DE10134831C1 - Closure device for a tubular line for conveying a gaseous or liquid medium - Google Patents
Closure device for a tubular line for conveying a gaseous or liquid mediumInfo
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- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16L55/11—Plugs
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Abstract
Die Verschlusseinrichtung (7) einer rohrförmigen Leitung (8) mit einem in einem Verschlussbereich nuten- oder rinnenartig erweiterten Innendurchmesser (R¶i¶) weist ein Verschlusselement (6) mit einem in einem Montagezustand gegenüber dem Innendurchmesser vergrößerten Außendurchmesser auf. Zumindest der ringförmige Außenrandbereich (4) des Verschlusselementes (6) soll aus einer superelastische Eigenschaften zeigenden Formgedächtnislegierung bestehen, die beim Einführen in den erweiterten Verschlussbereich (9) in ihre vergleichsweise härtere Austenit-Phase überführt wird.The closure device (7) of a tubular line (8) with an inner diameter (R¶i¶) widened in a groove or groove-like manner in a closure region has a closure element (6) with an outer diameter that is enlarged in an assembled state compared to the inner diameter. At least the ring-shaped outer edge region (4) of the closure element (6) is to consist of a shape memory alloy which exhibits superelastic properties and which is introduced into its comparatively harder austenite phase when it is introduced into the expanded closure region (9).
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Verschlusseinrichtung ei
ner rohrförmigen Leitung zur Förderung eines gasförmigen oder
flüssigen Mediums, die einen vorbestimmten Innendurchmesser
aufweist, der in einem Verschlussbereich nuten- oder rinnen
artig erweitert ist, mit einem Verschlusselement, welches
The invention relates to a closure device egg ner tubular line for conveying a gaseous or liquid medium, which has a predetermined inner diameter, which is widened like grooves or channels in a closure region, with a closure element, which
- - in einem Montagezustand einen gegenüber dem Innendurchmes ser der Leitung vergrößerten Außendurchmesser hat,- In an assembled state one compared to the inside diameter the cable has an enlarged outside diameter,
- - zumindest in einem ringförmigen Außenrandbereich elastisch ausgebildet ist- Elastic at least in an annular outer edge area is trained
undand
- - in den Verschlussbereich der Leitung einführbar ist, wo eine Verklemmung erfolgt.- Can be inserted into the sealing area of the line, where jamming occurs.
Zum Verschließen von rohrförmigen Leitungen oder Leitungssys temen, in denen Gase oder Flüssigkeiten zu fördern sind, wer den im Allgemeinen mehrteilige Verschlusseinrichtungen ver wendet. Bekannt sind Verschlusseinrichtungen mit einer mecha nischen Arretierung eines Elementes, z. B. eines Stopfens mit Gummi-O-Ring, in dem Verschlussbereich. Hierzu werden z. B. besondere Metallklammern oder Verschraubungen verwendet. Die verschiedenen Teile dieser Verschlusseinrichtung bedingen ei ne aufwendige Konstruktion und Montage (vgl. US 4,418,948 A).For closing tubular lines or line systems systems in which gases or liquids are to be pumped, who the generally multi-part locking devices ver applies. Closure devices with a mecha are known African locking of an element such. B. a plug with Rubber O-ring in the locking area. For this purpose, e.g. B. special metal clips or screw connections are used. The different parts of this locking device require egg ne complex construction and assembly (cf. US 4,418,948 A).
Ferner sind auch Verschlusseinrichtungen mit den eingangs ge nannten Merkmalen z. B. aus der US 3,739,460 A bekannt. Bei diesen Einrichtungen wird ein zumindest in seinem Randbereich elastisches, meistens metallisches Verschlusselement unter Verformung desselben durch die Leitung in deren sich erwei ternden Verschlussbereich geschoben, wo es sich unter teil weiser Aufhebung seiner Verformung ausdehnt und so verklemmt. Für diese Verformung sind im Allgemeinen erhebliche Kräfte erforderlich, die leicht zu Beschädigungen in Form von Ver kratzungen der Innenwand der Leitung führen und zudem eine Demontage des Verschlusselementes behindern. Außerdem treten häufig Abdichtungsprobleme auf.Furthermore, closure devices with the ge named features z. B. from US 3,739,460 A. at one of these devices is at least in its edge area elastic, mostly metallic closure element under Deformation of the same by the line in which it expands sliding closure area where it is under part wise cancellation of its deformation and jamming. There are generally considerable forces for this deformation required to easily damage in the form of Ver scratches on the inner wall of the pipe lead and also disassembly of the closure element hinder. In addition, sealing problems often occur.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Verschlussein richtung mit den eingangs genannten Merkmalen dahingehend auszubilden, dass die Montage ihres Verschlusselementes er leichtert ist.The object of the present invention is to be the closure direction with the characteristics mentioned above train that the assembly of their closure element he is lighter.
Diese Aufgabe wird mit den Maßnahmen gemäß Anspruch 1 gelöst.
Demgemäss soll bei der Verschlusseinrichtung vorgesehen sein,
dass
This object is achieved with the measures according to claim 1. Accordingly, it should be provided in the closure device that
- - zumindest der ringförmige Außenbereich des Verschlussele mentes aus einer superelastische Eigenschaften zeigenden Formgedächtnislegierung besteht, die sowohl in eine Mar tensit-Phase als auch in eine Austenit-Phase überführbar ist,- At least the ring-shaped outer area of the closure element mentes from a super elastic properties Shape memory alloy consists of both a Mar tensite phase as well as in an austenite phase is
- - der Außendurchmesser des Verschlusselementes so auf den Innendurchmesser der Leitung abgestimmt ist, dass beim Einführen des Verschlusselementes in die Leitung die Form gedächtnislegierung zumindest teilweise eine Formänderung in ihrem superelastischen Bereich der Martensit-Phase er fährt,- The outer diameter of the closure element on the Inner diameter of the line is matched that the Introduce the closure element into the line the form memory alloy at least partially a shape change in their super-elastic area of the martensite phase moves,
undand
- - die Erweiterung des Verschlussbereiches so gewählt ist, dass die Formgedächtnislegierung beim Einführen in diesen Bereich in ihre vergleichsweise härtere Austenit-Phase ü berführt wird.- the extension of the closure area is selected that the shape memory alloy when inserted into this Range in their comparatively harder austenite phase is transferred.
Durch Integration eines Ringes aus einer Formgedächtnislegie rung in das Verschlusselement können vorteilhaft beide Funk tionen der Verschlusseinrichtung, nämlich ein Abdichten und eine Halterung von einem einzigen Bauteil erfüllt werden. So wohl die Herstellung des Verschlusselementes mit Integration des Formgedächtnis-"Dichtringes" als auch deren Montage sind gegenüber bekannten Ausführungsformen deutlich vereinfacht, da hierfür im Allgemeinen jeweils nur ein Prozessschritt erforderlich ist. Es lässt sich so eine zuverlässige und kos tengünstige Abdichtung erreichen.By integrating a ring from a shape memory alloy tion in the closure element can advantageously both radio tion of the closure device, namely sealing and a bracket can be fulfilled by a single component. so probably the production of the closure element with integration the shape memory "sealing ring" and their assembly significantly simplified compared to known embodiments, since this generally only requires one process step at a time is. It can be so reliable and free achieve inexpensive sealing.
Die Abdichtungs- und Arretierungsfunktion beruht auf einer Formänderung des Ringes aus der Formgedächtnislegierung in dessen superelastischem Bereich. Die entsprechende Eigen schaft der Superelastizität ist beispielsweise in dem Buch von D. Stöckel [Hrsg.]: "Legierungen mit Formgedächtnis, Ex pert-Verlag, Ehningen (DE), 1988, (vgl. insbesondere die Sei ten 175 bis 186), erläutert. Im Bereich der Superelastizität ist eine verformende Kraft über einen verhältnismäßig großen Ausdehnungsbereich weitgehend konstant, so dass sich der An pressdruck auch bei weiterem Einführen des Verschlusselemen tes in die Leitung nicht erhöht. Der äußere und innere Durch messer des Ringes aus der Formgedächtnislegierung sind nun so aufeinander abstimmbar, dass die Verformung des Ringes im su perelastischen Bereich abläuft. So lassen sich z. B. TiNi- Legierungen bis zum 10% superelastisch verformen. Außerdem kann das Verschlusselement mit einer etwas höheren Zugkraft über die Umwandlung in die Martensit-Form im superelastischen Bereich wieder reversibel zur Wiederverwendung aus dem Innen raum der Leitung entfernt werden. Durch eine gute Korrosions beständigkeit eignen sich Formgedächtnislegierungen besonders für den Einsatz als Dichtringe.The sealing and locking function is based on a change in shape of the ring made of the shape memory alloy in its super-elastic area. The corresponding property of superelasticity is described, for example, in the book by D. Stöckel [ed.]: "Alloys with shape memory, Ex pert-Verlag, Ehningen (DE), 1988, (see in particular pages 175 to 186 ) In the area of superelasticity, a deforming force is largely constant over a relatively large expansion range, so that the contact pressure does not increase even when the closure element is inserted further into the line. The outer and inner diameter of the ring made of the shape memory alloy are now so can be coordinated with one another so that the deformation of the ring takes place in the super-elastic range, for example, TiNi alloys can be deformed up to 10% super-elastic. In addition, the closure element can be converted into the martensite form with a somewhat higher tensile force in the super-elastic way The area can be reversibly removed from the interior of the line for reuse Corrosion resistance makes shape memory alloys particularly suitable for use as sealing rings.
Das Verschlusselement der erfindungsgemäßen Einrichtung stellt somit ein Bauteil hoher Zuverlässigkeit und Verfügbar keit dar, das einfach zu handhaben und ohne weiteres an gege bene Druckverhältnisse und die gegebenen Abmessungsverhält nisse anzupassen ist. Dabei lässt sich eine gute Abdichtung gewährleisten.The closure element of the device according to the invention thus provides a component of high reliability and availability is easy to use and easy to handle level pressure ratios and the given dimensional ratios nisse is to be adjusted. This allows a good seal guarantee.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Ver schlusseinrichtung gehen aus den Unteransprüchen hervor.Advantageous embodiments of the Ver closing device emerge from the subclaims.
So kann das Verschlusselement insbesondere einen rohr- oder scheibenförmigen Zentralteil aufweisen, der mit einem ringförmigen Dichtungselement aus der Formgedächtnislegierung um schlossen ist. Dabei kann der Zentralteil z. B. aus Kunststoff bestehen. Entsprechende Verbindungselemente sind kostengüns tig zu erstellen.The closure element can in particular be a tubular or have disc-shaped central part with an annular Sealing element made of the shape memory alloy is closed. The central part z. B. made of plastic consist. Corresponding fasteners are inexpensive to create.
Besonders geeignet als Formgedächtnislegierung für superelas tische bzw. pseudoelastische Anwendungen ist eine Ti-Ni- Legierung, die gegebenenfalls noch mindestens eine weitere Legierungskomponente besitzt. Jedoch sind auch andere bekann te Formgedächtnislegierungen wie z. B. auf CuZn-, CuAl-, FeNi-, FeMn-, NiMn-, NiAl-, TiPd- Basis [mit oder ohne weite rer Komponente(n)] verwendbar.Particularly suitable as shape memory alloy for superelas table or pseudo-elastic applications is a Ti-Ni Alloy, optionally at least one more Has alloy component. However, others are also known te shape memory alloys such. B. on CuZn-, CuAl-, FeNi, FeMn, NiMn, NiAl, TiPd base [with or without wide rer component (s)] usable.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Verschlusseinrich tung gehen aus den vorstehend nicht angesprochenen Unteran sprüchen hervor.Further advantageous refinements of the closure device tion arise from the sub-items not mentioned above sayings.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung noch weiter erläutert. Dabei zeigenThe invention is described below with reference to the Drawing explained further. Show
deren Fig. 1 und 2 Diagramme mit Spannungs-Dehnungskurven einer Formgedächtnislegierung in einem super elastischen Bereich,the Figs. 1 and 2 diagrams with stress-strain curves of shape memory alloy in a superelastic region,
deren Fig. 3 das Spannungs-Verformungs-Temperaturdiagramm einer Formgedächtnislegierung mit Einwegef fekt,the stress-strain-temperature diagram fect their Fig. 3 of a shape memory alloy having Einwegef,
deren Fig. 4 und 5 zwei Ausführungsformen von Verschluss elementen,elements of which Fig. 4 and 5 show two embodiments of locking,
deren Fig. 6 eine Leitung mit einem Verschlusselement im Montagezustand undthe Figure 6 is a conduit with a closure element in the assembled state and.
deren Fig. 7 diese Leitung mit dem Verschlusselement im ab dichtenden Zustand.the Fig. 7, this line with the closure element in sealing off state.
In der Zeichnung sind sich entsprechende Teile jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are shown in the drawing provided the same reference numerals.
Die erfindungsgemäße Verschlusseinrichtung soll ein Ver schlusselement aufweisen, das zumindest in einem ringförmigen Außenrandbereich aus einer superelastische Eigenschaften zei genden Formgedächtnislegierung (auch als "Memory-Metall be zeichnet) besteht. Derartige Legierungen sind sowohl in eine Martensit-Phase (auch als "α-Zustand oder -Phase" oder als "Tieftemperaturphase") bezeichnet als auch in eine Austenit- Phase (auch als "β-Zustand oder -Phase" oder als "Hochtempe raturphase" bezeichnet) überführbar. Entsprechende Legierun gen sind in dem vorstehend genannten Buch von D. Stöckel ab gehandelt (vgl. das genannte Buch, insbesondere die Seiten 1 bis 30, insbesondere die Seiten 15 und 75). Bevorzugte Bei spiele geeigneter Legierungen sind solche auf CuZn-, CuAl-, FeNi-, FeMn-, NiMn-, NiAl-, NiTi- oder TiPd- Basis, wobei je weils gegebenenfalls noch mindestens eine weitere Komponente hinzulegiert sein kann.The closure device according to the invention is intended to be a Ver have closing element, at least in an annular Outer edge area from a super elastic properties shape memory alloy (also known as "memory metal draws). Such alloys are both in one Martensite phase (also called "α state or phase" or as "Low temperature phase") also referred to as an austenite Phase (also as "β-state or phase" or as "high temperature maturation phase "referred to) can be transferred. Corresponding alloy gen are in the above-mentioned book by D. Stöckel traded (cf. the book mentioned, especially pages 1 to 30, especially pages 15 and 75). Preferred case Suitable alloys are those on CuZn, CuAl, FeNi, FeMn, NiMn, NiAl, NiTi or TiPd based, where each because possibly at least one other component can be alloyed.
Für die erfindungsgemäße Verschlusseinrichtung sollen super elastische Eigenschaften von Formgedächtnislegierungen ausge nutzt werden (vgl. das genannte Buch, insbesondere die Seiten 175 bis 186). Zur Erläuterung dieser Eigenschaften wird zu nächst auf das Diagramm der Fig. 1 verwiesen, in der die Spannungs(σ)-Dehnungs(ε)-Kurve für eine besonders geeignete TiNi-Formgedächtnislegierung im superelastischen Bereich ver einfacht dargestellt ist. Wie aus dem Kurvenverlauf in diesem Diagramm zu entnehmen ist, lässt sich mit einer nur geringen Änderung der Krafteinwirkung (bzw. mechanischen Spannung oder Belastung) eine zunächst in der verhältnismäßig harten Auste nit-Phase β befindlichen Legierung in die weichere Martensit- Phase α reversibel überführen. Diese Reversibilität er streckt sich in einem Bereich bis zu einem theoretischen Ma ximalwert von 10%. Bei praktischen Beispielen mit kompletter Rückwandlung liegt dieser Wert bei etwa 1,5%. In diesem Be reich der Superelastizität ist beim Übergang zwischen den Phasen α ↔ β die jeweilige Kraft über einen verhältnismäßig großen Ausdehnungsbereich nahezu konstant.For the closure device according to the invention, super elastic properties of shape memory alloys are to be used (cf. the book mentioned, in particular pages 175 to 186). For an explanation of these properties, reference is first made to the diagram in FIG. 1, in which the stress (σ) strain (ε) curve is shown in a simplified manner for a particularly suitable TiNi shape memory alloy in the superelastic range. As can be seen from the course of the curve in this diagram, an alloy that is initially in the relatively hard austenite phase β can be reversibly converted into the softer martensite phase α with only a slight change in the force (or mechanical stress or load) , This reversibility extends in a range up to a theoretical maximum of 10%. In practical examples with complete reverse conversion, this value is around 1.5%. In this area of superelasticity, the respective force is almost constant over a relatively large expansion range during the transition between the phases α ↔ β.
Bei dem Effekt der Superelastizität wird von der Tatsache Gebrauch gemacht, dass bei einer thermoelastischen martensitischen Umwandlung die Temperatur und die Spannung gleichwer tige bzw. austauschbare Variablen sind. Daher kann bei einer solchen Umwandlung eine Martensit-Bildung nicht nur durch thermische, sondern auch durch mechanische Kräfte bewirkt werden. Wird eine Formgedächtnislegierung im Hochtemperatur zustand β (Austenit-Phase) mit einer mechanischen Spannung beaufschlagt, so entstehen bevorzugte Martensit-Varianten, die beispielsweise im Falle einer Zugbeanspannung zu einer Probenverlängerung führen. Mit zunehmender Spannung entstehen und wachsen die Martensit-Varianten, während sie bei Span nungsabnahme genau in umgekehrter Weise verschwinden. Zur Er läuterung dieses Effektes sei auch auf die Spannungs(σ)-Deh nungs(ε)-Kurven des Diagramms der Fig. 2 verwiesen, die aus dem genannten Buch von D. Stöckel, Seite 176, entnommen sind. Das Diagramm zeigt die Spannungs-Dehnungskurve bei Raumtempe ratur für eine Formgedächtnislegierung in der Austenit-Phase β (Kurve I, gestrichelt) sowie für eine gewöhnliche Legierung ohne thermoelastische martensitische Umwandlung (Kurve II, durchgezogen). Während die gewöhnliche Legierung eine elasti sche Dehnung von etwa 0,2% aufweist, kehrt die Formgedächt nislegierung selbst nach einer Dehnung von 1,5% bei Wegnahme der Spannung zur ursprünglichen Länge zurück. Nach einer li near-elastischen Verformung der Austenit-Phase folgt ein nicht linearer elastischer Bereich, der auf eine spannungsin duzierte Phasenumwandlung zurückzuführen ist. Dieses Verhal ten wird als Superelastizität oder Pseudoelastizität bezeich net. Die dargestellte Spannungs-Dehnungskurve der superelas tischen Legierung zeigt die auch in Fig. 1 veranschaulichte Hysterese.The effect of superelasticity makes use of the fact that in a thermoelastic martensitic transformation, the temperature and the tension are equivalent or interchangeable variables. Therefore, with such a transformation, martensite formation can be caused not only by thermal, but also by mechanical forces. If a shape memory alloy is subjected to a mechanical stress in the high temperature state β (austenite phase), preferred martensite variants arise which, for example, lead to a sample extension in the event of tensile stress. The martensite variants arise and grow with increasing tension, while disappearing in reverse in the event of a decrease in tension. To explain this effect, reference is also made to the stress (σ) strain (ε) curves of the diagram in FIG. 2, which are taken from the aforementioned book by D. Stöckel, page 176. The diagram shows the stress-strain curve at room temperature for a shape memory alloy in the austenite phase β (curve I, dashed) and for a conventional alloy without thermoelastic martensitic transformation (curve II, solid). While the ordinary alloy has an elastic elongation of about 0.2%, the shape memory alloy returns to its original length even after an elongation of 1.5% when the tension is removed. A linear elastic deformation of the austenite phase is followed by a non-linear elastic range, which is due to a stress-induced phase transformation. This behavior is referred to as super elasticity or pseudo elasticity. The illustrated stress-strain curve of the superelastic alloy shows the hysteresis also illustrated in FIG. 1.
Das in Fig. 3 wiedergegebene Spannungs(σ)-, Verformung(ε)-,
Temperatur (T)-Diagramm ergibt sich für eine Formgedächtnis
legierung mit sogenanntem Einwegeffekt (vgl. das genannte
Buch von D. Stöckel, Seite 2 und Seiten 64 bis 79). In dem
Diagramm sind bezeichnet mit
α die Martensit-Phase,
β die Austenit-Phase,
e1w die relative Formänderung bei Einwegeffekt
RP α, Rt die Streckgrenze der Martensit-Phase bzw. der
Beginn der superelastischen Verformung
mit As und Af der Austenit-Beginn (α nach β) bzw. das Auste
nit-Ende.The stress (σ) -, deformation (ε) -, temperature (T) diagram shown in Fig. 3 results for a shape memory alloy with a so-called one-way effect (cf. the mentioned book by D. Stöckel, page 2 and pages 64 to 79). In the diagram are marked with
α the martensite phase,
β the austenite phase,
e 1w the relative shape change with one-way effect
R P α , R t the yield strength of the martensite phase or the beginning of the super elastic deformation
with A s and A f the austenite start (α to β) or the auste nit end.
Aus dem Diagramm ist der Bereich des superelastischen Effek tes (= von den gepfeilten Linien eingeschlossene Fläche) entnehmbar.From the diagram is the area of the super elastic effect tes (= area enclosed by the arrowed lines) removable.
Fig. 4 zeigt eine erste Ausführungsform eines Verschlussele mentes 2 für eine erfindungsgemäße Verschlusseinrichtung. Das Verschlusselement enthält einen rohr- oder scheibenförmigen Zentralteil 3a eines Kunststoffstopfens 3. Dieser Zentralteil ist umschlossen von einem ringförmigen Dichtungsteil 4 aus einer Formgedächtnislegierung mit der geforderten superelas tischen Eigenschaft. Dieser Dichtungsteil 4 bildet den ring förmigen Außenrandbereich des Verschlusselementes. Fig. 4 shows a first embodiment of a Verschlussele mentes 2 for an inventive closure device. The closure element contains a tubular or disk-shaped central part 3 a of a plastic stopper 3 . This central part is enclosed by an annular sealing part 4 made of a shape memory alloy with the required superelastic property. This sealing part 4 forms the ring-shaped outer edge region of the closure element.
Abweichend von der Ausführungsform nach der Fig. 4 weist das in Fig. 5 gezeigte Verschlusselement 6 nur einen rohr- oder scheibenförmigen Zentralteil 3a auf, der nicht wie gemäß Fig. 4 an einem Endstück kappenförmig erweitert ist. Auf der Außenseite dieses Zentralteils 3a sitzt formschlüssig der Dichtring 4 aus der Formgedächtnislegierung mit einem Außen durchmesser Ra.In contrast to the embodiment according to FIG. 4, the closure element 6 shown in FIG. 5 has only one tubular or disk-shaped central part 3 a, which is not expanded like a cap at one end piece as shown in FIG. 4. On the outside of this central part 3 a sits the sealing ring 4 from the shape memory alloy with an outer diameter R a .
Aus Fig. 6 geht eine Verschlusseinrichtung 7 mit einer rohr förmigen Leitung 8 z. B. aus Kunststoff hervor, die zur Förde rung eines gasförmigen oder flüssigen Mediums dient und mit Hilfe eines Verschlusselementes wie z. B. dem nach Fig. 5 zu verschließen ist. Die Rohrleitung 8 bildet einen Kanal 8a mit einem Innendurchmesser Ri, der in einem Verschlussbereich 9 nuten- oder rinnenartig erweitert ist. Gemäß der Erfindung soll der Außendurchmesser Ra des Verschlusselementes 6 bzw. dessen Dichtungsteils 4 so auf den Innendurchmesser Ri des Kanals 8a der Leitung 8 abgestimmt sein, dass, wie in der Fi gur dargestellt, beim Einführen des Verschlusselementes 6 in den Kanal 8a der Dichtungsteil 4 aus der Formgedächtnislegie rung derart verformt wird, dass die Verformung gemäß den Dia grammen der Fig. 1 bis 3 in einem superelastischen Bereich der Martensit-Phase liegt. Beim Einschieben des Dichtungsele mentes in den Kanal 8a in der durch eine gepfeilte Linie an gedeuteten Richtung r treten dann in dem Dichtungsteil 4 er höhte Spannungen auf, die das Formgedächtnis-Material super elastisch in die weichere Martensit-Form bringt. Wird nun ge mäß Fig. 7 der leicht vergrößerte Durchmesser des Ver schlussbereichs 9 der Leitung erreicht, bewirkt die damit verbundene Formänderung des Dichtungsteils 4 zu einem etwas größeren Radius hin einen Übergang in die härtere Austenit- Form und damit eine Arretierung und Abdichtung des Leitungs kanals 8a in diesem Bereich. Der in dem Kunststoffzentralteil 3a fixierte ringförmige Dichtungsteil 4 schließt also den Leitungskanal in diesem Bereich ab und hält den Zentralteil a bzw. den gesamten Stopfen 3 in dem Leitungskanal fest. Die Form der Nut oder Rinne des Verschlussbereichs 9 kann so ge wählt werden, dass dort ein guter Formschluss zwischen dem Dichtring 4 aus der Formgedächtnislegierung und einer Nuten wand gewährleistet ist. Der Montageprozess ist zuverlässig und kann leicht überprüft werden. Bei Verwendung eines Stop fens gemäß Fig. 4 kann dieser als Kunststoffteil z. B. so konstruiert werden, dass er nach Arretierung die Leitung 8 bündig abschließt.From Fig. 6, a closure device 7 with a tubular line 8 z. B. from plastic, which serves to promote a gaseous or liquid medium and with the help of a closure element such. B. to be closed according to FIG. 5. The pipeline 8 forms a channel 8 a with an inner diameter R i , which is widened in a groove or groove-like manner in a closure region 9 . According to the invention, the outer diameter R a of the closure element 6 or its sealing part 4 should be matched to the inner diameter R i of the channel 8 a of the line 8 such that, as shown in the figure, when the closure element 6 is inserted into the channel 8 a the sealing part 4 is deformed from the shape memory alloy such that the deformation according to the diagrams of FIGS . 1 to 3 lies in a superelastic range of the martensite phase. When inserting the Dichtungsele element in the channel 8 a in the direction indicated by an arrow on the direction r then he occurs in the sealing part 4 heightened stresses, which brings the shape memory material super elastic into the softer martensite shape. If the slightly enlarged diameter of the sealing area 9 of the line is reached according to FIG. 7, the associated change in shape of the sealing part 4 causes a transition to the tougher austenite shape to a somewhat larger radius and thus a locking and sealing of the line channel 8 a in this area. The annular sealing part 4 fixed in the plastic central part 3 a thus closes off the conduit in this area and holds the central part a or the entire plug 3 in the conduit. The shape of the groove or groove of the closure region 9 can be selected so that there is a good positive fit between the sealing ring 4 made of the shape memory alloy and a groove wall is ensured. The assembly process is reliable and can be easily checked. When using a Stop fens of FIG. 4 may, for this as a plastic part. B. be constructed so that it locks the line 8 flush after locking.
Abweichend von den dargestellten Ausführungsformen des Ver schlusselementes 2 bzw. 6 kann dieses auch einen anders ge formten Zentralteil 3a aufweisen, der auch aus einem anderen als aus einem Kunststoffmaterial bestehen kann. Selbstver ständlich kann das Verschlusselement auch insgesamt aus einer Formgedächtnislegierung hergestellt sein. Wesentlich ist da bei lediglich, dass sein Außenrandbereich superelastische Ei genschaften aufweist und die Durchmesser Ri des Leitungska nals 8a und Ra des Verschlusselementes so aufeinander abge stimmt sind, dass der erwünschte Übergang von der weicheren Martensit-Phase in die härtere Austenit-Phase durch die Durchmessererweiterung im Verschlussbereich bewirkt wird.Deviating from the illustrated embodiments of the closure element 2 or 6 , this can also have a differently shaped central part 3 a, which can also consist of a material other than a plastic material. Of course, the closure element can also be made entirely of a shape memory alloy. The only essential thing is that its outer edge area has superelastic properties and the diameters R i of the conduit channels 8 a and R a of the closure element are matched to one another in such a way that the desired transition from the softer martensite phase to the harder austenite phase is caused by the diameter expansion in the closure area.
Claims (5)
in einem Montagezustand einen gegenüber dem Innendurchmes ser der Leitung vergrößerten Außendurchmesser hat,
zumindest in einem ringförmigen Außenrandbereich elastisch ausgebildet ist und
in den Verschlussbereich der Leitung einführbar ist, wo eine Verklemmung erfolgt,
dadurch gekennzeichnet, dass
- a) zumindest der ringförmige Außenrandbereich des Verschluss elementes (2, 6) aus einer superelastische Eigenschaften zeigenden Formgedächtnislegierung besteht, die sowohl in eine Martensit-Phase als auch in eine Austenit-Phase über führbar ist,
- b) der Außendurchmesser (Ra) des Verschlusselementes (2, 6) so auf den Innendurchmesser (Ri) der Leitung (8) abge stimmt ist, dass beim Einführen des Verschlusselementes in die Leitung die Formgedächtnislegierung zumindest teilwei se eine Formänderung in ihren superelastischen Bereich der Martensit-Phase erfährt,
- a) die Erweiterung des Verschlussbereiches (9) so gewählt ist, dass die Formgedächtnislegierung beim Einführen in diesen Bereich in ihre vergleichsweise härtere Austenit- Phase überführt wird.
in an assembled state has an enlarged outer diameter compared to the inner diameter of the line,
is designed to be elastic at least in an annular outer edge region and
can be inserted into the sealing area of the line, where jamming occurs,
characterized in that
- a) at least the annular outer edge region of the closure element ( 2 , 6 ) consists of a shape-memory alloy which shows superelastic properties and which can be converted into a martensite phase as well as an austenite phase,
- b) the outer diameter (R a ) of the closure element ( 2 , 6 ) is tuned to the inside diameter (R i ) of the line ( 8 ) in such a way that when the closure element is inserted into the line, the shape memory alloy at least partially changes shape in its superelastic Area of the martensite phase,
- a) the expansion of the closure area ( 9 ) is selected such that the shape memory alloy is transferred into its comparatively harder austenite phase when it is introduced into this area.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL1036086C2 (en) * | 2008-10-17 | 2009-09-10 | Antonius Wilhelmus Josephus Van Den Boogaard | Rubber flap for gas pipeline, has pressure spring placed through hole in main pipeline through adapter so that gas discharge is temporarily closed in pipeline |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1450290A1 (en) * | 1964-12-22 | 1969-02-20 | Bopp & Reuther Gmbh | Pressure sample closure |
US3739460A (en) * | 1971-06-01 | 1973-06-19 | Thomas & Betts Corp | Method of joining concentric members |
US4418948A (en) * | 1981-05-06 | 1983-12-06 | Lew Hyok S | Elastic coupling for pipes and tubes |
-
2001
- 2001-07-17 DE DE2001134831 patent/DE10134831C1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1450290A1 (en) * | 1964-12-22 | 1969-02-20 | Bopp & Reuther Gmbh | Pressure sample closure |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL1036086C2 (en) * | 2008-10-17 | 2009-09-10 | Antonius Wilhelmus Josephus Van Den Boogaard | Rubber flap for gas pipeline, has pressure spring placed through hole in main pipeline through adapter so that gas discharge is temporarily closed in pipeline |
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