefasst werden,wobei eine Biegung durch Aktivierung des jeweiligen Polymeraktorserzeugt werden kann. Die Lamellen heben sich aufgrund der Biegungeinseitig von der Unterlage ab, da sie mit dem anderen Ende jeweilsauf der Unterlage befestigt sind. Die durch die Verkleidung erzeugteOberflächeist daher mit Fischschuppen vergleichbar, die gemeinsam die Grenzschichtder Verkleidung bilden und durch Aufstellen der Schuppen verformtwerden kann. Der dadurch erreichbare Verformungseffekt ist vorteilhaftbesonders groß,so dass die Lamellen besonders gut beispielsweise zum Absprengeneiner Eis- oder auch Kalkschicht bei vereisungs- oder verkalkungsgefährdeten Objektenverwendet werden kann. Gleichzeitig lässt sich mittels der Lamelleneine strömungsdynamisch günstige Oberfläche erzeugen,die in der Fachwelt auch als Haifischhaut bezeichnet wird.Aparticular embodiment of the invention is obtained when the panelfrom individually attached with one end on the base slatsis composed, wherein the lamella each formed as a bending reactorPolymer actuators are. In this embodiment of the inventionthe cladding is not formed by a closed film, buteach has slots or spaces that the individualSeparate fins at least in some areas. To thisWay, each lamella can be considered individually as a bending reactor,wherein a bend by activation of the respective polymer actuatorcan be generated. The lamellas lift due to the bendunilaterally from the pad as it is with the other end respectivelyare attached to the base. The generated by the panelsurfaceis therefore comparable to fish scales, which together form the boundary layerform the panel and deformed by setting up the scalescan be. The resulting deformation effect is advantageousextraordinary big,so that the slats are particularly good for example for blowing offan ice or limestone layer in the case of objects liable to icing or calcificationcan be used. At the same time can be by means of the slatscreate a fluid dynamic favorable surface,which is also referred to in the art as sharkskin.
    [0011] Eineweitere Lösungder oben angegebenen Aufgabe sieht vor, dass die Verkleidung miteiner betragsmäßig mitdem Flächeninhaltder Verkleidung übereinstimmendenAnlagenflächean der verkleideten Unterlage anliegt, wobei die Verkleidung mitder gesamten Anlageflächefest mit der Unterlage verbunden ist und zumindest eine Elektrodenlagefür denPolymeraktor aufweist, die sich nur über einen Teilbereich des Polymeraktorserstreckt. Durch die Verbindung der Verkleidung über die gesamte Anlagefläche wirdvorteilhaft eine besonders stabile Verkleidung für die Unterlage geschaffen.Diese Stabilitätbleibt auch erhalten, wenn der Polymeraktor verformt wird. Die Verformungdes Polymeraktors kommt nämlichnicht durch Abheben der Verkleidung und Auswölben von der Unterlage wegzustande, sondern durch das lediglich lokale Anlegen eines elektrischenFeldes an den Polymeraktor. Ein elektrisches Feld in dem Polymeraktorwird nämlichnur in denjenigen Teilbereichen erzeugt, die sich an die nur Teilbereichedes Polymeraktors abdeckende Elektrodenlage anschließen. Dadie anderen Bereiche auch bei Anlegen eines elektrischen Feldesan den Polymeraktor unverformt bleiben, weichen diese Bereiche denangrenzenden verformten Bereichen aus, so dass in den Teilbereichen,in denen sich die Elektrodenlage befindet, eine Verdünnung desPolymeraktors und in den Teilbereichen außerhalb der Elektrodenlageeine Verdickung des Polymeraktors erfolgt. Hierdurch wird die Grenzschichtder Verkleidung verformt, wobei sich eine Topographie mit Erhebungen undVertiefungen der Grenzschicht einstellt.Aanother solutionthe above-mentioned task provides that the panel within terms of amountthe areamatching the disguisecontact surfacerests against the clad surface, the cladding withthe entire investment areais firmly connected to the substrate and at least one electrode layerfor thePolymer actuator having only a portion of the polymer actuatorextends. By connecting the panel over the entire contact surface isadvantageously created a particularly stable covering for the pad.This stabilityis also retained when the polymer actuator is deformed. The deformationnamely, the polymer actuator comesnot by lifting the panel and bulging away from the padbut by the mere local application of an electricField to the polymer actuator. An electric field in the polymer actuatorthat isonly generated in those subregions that are related to the only subregionsconnect the polymer actuator covering the electrode layer. Therethe other areas even when applying an electric fieldremain undeformed on the polymer actuator, these areas give way to theadjacent deformed areas, so that in the subregions,in which the electrode layer is located, a dilution of thePolymer actuator and in the sub-areas outside the electrode layera thickening of the polymer actuator takes place. This will be the boundary layerdeformed the panel, leaving a topography with elevations andDepressions of the boundary layer sets.
    [0012] Esist vorteilhaft, wenn die Elektrodenlage die Stege einer wabenartigenStruktur auf der Polymerlage bilden. Hierdurch lässt sich vorteilhaft eine regelmäßige Topografieder verformten Grenzschicht der Verkleidung einstellen, bei derdie Erhöhungen nährungweisekreisförmigsind und durch eine wabenförmigzusammenhängende,talartige Vertiefung voneinander getrennt sind. Diese Bauform derElektrodenlage hat außerdemden Vorteil, dass sie, obwohl sie nur Teilbereiche des Poly meraktorsbedeckt eine zusammenhängendeStruktur bildet, die einerseits einfach herzustellen und auf diePolymerlage aufzubringen ist und andererseits vorteilhaft auch einfachelektrisch zu kontaktieren ist. Selbstverständlich kann die Elektrodenlageauch anders, z. B. linienförmigstrukturiert sein, um z. B. eine Textur der Oberfläche zu erzeugen.Itis advantageous if the electrode layer, the webs of a honeycombForm structure on the polymer layer. This makes it advantageous to have a regular topographyadjust the deformed boundary layer of the cladding, at thethe increases nourishmentcircularare and by a honeycombcohesive,Valley-like depression are separated. This design of theElectrode layer also hasthe advantage that they, although they are only parts of the poly meraktorscovers a coherent oneStructure that makes it easy to manufacture and on the one handApplying polymer layer is advantageous on the other hand and also easyto contact electrically. Of course, the electrode layeralso different, z. B. linearbe structured to z. B. to create a texture of the surface.
    [0013] Eineweitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die Unterlageeine Elektrode für einePolymerschicht des Polymeraktors bildet. Dies ist nur dann möglich, wenndie Unterlage selbst elektrisch leitend ist. In diesem Fall wirdeine Elektrodenlage zwischen der Unterlage und der Polymerlage eingespart,was vorteilhaft den Fertigungsaufwand verringert. Die Unterlagekann beispielsweise geerdet sein, so dass das Potential zur Erzeugungeines elektrischen Feldes an die grenzschichtseitige Elektrodenlageangelegt werden kann.AAnother embodiment of the invention is that the padan electrode for aPolymer layer of the polymer actuator forms. This is possible only ifthe pad itself is electrically conductive. In this case willsaved an electrode layer between the base and the polymer layer,which advantageously reduces the production cost. The underlayFor example, it may be grounded, so that the potential for generationan electric field to the boundary layer-side electrode layercan be created.
    [0014] Zuletztist gemäß einerAusgestaltung beider Varianten der Erfindung vorgesehen, dass dieGrenzschicht als Zusatzschicht auf dem Polymeraktor ausgebildetist. Diese Zusatzschicht kann verschiedene Funktionen übernehmenund vorteilhaft dadurch die Funktionalität der Verkleidung verbessernoder erweitern. Beispielsweise ist eine optische Funktion (Farbstoff,Leuchtschicht) denkbar. Weiter kann die Zusatzschicht eine Schutzfunktionfür denPolymeraktor übernehmen,so dass dieser vor Umwelteinflüssengeschütztwird. Auch ist eine Zusatzschicht denkbar, die aufgrund ihrer Oberflächenstruktureinen Lotuseffekt der Oberflächebewirkt. Wesentlich fürdie Funktion des Polymeraktors ist jedoch, dass die Zusatzschichtelastisch ist, so dass sie eine Verformung der Grenzschicht nichtverhindert.Lastis according to oneEmbodiment of both variants of the invention provided that theBoundary layer formed as an additional layer on the polymer actuatoris. This additional layer can take on different functionsand advantageously thereby improve the functionality of the panelor expand. For example, an optical function (dye,Luminescent layer) conceivable. Furthermore, the additional layer can have a protective functionfor theAdopt polymer actuator,so that this from environmental influencesprotectedbecomes. Also, an additional layer is conceivable, due to their surface structurea lotus effect of the surfacecauses. Essential forHowever, the function of the polymer actuator is that the additional layeris elastic, so they do not deform the boundary layerprevented.
    [0015] WeitereEinzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand schematischerAusführungsbeispielebeschrieben. Hierbei zeigenFurtherDetails of the invention are described below with reference to schematicembodimentsdescribed. Show here
    [0016] 1 einAusführungsbeispielder erfindungsgemäßen Verkleidung,bei der ein membranartiger Polymeraktor mit punktueller Befestigungauf der Unterlage zum Einsatz kommt, im schematischen Schnitt, 1 an embodiment of the lining according to the invention, in which a membranar tiger polymer actuator with selective attachment to the substrate is used, in schematic section,
    [0017] 2 einAusführungsbeispielder erfindungsgemäßen Verkleidungmit lamellenartigen Polymeraktoren als Seitenansicht und 2 An embodiment of the lining according to the invention with lamellar polymer actuators as a side view and
    [0018] 3 einAusführungsbeispielder erfindungsgemäßen Verkleidungmit einem ganzflächig festauf der Unterlage montierten Polymeraktor und einer wabenartigenElektrode als geschnittene, perspektivische Ansicht. 3 an embodiment of the lining according to the invention with a solid surface mounted on the base polymer actuator and a honeycomb electrode as a sectioned, perspective view.
    [0019] Gemäß 1 isteine Verkleidung 11 auf einer Unterlage 12, dieverkleidet werden soll, mittels Niete 13 punktuell befestigt.Die Verkleidung wird durch einen Polymeraktor 14 gebildet,der als Membranaktor ausgeführtist. Dieser weist eine Polymerlage 15 aus einem elektroaktivenPolymer auf, welcher beidseitig mit je einer Elektrodenlage 16a, 16b versehenist. Die Niete 13 sind in elektrisch isolierenden Buchsen 17 inder Unterlage 12 befestigt, so dass eine elektrische Isolationder Niete 13 von der an sich elektrisch leitfähigen Unterlage 12 gewährleistetist. Die Niete 13 sind elektrisch leitend mit der von der Unterlageabgewandten Elektrodenlage 16a verbunden, während diean die Unterlage 12 angrenzende Elektrodenlage 16b mitdieser kontaktiert ist. die Unterlage 12 kann damit alsErdung 18 der Elektrodenlage 16b zum Einsatz kommen.Wird überdie Niete 13 ein Potential P angelegt, so führt dasdaraus resultierende elektrische Feld in der Polymerlage 15 zum in 1 dargestelltenVerformungszustand des Polymeraktors 14, der dadurch gekennzeichnetist, dass sich zwischen den Niete 13 sich von der Unterlage 12 wegwölbende Bäuche derVerkleidung entstehen.According to 1 is a disguise 11 on a pad 12 , which is to be disguised, by means of rivets 13 fixed at points. The panel is made by a polymer actuator 14 formed, which is designed as a membrane actuator. This has a polymer layer 15 from an electroactive polymer, which on both sides, each with an electrode layer 16a . 16b is provided. The rivet 13 are in electrically insulating sockets 17 in the pad 12 attached, so that electrical insulation of the rivet 13 from the per se electrically conductive pad 12 is guaranteed. The rivet 13 are electrically conductive with the electrode layer facing away from the pad 16a connected while attached to the pad 12 adjacent electrode layer 16b contacted with this. the underlay 12 can thus be grounded 18 the electrode layer 16b be used. Will over the rivet 13 applied a potential P, so the resulting electric field in the polymer layer 15 to in 1 illustrated deformation state of the polymer actuator 14 which is characterized by being between the rivets 13 from the pad 12 arching bellies of the panel arise.
    [0020] Mitder Verkleidung gemäß 1 ließen sich beispielsweisedie aerodynamischen Eigenschaften einer durch den Polymeraktor 14 gebildetenGrenzschicht verändern.Die Grenzschicht wird im Ausführungsbeispielgemäß 1 durchdie Elektrodenlage 16a gebildet.With the disguise according to 1 For example, the aerodynamic properties of a polymer actuator could be determined 14 change the boundary layer formed. The boundary layer is in the embodiment according to 1 through the electrode layer 16a educated.
    [0021] Dader Polymeraktor 14 im unverformten Zustand mit einer Anlagefläche A ohneZwischenraum fest an der Unterlage 12 anliegt (nicht dargestellt), sindin der Verkleidung 11 weiterhin Durchgangslöcher 19 vorgesehen,so dass ein Druckausgleich erfolgen kann, sobald sich aufgrund derVerformung des Polymeraktors 14 ein Hohlraum 20 zwischender Verkleidung 11 und der Unterlage 12 ausbildet.Im Hohlraum 20 gemäß 1 sindweitere Kontaktstellen 21 der Verkleidung 11 mitder Unterlage 12 dargestellt, die hinter der Schnittebenegemäß 1 liegenund durch verdeckte, den dargestellten Nieten 13 benachbarteNieten erzeugt werden. Die Niete 13 sind auf der Unterlagejeweils in den Mittelpunkten der Waben eines gedachten Wabenmustersangeordnet.As the polymer actuator 14 in the undeformed state with a contact surface A without gap fixed to the pad 12 are present (not shown), are in the fairing 11 continue through holes 19 provided so that a pressure equalization can take place as soon as due to the deformation of the polymer actuator 14 a cavity 20 between the panel 11 and the pad 12 formed. In the cavity 20 according to 1 are further contact points 21 the disguise 11 with the pad 12 shown behind the cutting plane according to 1 lie and by hidden, the illustrated rivets 13 adjacent rivets are generated. The rivet 13 are arranged on the base in each case in the centers of the honeycomb of an imaginary honeycomb pattern.
    [0022] Inden weiteren Figuren sind sich entsprechende Bauelemente mit jeweilsden gleichen Bezugszeichen versehen, wobei diese nur insoweit nochmalserläutertwerden, wie sich Unterschiede zum Ausführungsbeispiel gemäß 1 ergeben.In the other figures, corresponding components are each provided with the same reference numerals, which are only explained to that extent again, as differences from the embodiment according to 1 result.
    [0023] EineVerkleidung gemäß 2 bestehtaus Lamellen 22, welche jeweils mit ihrem einen Ende 23a festmit der Unterlage 12 verbunden sind, während das andere Ende 23b zusammenmit der AnlageflächeA nur auf der Unterlage 12 aufliegt. Die Lamellen 22 weisenPolymeraktoren 14 auf, die als Biegeaktoren ausgeführt sind.Um bei Verformung der Polymerlage 15 eine Biegung der Lamellen 22 hervorzurufen,ist die der Unterlage 12 zugewandte Elektrodenlage 16b miteiner im Vergleich zur Elektrodenlage 16a und einer aufdieser aufgebrachten Zusatzschicht 24 wesentlich höheren Elastizität ausgestattet.Die Biegung der Lamellen wird also dadurch hervorgerufen, dass dieElektrodenlage 16a und die Zusatzschicht 24 einerDehnung der Polymerlage 15 einen wesentlich größeren Widerstand entgegensetzenals die Elektrodenlage 16b.A disguise according to 2 consists of slats 22 , each with its one end 23a firmly with the pad 12 are connected while the other end 23b together with the contact surface A only on the surface 12 rests. The slats 22 have polymer actuators 14 on, which are designed as bending reactors. To deformation of the polymer layer 15 a bend of the slats 22 to evoke is that of the pad 12 facing electrode layer 16b with one compared to the electrode layer 16a and an applied on this additional layer 24 equipped much higher elasticity. The bending of the lamellae is thus caused by the fact that the electrode layer 16a and the additional layer 24 an elongation of the polymer layer 15 oppose a much greater resistance than the electrode layer 16b ,
    [0024] DieZusatzschicht kann je nach ihrer Beschaffenheit zusätzlicheFunktionen der Verkleidung erfüllen.Im Ausführungsbeispielgemäß 2 erhöht sie beispielsweisedie Steifigkeit der Elektrodenlage 16a, so dass die Funktionalität des Biegeaktors verbessertwird. Die Zusatzschicht kann beispielsweise aus Teflon bestehen,so dass die Haftung beispielsweise von Kalkablagerungen 25 verringertwird und durch Betätigungder Biegeaktoren ein Absprengen der Kalkablagerungen 25 erleichtertwird.Depending on its nature, the additional layer can fulfill additional functions of the cladding. In the embodiment according to 2 For example, it increases the rigidity of the electrode layer 16a so that the functionality of the bending actuator is improved. The additional layer may for example consist of Teflon, so that the adhesion, for example, limescale 25 is reduced and by actuation of the bending actuators chipping the limescale 25 is relieved.
    [0025] DieVerkleidung gemäß 3 wirddurch die Polymerlage 15 gebildet, die ganzflächig festmit der Unterlage 12 verbunden ist. Die Unterlage 12 istelektrisch leitend ausgeführtund bildet insofern gleichzeitig die eine Elektrodenlage 16b zurAktivierung der Polymerlage 15. Die andere Elektrodenlage 16a bestehtaus wabenförmigmiteinander verbundenen Stegen auf der freien Oberfläche derPolymerlage 15. Wird an die Elektrodenlagen 16a, 16b eineSpannung U angelegt, so entsteht in der Polymerlage 15 einelektrisches Feld mit örtlichunterschiedlich starker Ausprägung,wobei das Feld im Bereich der wabenartigen Stege der Elektrodenlage 16a einMaximum erreicht. Daher ist in diesen Bereichen die Verformung derPolymerlage 15, also die Verringerung ihrer Dicke am stärksten, sodass das Material der Polymerlage in das Wabeninnere der durch dieStege gebildeten Waben verdrängtwird und dort zu einer Verdickung der Polymerlage 15 führt. Hierbeistellt sich das durch die strichpunktierte Linie angedeutete Profil 26 derOberflächeder Verkleidung ein. Diese Gestaltänderung der Oberfläche kannin der bereits beschriebenen Weise genutzt werden.The panel according to 3 is due to the polymer layer 15 formed, the whole surface firmly with the pad 12 connected is. The underlay 12 is designed to be electrically conductive and thus simultaneously forms the one electrode layer 16b for activating the polymer layer 15 , The other electrode layer 16a consists of honeycombed interconnected webs on the free surface of the polymer layer 15 , Is attached to the electrode layers 16a . 16b a voltage U applied, so arises in the polymer layer 15 an electric field with locally different strong expression, the field in the region of the honeycomb-like webs of the electrode layer 16a reached a maximum. Therefore, in these areas, the deformation of the polymer layer 15 , So the reduction of their thickness the strongest, so that the material of the polymer layer is displaced into the honeycomb interior of the honeycombs formed by the webs and there to a thickening of the polymer layer 15 leads. Here, the indicated by the dotted line profile 26 the surface of the panel. This change in shape of the surface can be used in the manner already described.
    [0026] DiePolymeraktoren 14 gemäß der 1 bis 3 weisenjeweils nur eine Polymerlage 15 auf. Allerdings können auchSchichtaktoren mit mehreren Polymerlagen verwendet werden (nichtdargestellt), wobei sich hierdurch die erreichbaren Verformungsbeträge steigernlassen.The polymer actuators 14 according to the 1 to 3 each have only one polymer layer 15 on. However, layer actuators with a plurality of polymer layers can also be used (not shown), whereby the achievable deformation amounts can be increased as a result.
    权利要求:
    Claims (9)
    [1]
    Verkleidung mit einer elastischen, die Oberfläche derVerkleidung bildenden Grenzschicht und einem in die Verkleidungintegrierten Polymeraktor (14) zur Verformung der Grenzschicht, dadurchgekennzeichnet, dass die Verkleidung mit einer betragsmäßig mitdem Flächeninhaltder Verkleidung übereinstimmendenAnlagefläche(A) an der verkleideten Unterlage (12) anliegt, wobei dieAnlageflächenur mit Teilbereichen auf der Unterlage (12) befestigtist.Cladding with an elastic boundary layer forming the surface of the cladding and a polymer actuator integrated in the cladding ( 14 ) for deforming the boundary layer, characterized in that the cladding has a contact surface (A) which matches the surface area of the cladding (A) on the clad surface ( 12 ), wherein the contact surface only with partial areas on the base ( 12 ) is attached.
    [2]
    Verkleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass der Polymeraktor als Membranaktor ausgebildet ist.Cladding according to claim 1, characterizedthat the polymer actuator is designed as a membrane actuator.
    [3]
    Verkleidung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,dass diese in regelmäßigen Abständen punktuellauf der Unterlage befestigt ist.Cladding according to claim 2, characterizedthat these are punctual at regular intervalsis attached to the pad.
    [4]
    Verkleidung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die Verkleidung mit Durchgangslöchern (19)versehen ist.Cladding according to one of the preceding claims, characterized in that the cladding with through-holes ( 19 ) is provided.
    [5]
    Verkleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass diese aus einzeln jeweils mit einem Ende auf der Unterlagebefestigten Lamellen (22) zusammengesetzt ist, wobei dieLammellen jeweils als Biegeaktor ausgebildete Polymeraktoren sind.Cladding according to claim 1, characterized in that it consists of individually attached at one end to the base slats ( 22 ), wherein the lamellae are each polymer actuators designed as a bending reactor.
    [6]
    Verkleidung mit einer elastischen, die Oberfläche derVerkleidung bildenden Grenzschicht und einem in die Verkleidungintegrierten Polymeraktor (14) zur Verformung der Grenzschicht,dadurch gekennzeichnet, dass die Verkleidung mit einer betragsmäßig mitdem Flächeninhaltder Verkleidung übereinstimmendenAnlagefläche(A) an der verkleideten Unterlage (12) anliegt, wobei dieVerkleidung mit der gesamten Anlagefläche (A) fest mit der Unterlage (12)verbunden ist und zumindest eine Elektrodenlage (16a) für den Polymeraktor(14) aufweist, die sich nur über einen Teilbereich des Polymeraktors(14) erstreckt.Cladding with an elastic boundary layer forming the surface of the cladding and a polymer actuator integrated in the cladding ( 14 ) for deforming the boundary layer, characterized in that the cladding has a contact surface (A) which matches the surface area of the cladding (A) on the clad surface ( 12 ), wherein the panel with the entire contact surface (A) fixed to the pad ( 12 ) and at least one electrode layer ( 16a ) for the polymer actuator ( 14 ), which extend only over a partial region of the polymer actuator ( 14 ).
    [7]
    Verkleidung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,dass die Elektrodenlage (16a) die Stege einer wabenartigenStruktur auf der Polymerlage (15) bilden.Cladding according to claim 6, characterized in that the electrode layer ( 16a ) the webs of a honeycomb structure on the polymer layer ( 15 ) form.
    [8]
    Verkleidung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,dass die Unterlage (12) eine Elektrode für eine Polymerschicht(15) des Polymeraktors (14) bildetCladding according to one of claims 6 or 7, characterized in that the base ( 12 ) an electrode for a polymer layer ( 15 ) of the polymer actuator ( 14 )
    [9]
    Verkleidung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die Grenzschicht als Zusatzschicht (24)auf dem Polymeraktor ausgebildet ist.Cladding according to one of the preceding claims, characterized in that the boundary layer as an additional layer ( 24 ) is formed on the polymer actuator.
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    DE102004011030B4|2006-04-13|
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-09-22| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2006-10-05| 8364| No opposition during term of opposition|
    2011-01-20| 8339| Ceased/non-payment of the annual fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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