DE102013208371B4

DE102013208371B4 - Zurückstellbare einrichtungen

Info

Publication number: DE102013208371B4
Application number: DE102013208371.8A
Authority: DE
Inventors: Shivaram AC; Vidyashankar R. Buravalla; Paul W. Alexander
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-05-15
Filing date: 2013-05-07
Publication date: 2018-03-29
Anticipated expiration: 2033-05-08
Also published as: DE102013208371A1

Abstract

Einrichtung (10) zur zyklischen Betätigung einer Komponente (12) zwischen einem ersten Zustand (14) und einem zweiten Zustand (16), wobei die Einrichtung (10) umfasst: ein Element (28), das aus einer Formgedächtnislegierung gebildet und in einer ersten Richtung (36) zusammenziehbar ist, wobei die Formgedächtnislegierung in Ansprechen auf eine Quelle thermischer Energie (34) zwischen einer kristallographischen Martensitphase und einer kristallographischen Austenitphase überleitbar ist; und eine Rückstellvorrichtung (20), die mit dem Element (28) verbunden ist und durch dieses angetrieben wird, wobei die Rückstellvorrichtung (20) umfasst: ein Verbindungselement (50), das mit der Komponente (12) in Verbindung steht und in einer zweiten Richtung (52), die der ersten Richtung (36) entgegengesetzt ist, verschiebbar ist, und eine Scheibe (58), die um eine Drehachse (56) drehbar ist und mit dem Verbindungselement (50) in funktionaler Verbindung steht; wobei die Rückstellvorrichtung (20) durch das Element (28) aus einem Anfangszustand (22), in dem die Formgedächtnislegierung die kristallographische Martensitphase aufweist und sich die Komponente (12) in dem ersten Zustand (14) befindet, in einen betätigten Zustand (24), in dem die Formgedächtnislegierung die kristallographische Austenitphase aufweist und sich die Komponente (12) in dem zweiten Zustand (16) befindet, betätigbar ist; wobei die Rückstellvorrichtung (20) aus dem betätigten Zustand (24) in einen Rückstellzustand (26) zurückstellbar ist, in welchem die Formgedächtnislegierung von der kristallographischen Austenitphase in die kristallographische Martensitphase übergeht, während sich die Komponente (12) in dem ersten Zustand (14) befindet; wobei die Rückstellvorrichtung (20) ferner aus dem Rückstellzustand (26) in den Anfangszustand (22) zurückstellbar ist; und wobei sich das Element (28) in der ersten Richtung (36) zusammenzieht, wenn die Formgedächtnislegierung von der kristallographischen Martensitphase in die kristallographische Austenitphase übergeht, und dadurch die Scheibe (58) um die Drehachse (56) dreht und das Verbindungselement (50) in der zweiten Richtung (52) verschiebt, um die Komponente (12) in den zweiten Zustand (16) zu verstellen.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen indischen Patentanmeldung Nr. 548/KOL/2012, die am 15. Mai 2012 eingereicht wurde.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein Einrichtungen zum zyklischen Betätigen einer Komponente zwischen einem ersten Zustand und einem zweiten Zustand.
HINTERGRUND
Formgedächtnislegierungen können einen Formgedächtniseffekt zeigen, und sie können schnell die Steifigkeit, die Federungsrate und/oder die Formstabilität verändern. Im Allgemeinen durchlaufen Formgedächtnislegierungen eine kristallographische Phasenänderung im festen Zustand mittels einer molekularen oder kristallinen Umordnung, um zwischen einer kristallographischen Martensitphase und einer kristallographischen Austenitphase zu wechseln. Im Allgemeinen ist die kristallographische Martensitphase eine Phase bei vergleichsweise niedrigerer Temperatur, und sie ist oft verformbarer als die kristallographische Austenitphase bei vergleichsweise höherer Temperatur. Daher werden Einrichtungen, die solche Formgedächtnislegierungen aufweisen, oft als Aktuatoren verwendet.
In der US 4 524 343 A ist eine Einrichtung beschrieben, bei der ein Kolben mittels eines Elements aus einer Formgedächtnislegierung aus einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand verstellbar ist, sobald die Formgedächtnislegierung in eine Austenitphase übergeht und sich das Element zusammenzieht. Sobald der Kolben den zweiten Zustand erreicht, ist eine Trennung der Verbindung zwischen dem Kolben und dem Element aus der Formgedächtnislegierung vorgesehen, um den Kolben mittels einer Rückstellfeder unmittelbar in den ersten Zustand zurückzustellen. Das Element aus der Formgedächtnislegierung kehrt erst anschließend durch Abkühlung in eine Martensitphase zurück und dehnt sich dabei aus.
Die US 2002/0 189 612 A1 beschreibt eine Einrichtung, bei der ein Betätigungshebel durch zwei Elemente aus einer Formgedächtnislegierung in zwei unterschiedlichen Zuständen verriegelt werden kann.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Einrichtung zum zyklischen Betätigen einer Komponente zwischen zwei Zuständen zu schaffen, welche ein schnelles Zurückstellen der Komponente ermöglicht und bezüglich des zur Verfügung stehenden Bauraums flexibel verwendbar ist.
ZUSAMMENFASSUNG
Diese Aufgabe wird durch eine Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die Einrichtung zum zyklischen Betätigen einer Komponente zwischen einem ersten Zustand und einem zweiten Zustand umfasst ein Element, das aus einer Formgedächtnislegierung gebildet ist, und eine Rückstellvorrichtung, die mit dem Element verbunden ist und durch dieses angetrieben wird. Die Formgedächtnislegierung ist zwischen einer kristallographischen Martensitphase und einer kristallographischen Austenitphase in Ansprechen auf eine Quelle thermischer Energie überleitbar. Die Rückstellvorrichtung ist durch das Element aus einem Anfangszustand, in dem die Formgedächtnislegierung die kristallographische Martensitphase aufweist und sich die Komponente in dem ersten Zustand befindet, in einen betätigten Zustand betätigbar, in dem die Formgedächtnislegierung die kristallographische Austenitphase aufweist und sich die Komponente in dem zweiten Zustand befindet. Zusätzlich ist die Rückstellvorrichtung aus dem betätigten Zustand in einen Rückstellzustand zurückstellbar, in dem die Formgedächtnislegierung aus der kristallographischen Austenitphase in die kristallographische Martensitphase übergeht, während sich die Komponente in dem ersten Zustand befindet. Die Rückstellvorrichtung ist ferner aus dem Rückstellzustand in den Anfangszustand zurückstellbar.
Erfindungsgemäß ist das Element in einer ersten Richtung zusammenziehbar. Ferner weist die Rückstellvorrichtung ein Verbindungselement auf, das in einer zweiten Richtung verschiebbar ist, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, um dadurch die Komponente weiter in den zweiten Zustand zu verstellen. Die Rückstellvorrichtung weist auch eine Scheibe auf, die um eine Drehachse drehbar und mit dem Verbindungselement funktional verbunden ist.
Bei einer anderen, nicht beanspruchten Ausführungsform weist die Rückstellvorrichtung eine Treiberkomponente mit einem ersten Ende, das mit dem Element gekoppelt ist, und einem zweiten Ende auf, das von dem ersten Ende beabstandet ist. Ferner weist die Rückstellvorrichtung eine Nachfolgerkomponente auf, die mit der Treiberkomponente lösbar gekoppelt ist. Die Nachfolgerkomponente weist ein proximales Ende und ein distales Ende auf, das von dem proximalen Ende beabstandet ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung einer Einrichtung, die ein Element, das aus einer Formgedächtnislegierung gebildet ist, und eine Rückstellvorrichtung aufweist, die durch das Element aus einem Anfangszustand in einen betätigten Zustand betätigbar ist;
2 ist eine schematische, fragmentarische Perspektivdarstellung eines Abschnitts eines Handschuhfachs für ein Fahrzeug, wobei das Handschuhfach eine Ausführungsform der Einrichtung von 1 und eine Komponente umfasst, die zwischen einem ersten Zustand und einem zweiten Zustand zyklisch betätigbar ist;
3 ist eine schematische Darstellung der Einrichtung von 1, wenn die Rückstellvorrichtung von einem Anfangszustand in einen betätigten Zustand betätigt wird, von dem betätigten Zustand in den Rückstellzustand zurückgestellt wird und weiter aus dem Rückstellzustand in den Anfangszustand zurückgestellt wird;
4 ist eine schematische Darstellung einer Draufsicht einer ersten Ausführungsform der Einrichtung von 1;
5A ist eine schematische, fragmentarische Darstellung einer ersten Position der Einrichtung von 4;
5B ist eine schematische, fragmentarische Darstellung einer zweiten Position der Einrichtung von 4;
5C ist eine schematische, fragmentarische Darstellung einer dritten Position der Einrichtung von 4;
5D ist eine schematische, fragmentarische Darstellung einer vierten Position der Einrichtung von 4;
5E ist eine schematische, fragmentarische Darstellung einer fünften Position der Einrichtung von 4;
5F ist eine schematische, fragmentarische Darstellung einer sechsten Position der Einrichtung von 4;
6 ist eine schematische Darstellung einer Draufsicht einer zweiten Ausführungsform der Einrichtung von 1;
7A ist eine schematische Darstellung einer Draufsicht einer dritten Ausführungsform der Einrichtung von 1, wobei die Einrichtung eine erstes Segment und ein zweites Segment aufweist und sich die Rückstellvorrichtung in dem Anfangszustand befindet;
7B ist eine schematische Darstellung einer Draufsicht der Einrichtung von 7A, wobei das erste Segment aufgeheizt wird und sich die Rückstellvorrichtung in dem betätigten Zustand befindet;
7C ist eine schematische Darstellung einer Draufsicht der Einrichtung von 7A, wobei das erste Segment aufgeheizt wird und sich die Rückstellvorrichtung in dem Rückstellzustand befindet;
7D ist eine schematische Darstellung einer Draufsicht der Einrichtung von 7A, wobei das erste Segment gekühlt wird und sich die Rückstellvorrichtung in dem Anfangszustand befindet;
7E ist eine schematische Darstellung einer Draufsicht der Einrichtung von 7A, wobei das zweite Segment aufgeheizt wird und sich die Rückstellvorrichtung in dem betätigten Zustand befindet;
7F ist eine schematische Darstellung einer Draufsicht der Einrichtung von 7A, wobei das zweite Segment aufgeheizt wird und sich die Rückstellvorrichtung in dem Rückstellzustand befindet; und
7G ist eine schematische Darstellung einer Draufsicht der Einrichtung von 7A, wobei das zweite Segment gekühlt wird und sich die Rückstellvorrichtung in dem Anfangszustand befindet;
8A ist eine schematische Darstellung einer Draufsicht einer vierten, nicht beanspruchten Ausführungsform der Einrichtung von 1, wobei sich die Rückstellvorrichtung in dem Anfangszustand befindet;
8B ist eine schematische Darstellung einer Draufsicht der Einrichtung von 8A, wobei sich die Rückstellvorrichtung in dem betätigten Zustand befindet;
8C ist eine schematische Darstellung einer Draufsicht der Einrichtung von 8A, bevor sich die Rückstellvorrichtung in dem Rückstellzustand befindet;
9A ist eine schematische Darstellung einer Draufsicht einer fünften, nicht beanspruchten Ausführungsform der Einrichtung von 1, wobei sich die Rückstellvorrichtung in dem Anfangszustand befindet;
9B ist eine schematische Darstellung einer Draufsicht der Einrichtung von 9A, wobei sich die Rückstellvorrichtung in dem betätigten Zustand befindet;
9C ist eine schematische Darstellung einer Draufsicht der Einrichtung von 9A, bevor sich die Rückstellvorrichtung in dem Rückstellzustand befindet;
10A ist eine schematische Darstellung einer Draufsicht einer sechsten, nicht beanspruchten Ausführungsform der Einrichtung von 1, wobei sich die Rückstellvorrichtung in dem Anfangszustand befindet;
10B ist eine schematische Darstellung einer Draufsicht der Einrichtung von 10A, wobei sich die Rückstellvorrichtung in dem betätigten Zustand befindet;
10C ist eine schematische Darstellung einer Draufsicht der Einrichtung von 10A, bevor sich die Rückstellvorrichtung in dem Rückstellzustand befindet;
11 ist eine schematische Darstellung einer Seitenansicht einer siebten, nicht beanspruchten Ausführungsform der Einrichtung von 1, wobei die Einrichtung zumindest einen Elektromagnet umfasst;
12 ist eine schematische Darstellung einer Seitenansicht einer achten, nicht beanspruchten Ausführungsform der Einrichtung von 1; und
13 ist eine schematische, perspektivische Explosionsdarstellung einer aufgeschnittenen Seitenansicht einer neunten, nicht beanspruchten Ausführungsform der Einrichtung von 1.
AUSFÜRHLICHE BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf die Figuren, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Elemente beziehen, ist eine Einrichtung 10 für eine zyklische Betätigung einer Komponente 12 (2) zwischen einem ersten Zustand 14 (2) und einem zweiten Zustand 16 (2) allgemein in 1 gezeigt. Die Einrichtung 10 kann für Anwendungen verwendbar sein, die eine Betätigbarkeit und Rückstellbarkeit über eine kurze Zykluszeit erfordern, d. h. eine schnelle Betätigbarkeit und Rückstellbarkeit. Beispielsweise kann die Einrichtung 10, wie es am besten in 2 gezeigt ist, für eine zyklische Betätigung, d. h. das Betätigen und Zurückstellen, von Kraftfahrzeug-Verriegelungsanwendungen verwendbar sein, wie beispielsweise bei Handschuhfachverriegelungen (allgemein bei 18 gezeigt), Heckklappenverriegelungen, Kofferraumdeckelverriegelungen, Kühlerhaubenverriegelungen und dergleichen, ohne darauf beschränkt zu sein. Die Einrichtung 10 kann jedoch auch für Nicht-Verriegelungsvorgänge verwendbar sein, wie beispielsweise für eine Ventilbetätigung, und/oder für Nicht-Kraftfahrzeuganwendungen, die Luftfahrt-, Wohnungs- und Schifffahrtsanwendungen umfassen.
Unter erneuter Bezugnahme auf 1 umfasst die Einrichtung 10, obgleich dies nachstehend in weiterem Detail dargelegt ist, eine Rückstellvorrichtung 20, die während der zuvor erwähnten zyklischen Betätigung der Komponente 12 (2) betätigbar und rückstellbar ist. Daher kann die Einrichtung 10, wie es unter Bezugnahme auf 3 beschrieben ist, für Anwendungen verwendbar sein, die eine Betätigbarkeit aus einem Anfangszustand 22 in einen betätigten Zustand 24 erfordern. Ferner kann die Einrichtung 10 für Anwendungen verwendbar sein, die eine Rückstellbarkeit aus dem betätigten Zustand 24 in einen Rückstellzustand 26 und von dem Rückstellzustand 26 in den Anfangszustand 22 erfordern, um die Komponente 12 zwischen dem ersten Zustand 14 (2) und dem zweiten Zustand 16 (2) zyklisch zu betätigen.
Beispielsweise kann sich der erste Zustand 14, wie es am besten unter Bezugnahme auf 1 dargestellt ist, auf einen verriegelten Zustand der Komponente 12 beziehen, und er kann dem Anfangszustand 22 der Rückstellvorrichtung 20 entsprechen. Umgekehrt kann sich der zweite Zustand 16 auf einen entriegelten Zustand der Komponente 12 beziehen, und er kann dem betätigten Zustand 24 der Rückstellvorrichtung 20 entsprechen. Alternativ oder zusätzlich kann sich der erste Zustand 14 auf einen geschlossenen Zustand der Komponente 12 beziehen, und der zweite Zustand 16 kann sich auf einen offenen Zustand beziehen.
Unter weiterer Bezugnahme auf 1 kann sich der betätigte Zustand 24 der Rückstellvorrichtung 20 auf einen entriegelten und/oder offenen Zustand der Komponente 12 beziehen. Ferner kann sich der Rückstellzustand 26 der Rückstellvorrichtung 20, wie nachstehend detaillierter dargelegt wird, auf einen verriegelten und/oder geschlossenen Zustand der Komponente 12 beziehen, bei dem ein oder mehrere Abschnitte der Einrichtung 10 in einem Wiederherstellungsmodus sind, sodass die Rückstellvorrichtung 20 noch nicht zur Aktivierung oder Betätigung aus dem Anfangszustand 22 in den betätigten Zustand 24 bereit ist. Unter weiterer Bezugnahme auf 1 kann sich der Anfangszustand 22 der Rückstellvorrichtung 20 im Gegensatz dazu auf einen verriegelten und/oder geschlossenen Zustand der Komponente 12 beziehen, bei dem ein oder mehrere Abschnitte der Einrichtung 10 oder der Rückstellvorrichtung 20 wieder zur Aktivierung oder Betätigung aus dem Anfangszustand 22 in den betätigten Zustand 24 bereit sind, wie nachstehend detaillierter dargelegt wird. Somit kann die Rückstellvorrichtung 20 für ein Zurückstellen aus dem betätigten Zustand 24 in den Rückstellzustand 26 und aus dem Rückstellzustand 26 in den Anfangszustand 22 ausgebildet sein, um dadurch die Komponente 12 zyklisch zwischen dem ersten Zustand 14 und dem zweiten Zustand 16 zu betätigen, wie ebenfalls nachstehend in weiterem Detail dargelegt wird.
Unter weiterer Bezugnahme auf 1 und 2 kann die Einrichtung 10 ferner passiv oder aktiv aus dem betätigten Zustand 24 (3) in den Rückstellzustand 26 (3) und aus dem Rückstellzustand 26 in den Anfangszustand 22 (3) zurückgestellt werden. Wie hierin verwendet, bezieht sich die Terminologie ”passiv zurückgestellt” auf Ausführungsformen, die ohne elektronisch betätigte oder elektronisch gesteuerte Komponente zurückgestellt werden, sodass die Rückstellvorrichtung 20 automatisch aus dem betätigten Zustand 24 in den Rückstellzustand 26 und aus dem Rückstellzustand 26 in den Anfangszustand 22 zurückgestellt wird. Ferner kann sich ”passiv zurückgestellt” auf positionsbasierte Einrichtungen (allgemein bei 10, 110 in 4 bzw. 6 gezeigt) und/oder auf kraftbasierte Einrichtungen (allgemein bei 310, 710, 810 in 8A–8C, 12 bzw. 13 bezeigt) beziehen. Im Gegensatz dazu bezieht sich die Terminologie ”aktiv zurückgestellt” auf Ausführungsformen, die durch eine oder mehrere elektronisch betätigte oder elektronisch gesteuerte Komponenten zurückstellbar sind, sodass die Rückstellvorrichtung 20 betätigt oder gesteuert wird und nicht automatisch aus dem betätigten Zustand 24 in den Rückstellzustand 26 und aus dem Rückstellzustand 26 in den Anfangszustand 22 zurückgestellt wird.
Unter erneuter Bezugnahme auf 1 weist die Einrichtung 10 ein Element 28 auf, das aus einer Formgedächtnislegierung gebildet ist, die in Ansprechen auf eine Quelle thermischer Energie 34 von einer kristallographischen Martensitphase (in 1 allgemein bei 30 dargestellt) in eine kristallographische Austenitphase (in 1 allgemein bei 32 dargestellt) überleitbar ist.
Wie hierin verwendet, bezieht sich die Terminologie ”Formgedächtnislegierung” auf Legierungen, die einen Formgedächtniseffekt zeigen und die Fähigkeit aufweisen, die Steifigkeit, die Federungsrate und/oder die Formstabilität schnell zu ändern. Das heißt, dass die Formgedächtnislegierung eine kristallographische Phasenänderung im festen Zustand mittels einer molekularen oder kristallinen Umordnung durchlaufen kann, um zwischen der kristallographischen Martensitphase 30 (1), d. h. dem ”Martensit”, und der kristallographischen Austenitphase 32 (1), d. h. dem ”Austenit”, zu wechseln. Anders ausgedrückt kann die Formgedächtnislegierung eine Verschiebungsumwandlung anstelle einer Diffusionsumwandlung durchlaufen, um zwischen der kristallographischen Martensitphase 30 und der kristallographischen Austenitphase 32 zu wechseln. Eine Verschiebungsumwandlung ist als eine strukturelle Änderung definiert, die durch die koordinierte Bewegung von Atomen oder von Gruppen von Atomen relativ zu Nachbaratomen oder Gruppen von Atomen erfolgt. Im Allgemeinen bezieht sich die kristallographische Martensitphase 30 auf die Phase bei vergleichsweise niedrigerer Temperatur, und sie ist oft besser verformbar als die kristallographische Austenitphase 32 bei vergleichsweise höherer Temperatur.
Die Temperatur, bei der die Formgedächtnislegierung beginnt, von der kristallographischen Austenitphase 32 (1) in die kristallographische Martensitphase 30 (1) zu wechseln, ist als die Martensit-Starttemperatur M_s bekannt. Die Temperatur, bei der die Formgedächtnislegierung den Wechsel von der kristallographischen Austenitphase 32 in die kristallographische Martensitphase 30 abschließt, ist als die Martensit-Endtemperatur M_f oder Martensit-Umwandlungstemperatur T_trans bekannt. Wenn die Formgedächtnislegierung aufgeheizt wird, ist die Temperatur, bei der die Formgedächtnislegierung beginnt, von der kristallographischen Martensitphase 30 in die kristallographische Austenitphase 32 zu wechseln, auf ähnliche Weise als die Austenit-Starttemperatur A_s bekannt. Die Temperatur, bei der die Formgedächtnislegierung den Wechsel von der kristallographischen Martensitphase in die kristallographische Austenitphase abschließt, ist als die Austenit-Endtemperatur A_f oder Austenit-Umwandlungstemperatur T_trans bekannt.
Daher kann das Element 28 (1), das aus der Formgedächtnislegierung gebildet ist, durch einen kalten Zustand charakterisiert werden, d. h., wenn eine Temperatur der Formgedächtnislegierung unterhalb der Martensit-Endtemperatur M_f oder Martensit-Umwandlungstemperatur T_trans der Formgedächtnislegierung liegt. Auf ähnliche Weise kann das Element 28 auch durch einen heißen Zustand charakterisiert werden, d. h., wenn die Temperatur der Formgedächtnislegierung oberhalb der Austenit-Endtemperatur A_f oder Austenit-Umwandlungstemperatur T_trans der Formgedächtnislegierung liegt. Somit kann das Element 28 in Ansprechen auf die Quelle thermischer Energie 34 (1) betrieben werden, d. h., es kann sich bezüglich der Abmessung ausdehnen, wenn es abgekühlt wird, und es kann sich bezüglich der Abmessung zusammenziehen, wenn es aufgeheizt wird.
Im Betrieb kann die Formgedächtnislegierung, die vorgedehnt oder einer Zugspannung ausgesetzt ist, die Abmessung bei einer Änderung der kristallographischen Phase 30, 32 ändern (1), um dadurch thermische Energie in mechanische Energie umzuwandeln. Das heißt, dass das Element 28 (1), das aus der Formgedächtnislegierung gebildet ist, die Abmessung bei einer Änderung der kristallographischen Phase 30, 32 ändert, wenn es der Quelle thermischer Energie 34 ausgesetzt wird (1), um dadurch thermische Energie in mechanische Energie umzuwandeln, wie nachstehend detaillierter dargelegt ist.
Insbesondere kann eine Änderung der kristallographischen Phase von der kristallographischen Martensitphase 30 (1) in die kristallographische Austenitphase 32 (1) die Formgedächtnislegierung in Ansprechen auf eine Zunahme in der Temperatur der Formgedächtnislegierung bezüglich der Abmessung zusammenziehen. Beispielsweise kann sich das Element 28 zusammenziehen und/oder verkürzen, wenn die Formgedächtnislegierung von der kristallographischen Martensitphase 30 in die kristallographische Austenitphase 32 übergeht. Das heißt, dass das Element 28, wie es am besten in 4 gezeigt ist, in einer ersten Richtung kontrahierbar sein kann (die allgemein durch den Pfeil 36 dargestellt ist).
Spezieller kann sich die Formgedächtnislegierung bezüglich der Abmessung zusammenziehen, wenn die Formgedächtnislegierung zuvor pseudoplastisch vorgedehnt wurde. Die Terminologie ”pseudoplastisch vorgedehnt” bezieht sich darauf, dass das Element 28 (1) unter einer Last gestreckt wird, z. B. gedehnt wird, während sich die Formgedächtnislegierung in der kristallographischen Martensitphase 30 befindet (1). Die Gestalt der Formgedächtnislegierung unter Last kann nicht vollständig wiederhergestellt werden, wenn das Element 28 entlastet wird. Im Gegensatz dazu kann eine Gestalt des Elements 28 vollständig wiederhergestellt werden, wenn dieses unter einer rein elastischen Dehnung gedehnt wird. Beim Entlasten zeigt sich das Element 28, das aus der Formgedächtnislegierung gebildet ist, derart, dass es plastisch verformt wurde, aber wenn das Element 28 bis zu der Austenit-Starttemperatur A_s aufgeheizt wird, kann die gedehnte Gestalt derart wiederhergestellt werden, dass das Element 28 zu der ursprünglichen Länge zurückkehrt. Das heißt, dass es möglich ist, die Formgedächtnislegierung derart zu belasten, dass eine Grenze für die elastische Dehnung der Formgedächtnislegierung überschritten wird und eine Verformung in der kristallographischen Martensitstruktur der Formgedächtnislegierung stattfindet, bevor eine wahre Grenze für die plastische Dehnung der Formgedächtnislegierung überschritten wird. Eine Dehnung dieses Typs zwischen der Grenze für die elastische Dehnung und der wahren Grenze für die plastische Dehnung ist eine pseudoplastische Dehnung.
Somit kann das Element 28 (1), das aus der Formgedächtnislegierung gebildet ist, vor dem Einbau in die Einrichtung 10 (1) derart gestreckt werden, dass die nominelle Länge der Formgedächtnislegierung eine wiederherstellbare pseudoplastische Dehnung aufweist. Eine solche wiederherstellbare pseudoplastische Dehnung kann eine Bewegung zum Betätigen und/oder Antreiben der Einrichtung 10 liefern. Ohne eine Vordehnung der Formgedächtnislegierung kann daher eine kleine Verformung während der kristallographischen Phasenänderung auftreten. Ferner kann das Element 28 einer Zugkraft ausgesetzt sein, die durch einen Vorspannungsmechanismus, z. B. durch eine Feder, oder durch einen gespannten Austenitabschnitt der Formgedächtnislegierung geliefert wird, um die kristallographische Phasenänderung zu bewirken.
Umgekehrt kann der Wechsel der Formgedächtnislegierung von der kristallographischen Austenitphase 32 (1) in die kristallographische Martensitphase 30 (1) die Formgedächtnislegierung in Ansprechen auf ein Kühlen der Formgedächtnislegierung bezüglich der Abmessung ausdehnen. Daher kann sich das Element 28 (1) ausdehnen, wenn die Formgedächtnislegierung von der kristallographischen Austenitphase 32 in die kristallographische Martensitphase 30 übergeht. Beispielsweise kann das Element 28 weicher werden, sich entspannen und/oder länger werden. Das heißt, dass sich die Formgedächtnislegierung bezüglich der Abmessung ausdehnen kann, wenn die Formgedächtnislegierung einer Zugspannung und einer vergleichsweise kühleren Temperatur ausgesetzt wird. Die Formgedächtnislegierung kann dadurch thermische Energie in mechanische Energie umwandeln, indem sie sich abwechselnd ausdehnt und zusammenzieht. Das heißt, dass sich die Formgedächtnislegierung abwechselnd in Ansprechen auf eine Zunahme in der Temperatur bezüglich der Abmessung zusammenziehen und in Ansprechen auf eine Abnahme in der Temperatur bezüglich der Abmessung ausdehnen kann, um dadurch thermische Energie in mechanische Energie umzuwandeln.
Die Formgedächtnislegierung kann eine beliebige geeignete Zusammensetzung aufweisen. Insbesondere kann die Formgedächtnislegierung in Kombination ein Element aufweisen, das aus der Gruppe von Kobalt, Nickel, Titan, Indium, Mangan, Eisen, Palladium, Zink, Kupfer, Silber, Gold, Cadmium, Zinn, Silizium, Patin und Gallium ausgewählt ist. Geeignete Formgedächtnislegierungsmaterialien umfassen beispielsweise auf Nickel-Titan basierte Legierungen, auf Nickel-Aluminium basierte Legierungen, auf Nickel-Gallium basierte Legierungen, auf Indium-Titan basierte Legierungen, auf Indium-Cadmium basierte Legierungen, auf Nickel-Cobalt-Aluminium basierte Legierungen, auf Nickel-Mangan-Gallium basierte Legierungen, kupferbasierte Legierungen (z. B. Kupfer-Zink-Legierungen, Kupfer-Aluminium-Legierungen, Kupfer-Gold-Legierungen und Kupfer-Zinn-Legierungen), auf Gold-Cadmium basierte Legierungen, auf Silber-Cadmium basierte Legierungen, auf Mangan-Kupfer basierte Legierungen, auf Eisen-Platin basierte Legierungen, auf Eisen-Palladium basierte Legierungen und Kombinationen einer oder mehrerer von jeder dieser Kombinationen. Die Formgedächtnislegierung kann binär, ternär oder von einer beliebigen höheren Ordnung sein, solange die Formgedächtnislegierung einen Formgedächtniseffekt zeigt, z. B. eine Änderung in der Formausrichtung, der Dämpfungskapazität und dergleichen. Die Formgedächtnislegierung kann gemäß gewünschten Betriebstemperaturen der Einrichtung 10 (1) ausgewählt werden, wie nachstehend detaillierter dargelegt ist. Gemäß einem speziellen Beispiel kann die Formgedächtnislegierung Nickel und Titan aufweisen.
Ferner kann das Element 28 (1), das aus der Formgedächtnislegierung gebildet ist, eine beliebige geeignete Form, d. h. Gestalt, aufweisen. Beispielsweise kann das Element 28 eine Form eines Elements mit Gestaltänderung aufweisen. Das heißt, dass das Element 28 eine Form aufweisen kann, die aus der Gruppe von Federn, Streifen, Drähten, Bändern, kontinuierlichen Schleifen und Kombinationen von diesen ausgewählt wird. Wie es am besten in 4 zu sehen ist, kann das Element 28 bei einer nicht einschränkenden Ausführungsform als ein Draht ausgebildet sein.
Unter weiterer Bezugnahme auf 1 kann die Formgedächtnislegierung über eine erste Zeitdauer 38 von der kristallographischen Martensitphase 30 in die kristallographische Austenitphase 32 überleitbar sein. Die erste Zeitdauer 38 kann von ungefähr 0,25 Sekunden bis ungefähr 3 Sekunden reichen und beispielsweise bei ungefähr 1 Sekunde liegen. Beispielsweise kann Wärme (die allgemein als die Quelle thermischer Energie 34 in 1 dargestellt ist) auf das Element 28 angewendet werden, und die Formgedächtnislegierung kann von der kristallographischen Martensitphase 30 in die kristallographische Austenitphase 32 übergehen. Somit kann sich das Element 28 zusammenziehen und/oder versteifen. Daher kann das Element 28 einen ersten Zustand, eine erste Eigenschaft und/oder eine erste Form aufweisen, wenn die Formgedächtnislegierung die kristallographische Martensitphase 30 aufweist, und es kann einen zweiten Zustand, eine zweite Eigenschaft und/oder eine zweite Form aufweisen, wenn die Formgedächtnislegierung die kristallographische Austenitphase 32 aufweist. Beispielsweise kann die Formgedächtnislegierung die Steifigkeit, die Dichte, die Gestalt, die Zugfestigkeit, die Länge, die Breite, die Dicke, die Federungsrate und Kombinationen von diesen verändern, wenn die Formgedächtnislegierung zwischen der kristallographischen Martensitphase 30 und der kristallographischen Austenitphase 32 wechselt.
Wie es am besten in 8A und 8B gezeigt ist, kann das Element 28 bei einem nicht beanspruchten Beispiel von einer ersten Länge 40 (8A) auf eine zweite Länge 42 (8B) verkürzt werden, die kleiner als die erste Länge 40 ist. Das heißt, dass das Element 28 die erste Länge 40 dann, wenn die Formgedächtnislegierung die kristallographische Martensitphase 30 aufweist, und die zweite Länge 42 (8B) dann aufweisen kann, wenn die Formgedächtnislegierung die kristallographische Austenitphase 32 aufweist.
Unter weiterer Bezugnahme auf 1 kann die Formgedächtnislegierung, obwohl dies nicht skaliert dargestellt ist, über eine zweite Zeitdauer 44, die länger als die erste Zeitdauer 38 ist, von der kristallographischen Austenitphase 32 in die kristallographische Martensitphase 30 überleitbar sein. Die zweite Zeitdauer 44 kann von ungefähr 3,5 Sekunden bis ungefähr 15 Sekunden reichen und beispielsweise bei 5 Sekunden liegen. Daher kann das Element 28 schneller von der kristallographischen Martensitphase 30 in die kristallographische Austenitphase 32 übergehen, als das Element 28 von der kristallographischen Austenitphase 32 in die kristallographische Martensitphase 30 übergeht. Anders ausgedrückt kann sich das Element 28 schneller zusammenziehen und/oder schneller versteifen, als sich das Element 28 ausdehnt und/oder entspannt. Ein Verhältnis der ersten Zeitdauer 38 zu der zweiten Zeitdauer 44 kann von ungefähr 1:2 bis ungefähr 1:20 reichen und beispielsweise bei ungefähr 1:10 liegen.
Unter erneuter Bezugnahme auf 1 kann beispielsweise die Wärme 34 von dem Element 28 entfernt werden, d. h. das Element 28 kann gekühlt werden, und die Formgedächtnislegierung kann über die zweite Zeitdauer 44 von der kristallographischen Austenitphase 32 in die kristallographische Martensitphase 30 übergehen. Somit kann sich das Element 28 über die zweite Zeitdauer 44 ausdehnen und/oder entspannen. Daher kann das Element 28 von der zweiten Länge 42 (8B) auf die erste Länge 40 (8A) verlängert werden.
Unter erneuter Bezugnahme auf 1 weist die Einrichtung 10 auch eine Rückstellvorrichtung 20 auf, die mit dem Element 28 verbunden ist und durch dieses angetrieben wird. Die Rückstellvorrichtung 20 kann beispielsweise direkt oder indirekt mit dem Element 28 gekoppelt oder an diesem befestigt sein, wie nachstehend detaillierter dargelegt ist. Im Allgemeinen kann die Rückstellvorrichtung 20 ausgebildet sein, um die Komponente 12 wieder aus dem zweiten Zustand 16 in den ersten Zustand 14 zu verstellen, sodass ein oder mehrere Abschnitte der Einrichtung 10 sich wiederherstellen und/oder Eigenschaften verändern können, um wieder für einen Betrieb der Einrichtung 10 bereit zu sein.
Wie es unter Bezugnahme auf 1 beschrieben ist, ist die Rückstellvorrichtung 20 spezieller durch das Element 28 aus dem Anfangszustand 22, in dem die Formgedächtnislegierung die kristallographische Martensitphase 30 aufweist und sich die Komponente 12 in dem ersten Zustand 14 befindet, in den betätigten Zustand 24 betätigbar, in dem die Formgedächtnislegierung die kristallographische Austenitphase 32 aufweist und sich die Komponente 12 in dem zweiten Zustand 16 befindet. Wenn sich die Rückstellvorrichtung 20 beispielsweise in dem Anfangszustand 22 befindet, d. h. für eine Betätigung bereit ist, und wenn sich die Komponente 12 in dem ersten Zustand 14 befindet und beispielsweise verriegelt und/oder geschlossen ist, kann die Formgedächtnislegierung über die erste Zeitdauer 38 von der kristallographischen Martensitphase 30 in die kristallographische Austenitphase 32 übergehen, um die Rückstellvorrichtung 20 in den betätigten Zustand 24 zu betätigen, in dem die Formgedächtnislegierung die vergleichsweise weniger verformbare kristallographische Austenitphase 32 aufweiset und sich die Komponente 12 in dem zweiten Zustand 16 befindet. Bei einem nicht einschränkenden Beispiel kann das Element 28 verkürzt werden, wenn die Formgedächtnislegierung von der kristallographischen Martensitphase 30 in die kristallographische Austenitphase 32 übergeht, um dadurch die Rückstellvorrichtung 20 aus dem Anfangszustand 22 in den betätigten Zustand 24 zu betätigen. Daher wird die Rückstellvorrichtung 20 durch das Element 28 angetrieben, und die Einrichtung 10 kann beispielsweise eine Verriegelung (nicht gezeigt) entriegeln und/oder ein Ventil (nicht gezeigt) öffnen.
Unter weiterer Bezugnahme auf 1 ist die Rückstellvorrichtung 20 aus dem betätigten Zustand 24 in den Rückstellzustand 26 zurückstellbar, in welchem die Formgedächtnislegierung von der kristallographischen Austenitphase 32 in die kristallographische Martensitphase 30 übergeht, während sich die Komponente 12 in dem ersten Zustand 14 befindet. Wie nachstehend detaillierter dargelegt ist, heißt dies, dass der Rückstellzustand 26 ermöglichen kann, dass die Formgedächtnislegierung von der kristallographischen Austenitphase 32 in die kristallographische Martensitphase 30 übergeht, während sich die Komponente 12 nicht in dem zweiten Zustand 16 befindet und beispielsweise nicht offen oder entriegelt ist.
Unter erneuter Bezugnahme auf 1 kann der Rückstellzustand 26 daher dem ersten Zustand 14 entsprechen, in welchem die Komponente 12 verriegelt oder geschlossen ist und die Formgedächtnislegierung noch nicht von der kristallographischen Austenitphase 32 in die kristallographische Martensitphase 30 übergegangen ist. Die Quelle der thermischen Energie 34 kann in dem Rückstellzustand 26 der Rückstellvorrichtung 20 von dem Element 28 entfernt werden, das Element 28 kann jedoch weiterhin zusammengezogen und/oder verkürzt werden und noch nicht verfügbar sein, um die Rückstellvorrichtung 20 wieder in den betätigten Zustand 24 zu betätigen und diese beispielsweise zu entriegeln oder zu öffnen. Daher kann die Formgedächtnislegierung weiterhin in die kristallographische Martensitphase 30 übergehen und sich dadurch beispielsweise auf die erste Länge 40 (8A) ausdehnen und verlängern, wenn sich die Rückstellvorrichtung 20 in dem Rückstellzustand 26 befindet.
Unter Bezugnahme auf 1 kann das Element 28 verlängert werden, wenn die Formgedächtnislegierung von der kristallographischen Austenitphase 32 in die kristallographische Martensitphase 30 übergeht, wenn die Rückstellvorrichtung 20 aus dem betätigten Zustand 24 in den Rückstellzustand 26 zurückgestellt wird. Somit kann die Komponente 12 erneut verriegelt oder geschlossen werden, d. h. sie kann aus dem zweiten Zustand 16 wieder in den ersten Zustand 14 verstellt werden, während die Formgedächtnislegierung weiterhin in die vergleichsweise besser verformbare kristallographische Martensitphase 30 übergeht. Das heißt, dass die Rückstellvorrichtung 20 ermöglichen kann, dass die Formgedächtnislegierung die kristallographische Martensitphase 30 sogar dann wiederherstellt, während die Komponente 12 verriegelt und/oder geschlossen ist, d. h., wenn sich diese in dem ersten Zustand 14 befindet.
Unter weiterer Bezugnahme auf 1 ist die Rückstellvorrichtung 20 über eine dritte Zeitdauer (die allgemein bei 46 dargestellt ist), welche kürzer als die zweite Zeitdauer 44 ist, aus dem betätigten Zustand 24 in den Rückstellzustand 26 zurückstellbar. Das heißt, dass die Rückstellvorrichtung 20 schneller als dem betätigten Zustand 24 in den Rückstellzustand 26 zurückgestellt werden kann, als die Formgedächtnislegierung von der kristallographischen Austenitphase 32 in die kristallographische Martensitphase 30 übergeht. Für nicht einschränkende Verriegelungsanwendungen kann der Rückstellzustand 26 eine geschlossene oder verriegelte Ausbildung der Komponente 12 darstellen. Daher kann die Rückstellvorrichtung 20 aus dem betätigten Zustand 24, d. h. einer offenen oder entriegelten Ausbildung der Komponente 12, in den Rückstellzustand 26 zurückgestellt werden, d. h. in eine geschlossene oder verriegelte Ausbildung der Komponente 12, bevor die Formgedächtnislegierung vollständig von der kristallographischen Austenitphase 32 in die kristallographische Martensitphase 30 übergeht. Somit kann sich die Rückstellvorrichtung 20 in dem Rückstellzustand 26 befinden, um zu ermöglichen, dass die Komponente 12 erneut verriegelt oder geschlossen wird, wenn sich die Formgedächtnislegierung abkühlt und wenn sich das Element 28 ausdehnt, verformt, entspannt und/oder verkürzt. Die dritte Zeitdauer 46 kann von ungefähr 0,25 Sekunden bis ungefähr 2 Sekunden reichen und beispielsweise ungefähr 1 Sekunde betragen. Das heißt, dass die dritte Zeitdauer 46 ungefähr gleich der ersten Zeitdauer 38 sein kann. Obwohl dies in 1 nicht skaliert dargestellt ist, kann die Rückstellvorrichtung 20 daher genauso schnell in den betätigten Zustand 24 betätigt werden, wie die Rückstellvorrichtung 20 in den Rückstellzustand 26 zurückgestellt wird. Anders ausgedrückt kann die Komponente 12 schnell erneut verriegelt und geschlossen werden, obwohl die Formgedächtnislegierung noch nicht vollständig in die kristallographische Martensitphase 30 übergegangen ist.
Unter Bezugnahme auf 1 kann die Rückstellvorrichtung 20 ferner nicht aus dem Anfangszustand 22 in den betätigten Zustand 24 betätigbar sein, wenn sich die Rückstellvorrichtung 20 in dem Rückstellzustand 26 befindet. Stattdessen kann die Formgedächtnislegierung weiterhin in die kristallographische Martensitphase 30 übergehen, bevor die Rückstellvorrichtung 20 wieder in den betätigten Zustand 24 betätigbar ist und/oder die Komponente 12 wieder zyklisch in den zweiten Zustand 16 verstellbar ist. Anders ausgedrückt kann die Einrichtung 10 die Komponente 12 nicht erneut in den zweiten Zustand 16 verstellen, während sich die Rückstellvorrichtung 20 in dem Rückstellzustand 26 befindet.
Unter weiterer Bezugnahme auf 1 ist die Rückstellvorrichtung 20 ferner aus dem Rückstellzustand 26 in den Anfangszustand 22 zurückstellbar. Spezieller kann die Rückstellvorrichtung 20 ferner über eine vierte Zeitdauer (die allgemein bei 48 dargestellt ist), welche gleich einer Differenz zwischen der zweiten Zeitdauer 44 und der dritten Zeitdauer 46 ist, aus dem Rückstellzustand 26 in den Anfangszustand 22 zurückstellbar sein. Das heißt, dass die vierte Zeitdauer 48 ein Wiederherstellungsintervall für die Rückstellvorrichtung 20 sein kann und dass sie eine Zeitspanne repräsentieren kann, die notwendig ist, damit die Formgedächtnislegierung den Übergang von der kristallographischen Austenitphase 32 in die kristallographische Martensitphase 30 abschließt, sodass das Element 28 zu der ersten Länge 40 (8A) zurückkehrt. In Abhängigkeit von der Länge der zweiten und der dritten Zeitdauer 44, 46 kann die vierte Zeitdauer 48 von ungefähr 3,25 Sekunden bis ungefähr 12 Sekunden reichen und beispielsweise bei ungefähr 4 Sekunden liegen.
Nun auf 4, 6 und 7A–7G Bezug nehmend, kann die Einrichtung 10, 110, 210 bei einer Ausführungsform rotieren, um die Komponente 12 zyklisch zwischen dem ersten Zustand 14 (2) und dem zweiten Zustand 16 (2) zu betätigen. Bei dieser Ausführungsform umfasst die Rückstellvorrichtung 20 ein Verbindungselement 50, das in einer zweiten Richtung (durch den Pfeil 52 dargestellt) verschiebbar ist, die der ersten Richtung 36 entgegengesetzt ist, um dadurch die Komponente 12 weiter in den zweiten Zustand 16 zu verstellen. Das Verbindungselement 50 kann beispielsweise an einem ersten elastischen Element 54, z. B. an einer Feder, befestigt sein, das ausgebildet sein kann, um mit der Komponente 12 in Eingriff zu stehen. Somit kann das Verbindungselement 50 das erste elastische Element 54 komprimieren, um die Komponente 12 zu entriegeln und/oder zu öffnen, wie es nachstehend detaillierter dargelegt ist.
Unter weiterer Bezugnahme auf 4, 6 und 7A–7G weist die Rückstellvorrichtung 20 bei dieser Ausführungsform auch eine Scheibe 58 auf, die um eine Drehachse (allgemein mit 56 bezeichnet) drehbar und funktional mit dem Verbindungselement 50 verbunden ist. Das Element 28 kann beispielsweise, wie es nachstehend detaillierter dargelegt ist, an der Scheibe 58 befestigt sein, und es kann in der ersten Richtung 36 verkürzt werden, wenn die Formgedächtnislegierung von der kristallographischen Martensitphase 30 (1) in die kristallographische Austenitphase 32 (1) übergeht, um dadurch die Scheibe 58 um die Drehachse 56 zu drehen. Das heißt, dass die erste Richtung 36 im Wesentlichen rechtwinklig zu der Drehachse 56 verlaufen kann.
Spezieller kann die Einrichtung 10 bei einer ersten Ausführungsform, die unter Bezugnahme auf 4–5F beschrieben ist, eine positionsbasierte Ausbildung aufweisen, und sie kann passiv zurückgestellt werden. Bei dieser Ausführungsform kann die Einrichtung 10 einen Hebelmechanismus mit Kurventräger umfassen.
Unter Bezugnahme auf 4 kann die Einrichtung 10 einen Kurventräger 60 aufweisen, der mit dem Verbindungselement 50 verbunden ist und eine Rille 62 darin definiert. Insbesondere kann der Kurventräger 60 eine horizontale Wand 64, eine vertikale Wand 66 und eine krummlinige Wand 68 aufweisen, welche die vertikale Wand 66 und die horizontale Wand 64 verbindet. Die horizontale Wand 64 kann einen horizontalen Abschnitt 70 der Rille 62 definieren, die vertikale Wand 66 kann einen vertikalen Abschnitt 72 der Rille 62 definieren, und die krummlinige Wand 68 kann einen krummlinigen Abschnitt 74 der Rille 62 definieren. Somit kann die Rille 62 eine D-Form aufweisen.
Unter weiterer Bezugnahme auf 4 kann der Kurventräger 60 ausgebildet sein, um linear in der ersten Richtung 36 und in der zweiten Richtung 52 verschoben zu werden. Zusätzlich kann der Kurventräger 60 eine Sperrklappe 76 aufweisen, die um eine Achse 78 verschwenkbar und ausgebildet ist, um die Rille 62 abwechselnd zu blockieren und freizugeben. Die Achse 78 kann im Wesentlichen parallel zu der Drehachse 56 verlaufen. Ferner kann der Kurventräger 60 mit dem Verbindungselement 50 gekoppelt sein, das wiederum mit dem ersten elastischen Element 54 gekoppelt sein kann. Wie vorstehend dargelegt ist, kann das erste elastische Element 54 ausgebildet sein, um auf die Komponente (die allgemein durch 12 dargestellt ist) zu wirken. Die Komponente 12 kann beispielsweise eine Verriegelung oder ein Abschnitt eines Ventils sein, und das erste elastische Element 54 kann ausgebildet sein, um die Komponente 12 zu entriegeln oder zu öffnen.
Unter erneuter Bezugnahme auf 4 kann die Einrichtung 10 bei dieser Ausführungsform ferner einen Arm 80 aufweisen, der sich von der Scheibe 58 erstreckt und ein distales Ende 82 aufweist, wobei der Arm 80 einen Stift 84 umfasst, der von dem distalen Ende 82 hervorsteht und ausgebildet ist, um in der Rille 62 verschoben zu werden. Der Stift 84 kann von der Scheibe 58 beabstandet sein, und er kann in die Rille einpassbar sein, indem er beispielsweise in der Rille 62 positionierbar ist. Ferner kann die Einrichtung 10 ein zweites elastisches Element 86 aufweisen, beispielsweise eine Uhrfeder, das benachbart zu der Scheibe 58 entlang der Drehachse 56 angeordnet ist. Das zweite elastische Element 86 kann die Scheibe 58 und den Arm 80 in einer Anfangsposition vorspannen.
Unter Bezugnahme auf 4–5F kann die Einrichtung 10 zusätzlich das Element 28 aufweisen, das mit der Scheibe 58 gekoppelt ist. Ferner kann das Element 28 an einem unbeweglichen Objekt oder einem unbeweglichen Abschnitt (allgemein durch 88 dargestellt) der Einrichtung 10, z. B. einer Wand, fest angebracht sein. Im Betrieb kann die Formgedächtnislegierung dann, wenn das Element 28 aufgeheizt wird, über die erste Zeitdauer 38 (1) von der kristallographischen Martensitphase 30 (1) in die kristallographische Austenitphase 32 (1) übergehen, sodass sich das Element 28 in der ersten Richtung 36 von der ersten Länge 40 (8A) auf die zweite Länge 42 (8B) zusammenzieht, z. B. verkürzt. Eine solche Kontraktion des Elements 28 kann die Scheibe 58 und den Arm 80 drehen, beispielsweise in einer ersten Drehrichtung 90 oder im Uhrzeigersinn, sodass der Stift 84 gegen die Sperrklappe 76 und die vertikale Wand 66 des Kurventrägers 60 drückt. Wenn der Stift 84 gegen die Sperrklappe 76 und die vertikale Wand 66 drückt, können der Kurventräger 60 und das Verbindungselement 50 linear in der zweiten Richtung 52 verschoben werden, und sie können das erste elastische Element 54 komprimieren. Wenn das erste elastische Element 54 komprimiert wird, kann die Rückstellvorrichtung 20 aus dem Anfangszustand 22 (5A) in den betätigten Zustand 24 (5B) betätigt werden. Das heißt, dass der Kurventräger 60 und das Verbindungselement 50 in der zweiten Richtung 52 verschoben werden, wenn der Stift 84 an der vertikalen Wand 66 anliegt, um dadurch die Rückstellvorrichtung 20 aus dem Anfangszustand 22 in den betätigten Zustand 24 zu betätigen und um dadurch die Komponente 12 weiter in den zweiten Zustand 16 (1) zu verstellen.
Nun auf 5b Bezug nehmend, kann sich der Stift 84 dann, wenn sich das Element 28 (4) weiterhin zusammenzieht und/oder verkürzt, entlang der vertikalen Wand 66 des Kurventrägers 60 bewegen. Wenn der Stift 84 die horizontale Wand 64 des Kurventrägers 60 erreicht, kann sich der Stift 84 weiterhin in der Rille 62 bewegen, und das erste elastische Element 54 (4), das sich in einem komprimierten Zustand befindet, kann derart auf den Kurventräger 60 wirken, dass sich der Kurventräger 60 schnell in der ersten Richtung 36 (4) verschiebt, um dadurch die Rückstellvorrichtung 20 (4) über die dritte Zeitdauer 46 (1) von dem betätigten Zustand 24 (5B) in den Rückstellzustand 26 (5C) zurückzustellen. Das heißt, dass der Kurventräger 60 und das Verbindungselement 50 in der ersten Richtung 36 verschoben werden können, wenn der Stift 84 an der horizontalen Wand 64 anliegt, um dadurch die Rückstellvorrichtung 20 aus dem betätigten Zustand 24 in den Rückstellzustand 26 zurückzustellen und dadurch die Komponente 12 (1) wieder in den ersten Zustand 14 (1) zu verstellen. Das erste elastische Element 54 kann die Rückstellvorrichtung 20 schneller in den Rückstellzustand 26 zurückstellen, als die Formgedächtnislegierung beim Abkühlen in die kristallographische Martensitphase 30 übergeht. Das heißt, dass die dritte Zeitdauer 46 (1) kürzer als die zweite Zeitdauer 44 (1) sein kann, wie vorstehend dargelegt ist.
Nun auf 4 Bezug nehmend, können das zweite elastische Element 86 und das sich ausdehnende Element 28 dann, wenn die Formgedächtnislegierung weiterhin in die kristallographische Martensitphase 30 (1) übergeht, die Scheibe 58 weiter drehen, beispielsweise in einer zweiten Drehrichtung 92 oder gegen den Uhrzeigersinn, sodass der Stift 84 in der Rille 62 entlang der krummlinigen Wand 68 des Kurventrägers 60 verschoben werden kann. Wie am besten in 5D und 5E gezeigt ist, kann die Sperrklappe 76 dann, wenn der Stift 84 die Sperrklappe 76 berührt, um die Achse 78 verschwenken, um die Rille 62 freizugeben und dadurch die Rückstellvorrichtung 20 über die vierte Zeitdauer 48 (1) aus dem Rückstellzustand 26 (5C) in den Anfangszustand 22 (5A und 5F) zurückzustellen. Das heißt, dass der Kurventräger 60 und das Verbindungselement 50 in der ersten Richtung 36 verschoben werden können, wenn der Stift 84 an der krummlinigen Wand 68 anliegt, und dadurch die Rückstellvorrichtung 20 aus dem Rückstellzustand 26 in den Anfangszustand 22 zurückzustellen. Somit kann die Einrichtung 10 anschließend für einen nachfolgenden Betätigungs- oder Aktivierungszyklus bereit sein.
Nun auf 6 Bezug nehmend, kann die Einrichtung 110 bei einer zweiten Ausführungsform eine positionsbasierte Ausbildung aufweisen, und sie kann passiv zurückgestellt werden. Bei dieser Ausführungsform kann die Einrichtung 110 einen Sperrklinken-Sperrzahnrad-Mechanismus mit Kurventräger umfassen.
Unter erneuter Bezugnahme auf 6 kann die Scheibe 58 bei dieser Ausführungsform mehrere Vorsprünge 94 aufweisen, die sich von dieser erstrecken. Ferner kann der Kurventräger 60 ringförmig sein, er kann mit der Scheibe 58 gekoppelt sein, und er kann um die Drehachse 56 drehbar sein, beispielsweise in der ersten Drehrichtung 90. Das heißt, dass der Kurventräger 60 entlang der Drehachse 56 konzentrisch mit der Scheibe 58 sein kann.
Unter weiterer Bezugnahme auf 6 kann der Kurventräger 60 zusätzlich mehrere horizontale Wände 64, die mehrere horizontale Abschnitte 70 der Rille 62 definieren, und mehrere vertikale Wände 66 umfassen, die mehrere vertikale Abschnitte 72 der Rille 62 definieren. Ferner können die mehreren vertikalen Abschnitte 72 und die mehreren horizontalen Abschnitte 70 mehrere Spitzen 96 und mehrere Scheitelpunkte 98 zwischen diesen definieren, sodass jede der mehreren Scheitelpunkte 98 zwischen zwei der mehreren Spitzen 96 angeordnet ist. Das heißt, dass die Rille 62 ein gezahntes oder L-förmiges Muster aufweisen kann, bei dem die mehreren Scheitelpunkte 98 entgegengesetzt zu den mehreren Spitzen 96 beabstandet sind, wie es allgemein in 6 gezeigt ist.
Unter erneuter Bezugnahme auf 6 kann der Kurventräger 60 ferner eine antreibende Sperrklinke 100 aufweisen, die mit dem Element 28 gekoppelt und ausgebildet ist, um jeden der mehreren Vorsprünge 94 nacheinander zu berühren, um dadurch die Scheibe 58 und den Kurventräger 60 in der zweiten Drehrichtung 92, z. B. gegen den Uhrzeigersinn, zu drehen. Die antreibende Sperrklinke 100 kann ein distales Ende 82 und ein proximales Ende 102 aufweisen. Das distale Ende 82 kann mit dem Element 28 gekoppelt sein, und das proximale Ende 102 kann mit einem ersten elastischen Element 54 gekoppelt sein, z. B. mit einer Feder, welches an einem unbeweglichen Objekt oder unbeweglichen Abschnitt 88 der Einrichtung 110 befestigt ist. Im Allgemeinen kann die antreibende Sperrklinke 100 ausgebildet sein, um mit jedem der mehreren Vorsprünge 94 in Eingriff zu gelangen, wenn sich der Kurventräger 60 und die Scheibe 58 um die Drehachse 56 drehen.
Unter erneuter Bezugnahme auf 6 kann die Einrichtung 110 bei dieser Ausführungsform ferner einen Verbindungsarm 80 mit einem distalen Ende 82 aufweisen, wobei der Verbindungsarm 80 verschwenkbar mit dem Verbindungselement 50 verbunden ist. Das heißt, dass der Verbindungsarm 80 derart verschwenkbar mit dem Verbindungselement 50 verbunden ist, dass der Verbindungsarm 80 um eine Achse 78 drehbar ist, die im Wesentlichen parallel zu der Drehachse 56 verläuft. Die Einrichtung 110 kann auch ein zweites elastisches Element 86 aufweisen, beispielsweise eine Uhrfeder, welches entlang der Achse 78 angeordnet und ausgebildet ist, um den Verbindungsarm 80 und das Verbindungselement 50 vorzuspannen. Ferner kann der Verbindungsarm 80 einen Stift 84 aufweisen, der sich von dem distalen Ende 82 erstreckt und ausgebildet ist, um in der Rille 62 verschoben zu werden. Das heißt, dass der Stift 84 mit der Rille 62 in Eingriff gebracht werden kann und sich von dem Verbindungsarm 80 erstrecken kann. Wie es in 6 gezeigt ist, kann das Verbindungselement 50 ferner mit einem dritten elastischen Element 104 gekoppelt sein, beispielsweise mit einer Feder, und das dritte elastische Element 104 kann ausgebildet sein, um auf die Komponente 12 zu wirken.
Unter weiterer Bezugnahme auf 6 kann das Element 28 an einem unbeweglichen Objekt oder unbeweglichen Abschnitt 88 der Einrichtung 110 (2), z. B. an einer Wand, fest angebracht sein. Somit kann die Formgedächtnislegierung im Betrieb dann, wenn das Element 28 aufgeheizt wird, über die erste Zeitdauer 38 (1) derart von der kristallographischen Martensitphase 30 (1) in die kristallographische Austenitphase 32 (1) übergehen, dass sich das Element 28 in einer ersten Richtung 36 von der ersten Länge 40 (8A) auf die zweite Länge 42 (8B) zusammenzieht, z. B. verkürzt. Eine solche Kontraktion des Elements 28 kann die antreibende Sperrklinke 100 linear in der ersten Richtung 36 verschieben und das erste elastische Element 54 verlängern, wodurch jene wiederum mit zumindest einem der mehreren Vorsprünge 94 in Eingriff gelangt, um dadurch den Kurventräger 60 und die Scheibe 58 zu drehen, beispielsweise in der zweiten Drehrichtung 92. Das heißt, dass das Element 28 in der ersten Richtung 36 verkürzt werden kann, wenn die Formgedächtnislegierung von der kristallographischen Martensitphase 30 in die kristallographische Austenitphase 32 übergeht, um dadurch die Scheibe 58 und den Kurventräger 60 in der ersten Drehrichtung 90 um die Drehachse 56 zu drehen.
Unter Bezugnahme auf 6 kann eine solche Drehung der Scheibe 58 und des Kurventrägers 60 den Verbindungsarm 80 um die Achse 78 verschwenken und den Stift 84 von einem entsprechenden der mehreren Scheitelpunkte 98 lösen, sodass der Stift 84 entlang einer entsprechenden der mehreren horizontalen Wände 64 zu einer entsprechenden der mehreren Spitzen 96 verschoben wird. Wenn der Stift 84 anschließend an einer entsprechenden der mehreren vertikalen Wände 66 anliegt und der Verbindungsarm 80 weiterhin in der ersten Richtung 36 verschoben wird, kann der Verbindungsarm 80 wiederum in der zweiten Richtung 52 gegen das Verbindungselement 50 drücken. Gleichzeitig kann das gleitende Verbindungselement 50 das erste elastische Element 54 komprimieren.
Unter erneuter Bezugnahme auf 6 kann die Rückstellvorrichtung 20 dann, wenn das erste elastische Element 54 komprimiert wird, aus dem Anfangszustand 22 (3) in den betätigten Zustand 24 (3) betätigt werden. Das Verbindungselement 50 kann beispielsweise in der zweiten Richtung 52 verschoben werden, wenn sich der Stift 84 an einem entsprechenden der mehreren Scheitelpunkte 98 befindet, um dadurch die Rückstellvorrichtung 20 aus dem Anfangszustand 22 in den betätigten Zustand 24 zu betätigen und um dadurch die Komponente 12 weiter in den zweiten Zustand 16 zu verstellen. Das heißt, dass die Kombination des Übergangs der Formgedächtnislegierung in die kristallographische Austenitphase 32, der Drehung des Kurventrägers 60 und der Scheibe 58 und der Verschiebung des Verbindungsarms 80 und des Verbindungselements 50 das erste elastische Element 54 komprimieren und dadurch die Komponente 12 entriegeln kann.
Unter erneuter Bezugnahme auf 6 kann sich der Stift 84 dann, wenn sich das Element 28 weiterhin zusammenzieht und/oder verkürzt, entlang der entsprechenden der mehreren vertikalen Wände 66 des Kurventrägers 60 in der Rille 62 bewegen. Wenn der Stift 84 die vertikale Wand 66 erreicht, kann sich der Stift 84 weiterhin in der Rille 62 bewegen, und das erste elastische Element 54, das sich in einem komprimierten Zustand befindet, kann derart auf das Verbindungselement 50 einwirken, dass das Verbindungselement 50 schnell in der ersten Richtung 36 verschoben wird. Somit können der Verbindungsarm 80 und der Stift 84 entlang der vertikalen Wand 66 gleiten, bis der Stift 84 wieder in dem nächsten, nachfolgenden Scheitelpunkt 98 entlang des Umfangs des Kurventrägers 60 ruht, um dadurch die Rückstellvorrichtung 20 über die dritte Zeitdauer 46 (1) aus dem betätigten Zustand 24 (3) in den Rückstellzustand 26 (3) zurückzustellen. Das heißt, dass das Verbindungselement 50 in der ersten Richtung 36 verschoben werden kann, wenn sich der Stift 84 von dem entsprechenden der mehreren Scheitelpunkte 98 ablöst, an der horizontalen Wand 64 anliegt und in einer entsprechenden der mehreren Spitzen 96 sitzt, um dadurch die Rückstellvorrichtung 20 aus dem betätigten Zustand 24 in den Rückstellzustand 26 zurückzustellen und dadurch die Komponente 12 wieder in den ersten Zustand 14 zu verstellen. Somit kann das erste elastische Element 54 die Rückstellvorrichtung 20 schneller in den Rückstellzustand 26 zurückstellen, als die Formgedächtnislegierung beim Abkühlen in die kristallographische Martensitphase 30 übergeht. Das heißt, dass die dritte Zeitdauer 46 (1) kürzer als die zweite Zeitdauer 44 (1) sein kann, wie vorstehend dargelegt ist.
Unter weiterer Bezugnahme auf 6 kann das erste elastische Element 54 dann, wenn die Formgedächtnislegierung weiterhin in die kristallographische Martensitphase 30 (1) übergeht, die antreibende Sperrklinke 100 und das Element 28 in die zweite Richtung 52 ziehen, und es kann dadurch die Rückstellvorrichtung 20 über die vierte Zeitdauer 48 (1) aus dem Rückstellzustand 26 (3) in den Anfangszustand 22 (3) zurückstellen. Das heißt, dass der Stift 84 entlang einer entsprechenden der mehreren vertikalen Wände 66 verschoben werden kann, um dadurch die Rückstellvorrichtung 20 aus dem Rückstellzustand 26 in den Anfangszustand 22 zurückzustellen. Somit kann die Einrichtung 10 für einen nachfolgenden Betätigungs- oder Aktivierungszyklus bereit sein.
Nun auf 7A–7G Bezug nehmend, kann die Einrichtung 210 bei einer dritten Ausführungsform eine steuerungsbasierte Ausbildung aufweisen, und sie kann aktiv zurückgestellt werden. Bei dieser Ausführungsform kann die Einrichtung 210 ferner einen Nocken 106 aufweisen, der ausgebildet ist, um das Verbindungselement 50 zu berühren, um dadurch die Komponente 12 zyklisch in den zweiten Zustand 16 (2) zu verstellen. Der Nocken 106 kann um die Drehachse 56 drehbar sein, und er kann ein proximales Ende 102 und ein distales Ende 82 aufweisen, das entgegengesetzt zu dem proximalen Ende 102 und von diesem beabstandet ist. Der Nocken 106 kann an der Scheibe 58 befestigt oder aus dieser gebildet sein, er kann konzentrisch mit der Scheibe 58 angeordnet sein, und er kann sich über den Umfang der Scheibe 58 hinaus erstrecken. Zusätzlich kann die Einrichtung 210 ferner eine Kompressionsfeder 108 über deren Mittellinie aufweisen, welche ausgebildet ist, um den Nocken 106 bezogen auf die Scheibe 58 vorzuspannen. Ferner kann die Einrichtung 210 auch einen oder mehrere Anschläge 112 aufweisen, die beabstandet zueinander entlang des Umfangs der Scheibe 58 angeordnet sind.
Wie es in 7A–7G gezeigt ist, umfasst die Rückstellvorrichtung 20 das Verbindungselement 50, das mit einem ersten elastischen Element 54, z. B. mit einer Feder, gekoppelt sein kann. Das erste elastische Element 54 kann ausgebildet sein, um auf die Komponente (die allgemein durch 12 dargestellt wird) zu wirken.
Wie es allgemein in 7A–7G gezeigt ist, kann das Element 28 zusätzlich ein erstes Segment 114 und ein zweites Segment 116 aufweisen, die jeweils mit dem distalen Ende 82 des Nockens 106 verbunden und aus der Formgedächtnislegierung gebildet sind. Beim Aufheizen und Abkühlen des ersten und des zweiten Segments 114, 116 können die Scheibe 58 und der Nocken 106 im Betrieb um die Drehachse 56 derart verschwenken, dass der Nocken 106 das Verbindungselement 50 berührt und bewirkt, dass das Verbindungselement 50 linear in Richtung des ersten elastischen Elements 54 verschoben wird und dieses komprimiert.
Unter Bezugnahme auf 7A und 7B kann im Betrieb Wärme 34 (1) dem ersten Segment 114 gemäß einem Steuersignal oder Steuerschema (nicht gezeigt) zugeführt werden. Wenn das erste Segment 114 aufgeheizt wird, kann die Formgedächtnislegierung über die erste Zeitdauer 38 (1) derart von der kristallographischen Martensitphase 30 (1) in die kristallographische Austenitphase 32 (1) übergehen, dass sich das erste Segment 114 zusammenzieht, z. B. verkürzt. Eine solche Kontraktion des ersten Segments 114 kann den Nocken 106 in eine erste Drehrichtung 90 ziehen, z. B. im Uhrzeigersinn um die Drehachse 56, sodass der Nocken 106 das Verbindungselement 50 berührt.
Unter Bezugnahme auf 7B kann das Verbindungselement 50 dann, wenn der Nocken 106 das Verbindungselement 50 berührt, linear verschoben werden und das erste elastische Element 54 komprimieren, und es kann die Rückstellvorrichtung 20 aus dem Anfangszustand 22 (7A) in dem betätigten Zustand 24 (7B) betätigen. Das heißt, dass das erste Segment 114 verkürzt werden kann, wenn die Formgedächtnislegierung von der kristallographischen Martensitphase 30 in die kristallographische Austenitphase 32 übergeht, um dadurch die Scheibe 58 und den Nocken 106 um die Drehachse 56 in die erste Drehrichtung 90 zu drehen. Der Nocken 106 kann das Verbindungselement 50 derart berühren, dass das Verbindungselement 50 von der Scheibe 58 weg verschoben wird, um dadurch die Rückstellvorrichtung 20 aus dem Anfangszustand 22 in den betätigten Zustand 24 zu betätigen und um dadurch die Komponente 12 weiter in den zweiten Zustand 16 zu verstellen. Das heißt, dass die Kombination des Übergangs der Formgedächtnislegierung in die kristallographische Austenitphase 32 (1) und der Verschiebung des Nockens 106 und des Verbindungselements 50 das erste elastische Element 54 verkürzen kann und dadurch die Komponente 12 entriegeln kann.
Nun auf 7C Bezug nehmend, kann der Nocken 106 dann, wenn sich das erste Segment 114 weiterhin in der ersten Richtung 36 zusammenzieht und/oder verkürzt, weiterhin beispielsweise in der ersten Drehrichtung 90 rotieren und ermöglichen, dass das Verbindungselement 50 von der Komponente 12 weg linear verschoben wird, um dadurch das erste elastische Element 54 zu verlängern, wodurch die Rückstellvorrichtung 20 über die dritte Zeitdauer 46 (1) aus dem betätigten Zustand 24 in den Rückstellzustand 26 zurückgestellt wird. Das heißt, dass das Verbindungselement 50 in Richtung der Scheibe 58 verschoben werden kann, um dadurch die Rückstellvorrichtung 20 aus dem betätigten Zustand 24 in den Rückstellzustand 26 zurückzustellen und um dadurch die Komponente 12 wieder in den ersten Zustand 14 zu verstellen. Daher kann die Formgedächtnislegierung weiterhin in die kristallgraphische Martensitphase 30 übergehen und dadurch beispielsweise das erste Segment 114 ausdehnen und verlängern, wenn sich die Rückstellvorrichtung 20 in dem Rückstellzustand 26 befindet. Anders ausgedrückt kann das erste elastische Element 54 die Rückstellvorrichtung 20 schneller in den Rückstellzustand 26 zurückstellen, als die Formgedächtnislegierung beim Abkühlen in die kristallographische Martensitphase 30 übergeht. Das heißt, dass die dritte Zeitdauer 46 (1) kürzer als die zweite Zeitdauer 44 (1) sein kann, wie vorstehend dargelegt ist.
Nun auf 7D Bezug nehmend, kann der Nocken 106 dann, wenn das erste Segment 114 gekühlt wird und die Formgedächtnislegierung weiterhin in die kristallographische Martensitphase 30 übergeht (1), an einem der Anschläge 112 anliegen, wenn sich das erste Segment 114 weiterhin ausdehnt und/oder verlängert, und er kann dadurch die Rückstellvorrichtung 20 über die vierte Zeitdauer 48 (1) aus dem Rückstellzustand 26 in den Anfangszustand 22 zurückstellen. Das heißt, dass die Einrichtung 210 anschließend für einen nachfolgenden Betätigungs- oder Aktivierungszyklus bereit sein kann.
Wie unter Bezugnahme auf 7D–7F beschrieben wird, kann im kontinuierlichen Betrieb als nächstes einem zweiten Segment 116 (7E) gemäß einem Steuersignal oder Steuerschema (nicht gezeigt) Wärme 34 (1) zugeführt werden. Wenn das zweite Segment 116 aufgeheizt wird, kann die Formgedächtnislegierung über die erste Zeitdauer 38 (1) derart von der kristallographischen Martensitphase 30 (1) in die kristallographische Austenitphase 32 (1) übergehen, dass sich das zweite Segment 116 zusammenzieht, z. B. verkürzt. Eine solche Kontraktion des zweiten Segments 116 kann den Nocken 106 in eine zweite Drehrichtung 92 ziehen, beispielsweise entgegen dem Uhrzeigersinn um die Drehachse 56, die der ersten Drehrichtung 90 entgegengesetzt ist, sodass der Nocken 106 das Verbindungselement 50 berührt. Das heißt, dass das zweite Segment 116 verkürzt werden kann, wenn die Formgedächtnislegierung von der kristallographischen Martensitphase 30 in die kristallographische Austenitphase 32 übergeht, um dadurch die Scheibe 58 und den Nocken 106 in der zweiten Drehrichtung 92 um die Drehachse 56 zu drehen.
Unter Bezugnahme auf 7E kann das Verbindungselement 50 dann, wenn der Nocken 106 das Verbindungselement 50 berührt, linear verschoben werden und das zweite elastische Element 86 komprimieren und die Rückstellvorrichtung 20 aus dem Anfangszustand 22 (7D) in den betätigten Zustand 24 (7D) in den betätigten Zustand 24 (7E) betätigen. Das heißt, dass die Kombination des Übergangs der Formgedächtnislegierung in die kristallographische Austenitphase 32 (1) und der Verschiebung des Nockens 106 und des Verbindungselements 50 das erste elastische Element 54 verkürzen kann und dadurch die Komponente 12 entriegeln kann.
Nun auf 7F Bezug nehmend, kann der Nocken 106 dann, wenn sich das zweite Segment 116 weiterhin in der zweiten Richtung 52 zusammenzieht und/oder verkürzt, weiterhin in die zweite Drehrichtung 92 rotieren und ermöglichen, dass das Verbindungselement 50 von der Komponente 12 weg linear verschoben wird, um dadurch das erste elastische Element 54 zu verlängern, wodurch die Rückstellvorrichtung 20 über die dritte Zeitdauer 46 (1) aus dem betätigten Zustand 24 in den Rückstellzustand 26 zurückgestellt wird. Daher kann die Formgedächtnislegierung weiterhin in die kristallographische Martensitphase 30 übergehen und dadurch beispielsweise das zweite Segment 116 ausdehnen und verlängern, wenn sich die Rückstellvorrichtung 20 in dem Rückstellzustand 26 befindet. Anders ausgedrückt kann das erste elastische Element 54 die Rückstellvorrichtung 20 schneller in den Rückstellzustand 26 zurückstellen, als die Formgedächtnislegierung beim Abkühlen in die kristallographische Martensitphase 30 übergeht. Das heißt, dass die dritte Zeitdauer 46 (1) kürzer als die zweite Zeitdauer 44 (1) sein kann, wie vorstehend dargelegt ist.
Unter Bezugnahme auf 7G kann der Nocken 106 dann, wenn das zweite Segment 116 abgekühlt wird und die Formgedächtnislegierung weiterhin in die kristallographische Martensitphase 30 (1) übergeht, an einem der Anschläge 112 anliegen, wenn sich das zweite Segment 116 weiterhin ausdehnt und/oder verlängert, und er kann dadurch die Rückstellvorrichtung 20 über die vierte Zeitdauer 48 (1) aus dem Rückstellzustand 26 in den Anfangszustand 22 zurückstellen. Wenn sich die Rückstellvorrichtung 20 in dem Anfangszustand 22 befindet, weist die Formgedächtnislegierung des zweiten Segments 116 die kristallographische Martensitphase 30 (1) auf, und sie kann anschließend bereit sein, bei einer Anwendung von Wärme 34 (1) auf das erste Segment 114 in die kristallographische Austenitphase 32 (1) überzugehen. Das heißt, dass die Einrichtung 210 anschließend für einen nachfolgenden Betätigungs- oder Aktivierungszyklus bereit sein kann.
Nun auf 8A–13 Bezug nehmend, kann die Einrichtung 310, 410, 510, 610, 710, 810 bei anderen, nicht beanspruchten Ausführungsformen linear verschoben werden, um die Komponente 12 zwischen dem ersten Zustand 14 (2) und dem zweiten Zustand 16 (2) zyklisch zu betätigen. Wie nachstehend detaillierter dargelegt ist, umfasst die Rückstellvorrichtung 20 bei diesen Ausführungsformen ferner eine Treiberkomponente 118 mit einem ersten Ende, das mit dem Element 28 gekoppelt ist, und einem zweiten Ende 122, das von dem ersten Ende 120 beabstandet ist. Zusätzlich weist die Rückstellvorrichtung 20 eine Nachfolgerkomponente 124 auf, die mit der Treiberkomponente 118 lösbar gekoppelt ist und ein proximales Ende 102 sowie ein distales Ende 82 aufweist, das von dem proximalen Ende 102 beabstandet ist.
Nun auf 8A–8C Bezug nehmend, kann die Einrichtung 310 bei einer vierten, nicht beanspruchten Ausführungsform eine kraftbasierte Ausbildung aufweisen, und sie kann passiv zurückgestellt werden. Bei dieser Ausführungsform kann die Einrichtung 310 eine nachgiebige Verbindung oder Kopplung umfassen, wie nachstehend detaillierter dargelegt ist. Insbesondere kann die Einrichtung 310 eine Treiberkomponente 118 aufweisen, die mit einer Nachfolgerkomponente 124 entfernbar gekoppelt ist.
Unter Bezugnahme auf 8A kann die Treiberkomponente 118 einen Körper 126 und zwei Schultern 128 aufweisen, die sich von dem Körper 126 erstrecken. Die zwei Schultern 128 können zueinander entgegengesetzt sein, und sie können sich von dem Körper 126 ungefähr bei einem Mittelpunkt (nicht gezeigt) des Körpers 126 erstrecken. Ferner kann die Treiberkomponente 118 mit der Nachfolgerkomponente 124 entfernbar gekoppelt sein. Zusätzlich kann das erste Ende 120 der Treiberkomponente 118 an dem Element 28 befestigt sein, und das Element 28 kann an einem unbeweglichen Objekt oder einem unbeweglichen Abschnitt 88 der Einrichtung 310, z. B. an einer Wand, fest angebracht sein. Das zweite Ende 122 der Treiberkomponente 118 kann mit einem zweiten elastischen Element 86, z. B. mit einer Feder, gekoppelt sein, welches ebenso an einem unbeweglichen Objekt oder einem unbeweglichen Abschnitt 88 der Einrichtung 310 angebracht sein kann.
Nun auf 8A–8C Bezug nehmend, kann die Nachfolgerkomponente 124 zwei Arme 130 aufweisen, die jeweils entgegengesetzt zueinander angeordnet und voneinander beabstandet sind. Das heißt, dass die Nachfolgerkomponente 124 eine U-förmige Ausbildung aufweisen kann. Jeder der zwei Arme 130 kann einen Vorsprung 132 aufweisen, der sich von diesem erstreckt. Der Vorsprung 132 kann ausgebildet sein, um eine entsprechende der zwei Schultern 128 zu berühren, um dadurch die Treiberkomponente 118 und die Nachfolgerkomponente 124 lösbar zu koppeln. Das heißt, dass jeder Vorsprung 132 der Nachfolgerkomponente 124 ausgebildet sein kann, um mit einer entsprechenden Schulter 128 der Treiberkomponente 118 in Eingriff zu gelangen. Beispielsweise kann ein Vorsprung 132 von einem distalen Ende 82 jedes Arms 130 hervorstehen. Ferner können die zwei Arme 130 entgegengesetzt zueinander angeordnet und voneinander beabstandet sein, um dazwischen einen Hohlraum 134 zu definieren.
Unter weiterer Bezugnahme auf 8A–8C kann zusätzlich ein proximales Ende 102 der Nachfolgerkomponente 124 an einem ersten elastischen Element 54 befestigt sein, z. B. an einer Feder. Das erste elastische Element 54 kann ausgebildet sein, um auf die Komponente 12 zu wirken. Die Komponente 12 kann beispielsweise eine Verriegelung und oder ein Abschnitt eines Ventils sein, und das erste elastische Element 54 kann ausgebildet sein, um die Komponente 12 zu entriegeln oder zu öffnen. Zusätzlich kann die Nachfolgerkomponente 124 an einer Arretierung 136 anliegen, wenn sich die Rückstellvorrichtung 20 in dem Anfangszustand 22 befindet (3).
Unter Bezugnahme auf 8A und 8B kann die Formgedächtnislegierung im Betrieb, wenn das Element 28 aufgeheizt wird, über die erste Zeitdauer 38 (1) von der kristallographischen Martensitphase 30 (8A) in die kristallographische Austenitphase 32 (8B) übergehen, sodass sich das Element 28 in der ersten Richtung 36 von der ersten Länge 40 (8A) auf die zweite Länge 42 (8B) zusammenzieht, z. B. verkürzt. Eine solche Kontraktion des Elements 28 kann die Treiberkomponente 118 in der ersten Richtung 36 linear verschieben und das zweite elastische Element 86 verlängern, wodurch wiederum die zwei Vorsprünge 132 mit den zwei Schultern 128 in Eingriff gelangen können, um dadurch die Treiberkomponente 118 mit der Nachfolgerkomponente 124 zu koppeln und zusammen in der ersten Richtung 36 linear zu verschieben.
Unter Bezugnahme auf 8B kann die Nachfolgerkomponente 124 dann, wenn sowohl das erste elastische Element 54 als auch das zweite elastische Element 86 gestreckt und verlängert werden, von der Arretierung 136 weg verschoben werden und die Rückstellvorrichtung 20 aus dem Anfangszustand 22 (8A) in den betätigten Zustand 24 (8B) betätigen. Insbesondere kann das Element 28 in der ersten Richtung 36 verkürzt werden, wenn die Formgedächtnislegierung von der kristallographischen Martensitphase 30 in die kristallographische Austenitphase 32 übergeht, um die Treiberkomponente 118 sowie die Nachfolgerkomponente 124 zu koppeln und um die Treiberkomponente 118 sowie die Nachfolgerkomponente 124 in der ersten Richtung 36 verschieben, um dadurch die Rückstellvorrichtung 20 aus dem Anfangszustand 22 in dem betätigten Zustand 24 zu betätigen und dadurch die Komponente 12 weiter in den zweiten Zustand 16 zu verstellen. Das heißt, dass die Kombination des Übergangs der Formgedächtnislegierung in die kristallographische Austenitphase 32 (8B) und der Verschiebung der gekoppelten Treiberkomponente 118 sowie der Nachfolgerkomponente 124 das erste elastische Element 54 verlängern kann und dadurch die Komponente 12 entriegeln kann.
Unter Bezugnahme auf 8B und 8C können sich die Vorsprünge 132 dann, wenn sich das Element 28 weiterhin in der ersten Richtung 36 zusammenzieht und/oder verkürzt, über die zwei Schultern 128 hinweg bewegen, um dadurch die zwei Arme 130 leicht auseinander zu spreizen, sodass die Treiberkomponente 118 aus dem Hohlraum 134 heraustreten und diesen verlassen kann, um dadurch die Rückstellvorrichtung 20 über die dritte Zeitdauer 46 (1) aus dem betätigten Zustand 24 (8B) in den Rückstellzustand 26 (3) zurückzustellen. Das heißt, dass die Nachfolgerkomponente 124 in der zweiten Richtung 52 derart verschoben werden kann, dass jeder Vorsprung 132 sich entlang einer entsprechenden der zwei Schultern 128 bewegen und über diese gleiten kann, um dadurch die Rückstellvorrichtung 20 aus dem betätigten Zustand 24 in den Rückstellzustand 26 zurückzustellen und dadurch die Komponente 12 wieder in den ersten Zustand 14 zu verstellen. Das erste elastische Element 54 kann die Rückstellvorrichtung schneller in den Rückstellzustand 26 zurückstellen, als die Formgedächtnislegierung beim Abkühlen in die kristallographische Martensitphase 30 übergeht. Das heißt, dass die dritte Zeitdauer 46 (1) kürzer als die zweite Zeitdauer 44 (1) sein kann, wie vorstehend dargelegt ist.
Nun auf 8C Bezug nehmend, kann das zweite elastische Element 86 dann, wenn die Formgedächtnislegierung weiterhin in die kristallographische Martensitphase 30 (8A) übergeht, die Treiberkomponente 118 und das Element 28 in die zweite Richtung 52 ziehen, die der ersten Richtung 36 entgegengesetzt ist, und es kann dadurch die Rückstellvorrichtung 20 über die vierte Zeitdauer 48 (1) aus dem Rückstellzustand 26 in den Anfangszustand 22 zurückstellen. Das heißt, dass die Treiberkomponente 118 in der zweiten Richtung 52 verschoben werden kann, wenn die Formgedächtnislegierung von der kristallographischen Austenitphase 32 in die kristallographische Martensitphase 30 übergeht, um dadurch die Rückstellvorrichtung 20 aus dem Rückstellzustand 26 in den Anfangszustand 22 zurückzustellen. Somit kann die Einrichtung 310 anschließend für einen nachfolgenden Betätigungs- oder Aktivierungszyklus bereit sein. Bei dieser Ausführungsform kann eine Form der Schultern 128 und der Vorsprünge 132, ein Reibungskoeffizient der Treiberkomponente 118 und/oder der Nachfolgerkomponente 124 und/oder eine Steifigkeit des ersten elastischen Elements 54 sowie des zweiten elastischen Elements 86 maßgeschneidert werden, um die Betätigung und das Zurückstellen der Rückstellvorrichtung 20 zu bewirken.
Nun auf 9A–9C Bezug nehmend, kann die Vorrichtung 410 bei einer fünften, nicht beanspruchten Ausführungsform eine steuerungsbasierte Ausbildung aufweisen, und sie kann aktiv zurückgestellt werden. Bei dieser Ausführungsform kann die Einrichtung 410 eine nachgiebige Verbindung oder Kopplung aufweisen, z. B. die Treiberkomponente 118 und die Nachfolgerkomponente 124.
Unter Bezugnahme auf 9A kann die Treiberkomponente 118 einen Körper 126 und zwei Schultern 128 aufweisen, die sich von dem Körper 126 erstrecken. Die zwei Schultern 128 können zueinander entgegengesetzt sein, und sie können sich von dem Körper 126 ungefähr bei einem Mittelpunkt (nicht gezeigt) des Körpers 126 erstrecken. Die Treiberkomponente 118 kann mit der Nachfolgerkomponente 124 entfernbar gekoppelt sein. Zusätzlich kann das erste Ende 120 der Treiberkomponente 118 an dem Element 28 befestigt sein und das Element 28 kann an einem unbeweglichen Objekt oder unbeweglichen Abschnitt 88 der Einrichtung 410, z. B. an einer Wand, fest angebracht sein. Das zweite Ende 122 der Treiberkomponente 118 kann mit einem zweiten elastischen Element 86, z. B. mit einer Feder, gekoppelt sein, welches ebenso an einem unbeweglichen Objekt oder unbeweglichen Abschnitt 88 der Einrichtung 410 befestigt sein kann.
Unter weiterer Bezugnahme auf 9A–9C kann die Nachfolgerkomponente 124 zwei Arme 130 aufweisen, die jeweils entgegengesetzt zueinander angeordnet und voneinander beabstandet sind. Das heißt, dass die Nachfolgerkomponente 124 eine U-förmige Ausbildung aufweisen kann. Jeder der zwei Arme 130 kann einen Vorsprung 132 aufweisen, der sich von diesem erstreckt und ausgebildet ist, um eine entsprechende der zwei Schultern 128 zu berühren, um dadurch die Treiberkomponente 118 und die Nachfolgerkomponente 124 lösbar zu koppeln. Das heißt, dass jeder Vorsprung 132 der Nachfolgerkomponente 124 ausgebildet sein kann, um mit einer entsprechenden Schulter 128 der Treiberkomponente 118 in Eingriff zu gelangen. Beispielsweise kann ein Vorsprung 132 von einem distalen Ende 82 jedes Arms 130 hervorstehen. Ferner können die zwei Arme 130 entgegengesetzt angeordnet und voneinander beabstandet sein, um dazwischen einen Hohlraum 134 zu definieren. Unter weiterer Bezugnahme auf 9A–9C kann zusätzlich ein proximales Ende 102 der Nachfolgerkomponente 124 an einem ersten elastischen Element 54, z. B. an einer Feder, befestigt sein. Das erste elastische Element 54 kann ausgebildet sein, um auf die Komponente 12 zu wirken.
Wie es allgemein in 9A–9C gezeigt ist, kann die Einrichtung 410 ferner auch einen Bimetallstreifen 138 aufweisen, der an der Nachfolgerkomponente 124 befestigt und ausgebildet ist, um die zwei Arme 130 in Ansprechen auf eine thermische Anregung 140 (9C) voneinander weg auseinander zu spreizen. Beispielsweise kann der Bimetallstreifen 138 an jedem der zwei Arme 130 angeordnet sein. Wie hierin verwendet, bezieht sich die Terminologie ”Bimetallstreifen” auf eine Struktur, die zumindest zwei Lagen (nicht gezeigt) aufweist, die aus verschiedenen Metallen gebildet sind, die sich mit unterschiedlichen Raten ausdehnen, wenn die verschiedenen Metalle aufgeheizt werden. Die verschiedenen Metalle können beispielsweise Stahl und Kupfer oder Stahl und Messing sein. Die zumindest zwei Lagen können durch Nieten, Löten oder Schweißen miteinander verbunden sein. Da jedes Metall einen unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, können die unterschiedlichen Koeffizienten einen abgeflachten Bimetallstreifen 138 dazu zwingen, sich in eine Richtung (nicht gezeigt) zu biegen, wenn er aufgeheizt wird, und sich in eine entgegengesetzte Richtung (nicht gezeigt) zu biegen, wenn er abgekühlt wird.
Unter weiterer Bezugnahme auf 9A und 9B kann dem Element 28 im Betrieb Wärme 34 (1) gemäß einem Steuersignal oder Steuerschema (nicht gezeigt) zugeführt werden. Wenn das Element 28 aufgeheizt wird, kann die Formgedächtnislegierung über die erste Zeitdauer 38 (1) von der kristallographischen Martensitphase 30 (9A) in die kristallographische Austenitphase 32 (9B) übergehen, sodass sich das Element 28 in einer ersten Richtung 36 von der ersten Länge 40 (9A) auf die zweite Länge 42 (9B) zusammenzieht, z. B. verkürzt. Eine solche Kontraktion des Elements 28 kann die Treiberkomponente 118 in der ersten Richtung 36 linear verschieben und das zweite elastische Element 86 verlängern, wodurch wiederum die zwei Schultern 128 mit den zwei Vorsprüngen 132 in Eingriff gelangen können, um dadurch die Treiberkomponente 118 und die Nachfolgerkomponente 124 zu koppeln und zusammen in der ersten Richtung 36 linear zu verschieben.
Unter Bezugnahme auf 9B kann die Treiberkomponente 118 dann, wenn sowohl das erste elastische Element 54 als auch das zweite elastische Element 86 gestreckt und verlängert werden, von dem ersten elastischen Element 54 weg verschoben werden und die Rückstellvorrichtung 20 aus dem Anfangszustand 22 (9A) in den betätigten Zustand 24 (9B) betätigen. Das heißt, dass die Kombination des Übergangs der Formgedächtnislegierung in die kristallographische Austenitphase 32 (9B) und der Verschiebung der gekoppelten Treiberkomponente 118 und Nachfolgerkomponente 124 das erste elastische Element 54 verlängern kann und dadurch die Komponente 12 entriegeln kann.
Unter erneuter Bezugnahme auf 9C kann dem Bimetallstreifen 138 dann, wenn sich das Element 28 weiterhin in der ersten Richtung 36 zusammenzieht und/oder verkürzt, Wärme 34 (1) zugeführt werden, um dadurch die zwei Arme 130 leicht auseinander zu spreizen, sodass sich die Vorsprünge 132 über die zwei Schultern 128 hinweg bewegen können und die Treiberkomponente 118 aus dem Hohlraum 134 heraustreten und diesen verlassen kann, um dadurch die Rückstellvorrichtung 20 über die dritte Zeitdauer 46 (1) aus dem betätigten Zustand 24 in den Rückstellzustand 26 (3) zurückzustellen. Das erste elastische Element 54 kann die Rückstellvorrichtung 20 schneller in den Rückstellzustand 26 zurückstellen, als die Formgedächtnislegierung beim Abkühlen in die kristallographische Martensitphase 30 übergeht. Das heißt, dass die dritte Zeitdauer 46 (1) kürzer als die zweite Zeitdauer 44 (1) sein kann, wie vorstehend dargelegt ist.
Unter Bezugnahme auf 9C kann die Wärme 34 (1) von dem Element 28 gemäß einem Steuersignal oder Steuerschema (nicht gezeigt) entfernt werden. Daher kann das zweite elastische Element 86 dann, wenn die Formgedächtnislegierung weiterhin in die kristallographische Martensitphase 30 (1) übergeht, die Treiberkomponente 118 und das Element 28 in die zweite Richtung 52 ziehen, die der ersten Richtung 36 entgegengesetzt ist, und es kann dadurch die Rückstellvorrichtung 20 über die vierte Zeitdauer 48 (1) aus dem Rückstellzustand 26 in den Anfangszustand 22 (9A) zurückstellen. Das heißt, dass die Einrichtung 410 anschließend für einen nachfolgenden Betätigungs- oder Aktivierungszyklus bereit sein kann. Bei dieser Ausführungsform können eine Form der Schultern 128 und der Vorsprünge 132, ein Reibungskoeffizient der Treiberkomponente 118 und/oder der Nachfolgerkomponente 124, eine Ablenkung des Bimetallstreifens 138, das elektronische Steuersignal oder Steuerschema (nicht gezeigt) und/oder eine Steifigkeit des ersten elastischen Elements 54 sowie des zweiten elastischen Elements 86 maßgeschneidert werden, um die Betätigung und das Zurückstellen der Rückstellvorrichtung 20 zu bewirken.
Nun auf 10A–10C Bezug nehmend, kann die Einrichtung 510 bei einer sechsten, nicht beanspruchten Ausführungsform eine steuerungsbasierte Ausbildung aufweisen, und sie kann aktiv zurückgestellt werden. Bei dieser Ausführungsform kann die Einrichtung 510 die nachgiebige Verbindung oder Kopplung aufweisen, z. B. die Treiberkomponente 118 und die Nachfolgerkomponente 124.
Unter Bezugnahme auf 10A kann die Treiberkomponente 118 spezieller einen Körper 126 und zwei Schultern 128 aufweisen, die sich von dem Körper 126 erstrecken. Die zwei Schultern 128 können zueinander entgegengesetzt sein, und sie können sich von dem Körper 126 ungefähr an einem Mittelpunkt (nicht gezeigt) des Körpers 126 erstrecken. Die Treiberkomponente 118 kann mit der Nachfolgerkomponente 124 entfernbar gekoppelt sein. Zusätzlich kann das erste Ende 120 der Treiberkomponente 118 an dem Element 28 befestigt sein, und das Element 28 kann an einem unbeweglichen Objekt oder unbeweglichen Abschnitt 88 der Einrichtung 510, z. B. an einer Wand, fest angebracht sein. Das zweite Ende 122 der Treiberkomponente 118 kann mit einem zweiten elastischen Element 86, z. B. mit einer Feder, gekoppelt sein, welches ebenso an einem unbeweglichen Objekt oder unbeweglichen Abschnitt 88 der Einrichtung 510 befestigt sein kann.
Unter weiterer Bezugnahme auf 10A–10C kann die Nachfolgerkomponente 124 zwei Arme 130 aufweisen, die jeweils entgegengesetzt angeordnet und voneinander beabstandet sind. Beispielsweise kann die Nachfolgerkomponente 124 eine U-förmige Ausbildung aufweisen. Jeder der zwei Arme 130 kann einen Vorsprung 132 aufweisen, der sich von diesem erstreckt und ausgebildet ist, um eine entsprechende der zwei Schultern 128 zu berühren, um dadurch die Treiberkomponente 118 und die Nachfolgerkomponente 124 lösbar zu koppeln. Das heißt, dass jeder Vorsprung 132 der Nachfolgerkomponente 124 ausgebildet sein kann, um mit einer entsprechenden Schulter 128 der Treiberkomponente 118 in Eingriff zu gelangen. Beispielsweise kann ein Vorsprung 132 von einem distalen Ende 82 jedes Arms 130 hervorstehen. Ferner können die zwei Arme 130 entgegengesetzt zueinander angeordnet und voneinander beabstandet sein, um einen Hohlraum 134 zwischen diesen zu definieren.
Unter weiterer Bezugnahme auf 10A–10C kann zusätzlich ein proximales Ende 102 der Nachfolgerkomponente 124 an einem ersten elastischen Element 54, z. B. an einer Feder, befestigt sein. Das erste elastische Element 54 kann ausgebildet sein, um auf die Komponente 12 zu wirken.
Wie es allgemein in 10A–10C gezeigt ist, kann die Einrichtung 510 ferner ein Entkopplungselement 146 aufweisen, das aus der Formgedächtnislegierung gebildet ist und einen ersten Abschnitt 142, der mit einem ersten der zwei Arme 130 gekoppelt ist, sowie einen zweiten Abschnitt 144 aufweist, der mit einem zweiten der zwei Arme 130 gekoppelt ist. Der erste Abschnitt 142 und der zweite Abschnitt 144 können ausgebildet sein, um die zwei Arme 130 in Ansprechen auf die thermische Anregung 140 (10C) voneinander weg auseinander zu spreizen. Somit können der erste Abschnitt 142 und der zweite Abschnitt 144 auf eine beliebige geeignete Weise mit den zwei Armen 130 gekoppelt sein. Beispielsweise kann die Einrichtung 510 einen Rahmen aufweisen, der ausgebildet ist, um den ersten und den zweiten Abschnitt 142, 144 zu tragen und an den Armen 130 der Nachfolgerkomponente 124 zu befestigen.
Unter weiterer Bezugnahme auf 10A und 10B kann dem Element 28 und dem ersten sowie dem zweiten Abschnitt 142, 144 Wärme 34 (1) gemäß einem Steuersignal oder Steuerschema (nicht gezeigt) zugeführt werden. Wenn das Element 28 aufgeheizt wird, kann die Formgedächtnislegierung über die erste Zeitdauer 38 (1) derart von der kristallographischen Martensitphase 30 (1) in die kristallographische Austenitphase 32 (1) übergehen, dass sich das Element 28 und der erste sowie der zweite Abschnitt 142, 144 zusammenziehen, z. B. verkürzen. Eine solche Kontraktion des Elements 28 kann die Treiberkomponente 118 linear in die erste Richtung 36 verschieben, und sie kann das zweite elastische Element 86 verlängern, wodurch wiederum die zwei Schultern 128 mit den zwei Vorsprüngen 132 in Eingriff gelangen können, um dadurch die Treiberkomponente 118 und die Nachfolgerkomponente 124 zu koppeln und zusammen in die erste Richtung 36 linear zu verschieben.
Unter Bezugnahme auf 10B können die gekoppelte Treiberkomponente 118 und Nachfolgerkomponente 124 dann, wenn sich sowohl das erste elastische Element 54 als auch das zweite elastische Element 86 strecken und verlängern, von dem ersten elastischen Element 54 weg verschoben werden und die Rückstellvorrichtung 20 aus dem Anfangszustand 22 (10A) in den betätigten Zustand 24 (10B) betätigen. Das heißt, dass die Kombination des Übergangs der Formgedächtnislegierung in die kristallographische Austenitphase 32 (1) und der Verschiebung der gekoppelten Treiberkomponente 118 und Nachfolgerkomponente 124 das erste elastische Element 54 verlängern kann und dadurch die Komponente 12 entriegeln kann.
Unter erneuter Bezugnahme auf 10C kann dem ersten und dem zweiten Abschnitt 142, 144 dann, wenn sich das Element 28 in der ersten Richtung 36 weiterhin zusammenzieht und/oder verkürzt, Wärme 34 (1) zugeführt werden, um dadurch die zwei Arme 130 leicht auseinander zu spreizen, sodass sich die Vorsprünge 132 über die zwei Schultern 128 hinweg bewegen können und die Treiberkomponente 118 aus dem Hohlraum 134 heraustreten und diesen verlassen kann, um dadurch die Rückstellvorrichtung 20 über die dritte Zeitdauer 46 (1) aus dem betätigten Zustand 24 in den Rückstellzustand 26 zurückzustellen. Das erste elastische Element 54 kann die Rückstellvorrichtung 20 schneller in den Rückstellzustand 26 zurückstellen, als die Formgedächtnislegierung beim Abkühlen in die kristallographische Martensitphase 30 übergeht. Das heißt, dass die dritte Zeitdauer 46 (1) kürzer als die zweite Zeitdauer 44 (1) sein kann, wie vorstehend dargelegt ist.
Unter Bezugnahme auf 10C kann die Wärme 34 (1) von dem Element 28 und/oder von dem ersten sowie dem zweiten Abschnitt 142, 144 gemäß dem Steuersignal oder Steuerschema (nicht gezeigt) entfernt werden. Daher kann das zweite elastische Element 86 dann, wenn die Formgedächtnislegierung weiterhin in die kristallographische Martensitphase 30 (1) übergeht, die Treiberkomponente 118 und das Element 28 in die zweite Richtung 52 ziehen, die der ersten Richtung 36 entgegengesetzt ist, und es kann dadurch die Rückstellvorrichtung 20 über die vierte Zeitdauer 48 (1) aus dem Rückstellzustand 26 in den Anfangszustand 22 (10C) zurückstellen. Das heißt, dass die Einrichtung 510 anschließend für einen nachfolgenden Betätigungs- oder Aktivierungszyklus bereit sein kann. Bei dieser Ausführungsform können eine Form der Schultern 128 und der Vorsprünge 132, ein Reibungskoeffizient der Treiberkomponente 118 und/oder der Nachfolgerkomponente 124, eine Umwandlungstemperatur T_trans des ersten sowie des zweiten Abschnitts 142, 144 und des Elements 28, das Steuersignal oder Steuerschema (nicht gezeigt) und/oder eine Steifigkeit des ersten elastischen Elements 54 sowie des zweiten elastischen Elements 86 maßgeschneidert werden, um die Betätigung und das Zurückstellen der Rückstellvorrichtung 20 zu bewirken.
Nun auf 11 Bezug nehmend, kann die Einrichtung 610 bei einer siebten, nicht beanspruchten Ausführungsform eine steuerungsbasierte Ausbildung aufweisen, und sie kann aktiv zurückgestellt werden. Bei dieser Ausführungsform kann die Nachfolgerkomponente 124 den Hohlraum 134 darin definieren, und die Treiberkomponente 118 kann in dem Hohlraum 134 verschiebbar sein.
Unter Bezugnahme auf 11 kann die Treiberkomponente 118 spezieller linear in den Hohlraum 134 und aus diesem verschoben werden. Das heißt, dass die Treiberkomponente 118 ausgebildet sein kann, um in dem Hohlraum 134 in der ersten Richtung 36 und in der zweiten Richtung 52, die der ersten Richtung 36 entgegengesetzt ist, linear verschoben zu werden. Darüber hinaus kann die Nachfolgerkomponente 124 an einem ersten elastischen Element 54, z. B. an einer Feder, befestigt sein. Das erste elastische Element 54 kann ausgebildet sein, um auf die Komponente (die allgemein durch 12 dargestellt ist) zu wirken.
Unter weiterer Bezugnahme auf 11 kann die Treiberkomponente 118 als ein Kolben gebildet sein, der entfernbar mit der Nachfolgerkomponente 124 in dem Hohlraum 134 gekoppelt ist. Die Einrichtung 610 kann ferner zumindest einen Elektromagnet 148 aufweisen, der an dem zweiten Ende 122 der Treiberkomponente 118 angeordnet ist. Der zumindest eine Elektromagnet 148 kann in Ansprechen auf einen elektrischen Strom 150 aktivierbar sein, um dadurch die Treiberkomponente 118 und die Nachfolgerkomponente 124 reversibel zu koppeln. Ferner kann die Nachfolgerkomponente 124 aus eisenhaltigem Material gebildet sein, sodass der zumindest eine Elektromagnet 148 magnetisch zu der Nachfolgerkomponente 124 hin angezogen werden kann, wenn der zumindest eine Elektromagnet 148 aktiviert wird. Wie es in 11 gezeigt ist, kann die Treiberkomponente 118 zusätzlich an dem Element 28 befestigt sein, und das Element 28 kann an einem unbeweglichen Objekt oder unbeweglichen Abschnitt 88 der Einrichtung 610 (2), z. B. an einer Wand, fest angebracht sein.
Unter weiterer Bezugnahme auf 11 kann der elektrische Strom 150 dem zumindest einen Elektromagnet 148 und dem Element 28 im Betrieb zugeführt werden. Beispielsweise kann der elektrische Strom 150 über ein Zeitintervall gemäß einer speziellen Strom-Zeit-Beziehung (nicht gezeigt) zugeführt werden. Somit kann die Formgedächtnislegierung dann, wenn das Element 28 durch den elektrischen Strom 150 aufgeheizt werden kann, über die erste Zeitdauer 38 (1) derart von der kristallographischen Martensitphase 30 (1) in die kristallographische Austenitphase 32 (1) übergehen, dass sich das Element 28 in der ersten Richtung 36 von der ersten Länge 40 (8A) auf die zweite Länge 42 (8B) zusammenzieht, z. B. verkürzt. Eine solche Kontraktion des Elements 28 kann die Treiberkomponente 118, die mit der Nachfolgerkomponente 124 über den aktivierten zumindest einen Elektromagnet 148 gekoppelt ist, in der ersten Richtung 36 verschieben und das erste elastische Element 54 verlängern.
Unter weiterer Bezugnahme auf 11 können die gekoppelte Treiberkomponente 118 und Nachfolgerkomponente 124 dann, wenn die Treiberkomponente 118 und die Nachfolgerkomponente 124 beide in der ersten Richtung 36 verschoben werden, die Rückstellvorrichtung 20 aus dem Anfangszustand 22 (3) in den betätigten Zustand 24 (3) betätigen. Das heißt, dass der zumindest eine Elektromagnet 148 aktiviert werden kann und dass die Nachfolgerkomponente 124 mit der Treiberkomponente 118 gekoppelt werden kann. Somit kann das Element 28 in der ersten Richtung 36 verkürzt werden, wenn die Formgedächtnislegierung von der kristallographischen Martensitphase 30 in die kristallographische Austenitphase 32 übergeht, um die Treiberkomponente 118 und die Nachfolgerkomponente 124 in der ersten Richtung 36 zu verschieben, um dadurch die Rückstellvorrichtung 20 aus dem Anfangszustand 22 in den betätigten Zustand 24 zu betätigen und dadurch die Komponente 12 weiter in den zweiten Zustand 16 (2) zu verstellen. Das heißt, dass die Kombination des Übergangs der Formgedächtnislegierung in die kristallographische Austenitphase 32 (1) und der Verschiebung der gekoppelten Treiberkomponente 118 und Nachfolgerkomponente 124 das erste elastische Element 54 verlängern kann und dadurch die Komponente 12 entriegeln kann.
Unter Bezugnahme auf 11 kann schließlich die Kraft, die durch das erste elastische Element 54 ausgeübt wird, dann, wenn sowohl die Treiberkomponente 118 als auch die Nachfolgerkomponente 124 in der ersten Richtung 36 verschoben werden, größer als die Kraft sein, die durch die magnetischen Anziehung zwischen dem zumindest einem Elektromagnet 148 und der Nachfolgerkomponente 124 ausgeübt wird, und die Treiberkomponente 118 kann sich von der Nachfolgerkomponente 124 in der zweiten Richtung 52 trennen. Beispielsweise kann der elektrische Strom 150 von dem zumindest einen Elektromagnet 148 entfernt werden, um sicherzustellen, dass die Kraft, die durch das erste elastische Element 54 ausgeübt wird, größer als irgendeine verbleibende Anziehung zwischen dem zumindest einen Elektromagnet 148 und der Nachfolgerkomponente 124 ist.
Unter Bezugnahme auf 11 kann die Treiberkomponente 118 daher von der Nachfolgerkomponente 124 entkoppelt werden, wenn sich das Element 28 weiterhin in der ersten Richtung 36 zusammenzieht und/oder verkürzt und/oder wenn der elektrische Strom 150 von dem zumindest einen Elektromagnet 148 entfernt wird, um dadurch den zumindest einen Elektromagnet 148 zu deaktivieren, und das erste elastische Element 54 kann die Nachfolgerkomponente 124 schnell in der zweiten Richtung 52 verschieben, um dadurch die Rückstellvorrichtung 20 über die dritte Zeitdauer 46 (1) aus dem betätigten Zustand 24 (1) in den Rückstellzustand 26 (1) zurückzustellen. Das heißt, dass der zumindest eine Elektromagnet 148 deaktiviert werden kann und dass die Nachfolgerkomponente 124 von der Treiberkomponente 118 entkoppelt werden kann. Somit kann die Nachfolgerkomponente 124 in der zweiten Richtung 52 verschoben werden, um dadurch die Rückstellvorrichtung 20 aus dem betätigten Zustand 24 (3) in den Rückstellzustand 26 (3) zurückzustellen und um dadurch die Komponenten 12 wieder in den ersten Zustand 14 zu verstellen. Das erste elastische Element 54 kann die Rückstellvorrichtung 20 schneller in den Rückstellzustand 26 zurückstellen, als die Formgedächtnislegierung beim Abkühlen in die kristallographische Martensitphase 30 übergeht. Das heißt, dass die dritte Zeitdauer 46 (1) kürzer als die zweite Zeitdauer 44 (1) sein kann, wie vorstehend dargelegt ist.
Unter erneuter Bezugnahme auf 11 kann der elektrische Strom 150 dann, wenn die Formgedächtnislegierung weiterhin in die kristallgraphische Martensitphase 30 (1) übergeht, erneut zu dem zumindest einen Elektromagnet 148 zugeführt werden, so dass der zumindest eine Elektromagnet 148 die Treiberkomponente 118 und das Element 28 gemäß der magnetischen Anziehung zwischen dem zumindest einen Elektromagnet 148 und der Nachfolgerkomponente 124 in die zweite Richtung 52 ziehen kann und dadurch die Rückstellvorrichtung 20 über die vierte Zeitdauer 48 (1) aus dem Rückstellzustand 26 in den Anfangszustand 22 (3) zurückstellen kann. Das heißt, dass der zumindest eine Elektromagnet 148 aktiviert werden kann und dass die Treiberkomponente 118 in die zweite Richtung 52 verschoben werden kann, wenn die Formgedächtnislegierung von der kristallographischen Austenitphase 32 in die kristallographische Martensitphase 30 übergeht, um dadurch die Rückstellvorrichtung 20 aus dem Rückstellzustand 26 in den Anfangszustand 22 zu verstellen. Somit kann die Einrichtung 610 anschießend für einen nachfolgenden Betätigungs- oder Aktivierungszyklus bereit sein.
Nun auf 12 Bezug nehmend, kann die Einrichtung 710 bei einer achten, nicht beanspruchten Ausführungsform eine kraftbasierte Ausbildung aufweisen, und sie kann passiv zurückgestellt werden. Bei dieser Ausführungsform kann die Einrichtung 710 ferner einen ersten Magnet 152, der an dem zweiten Ende 122 der Treiberkomponente 118 angeordnet ist, und einen zweiten Magnet 154 aufweisen, der lösbar mit dem ersten Magnet 152 gekoppelt und an dem proximalen Ende 102 der Nachfolgerkomponente 124 angeordnet ist. Das heißt, dass sich der erste und der zweite Magnet 152, 154 gegenseitig magnetisch anziehen können, um dadurch lösbar gekoppelt zu werden. Der erste und der zweite Magnet 152, 154 können beispielsweise Permanentmagneten sein. Ferner kann die Nachfolgerkomponente 124 bei dieser Ausführungsform einen Hohlraum 134 darin definieren, und die Treiberkomponente 118 kann in dem Hohlraum 134 verschiebbar sein.
Unter Bezugnahme auf 12 kann die Treiberkomponente 118 bei dieser Ausführungsform linear in den Hohlraum 134 und aus diesem verschoben werden. Das heißt, dass die Treiberkomponente 118 ausgebildet sein kann, um in dem Hohlraum 134 in der ersten Richtung 36 und in der zweiten Richtung 52, die der ersten Richtung 36 entgegengesetzt ist, linear verschoben zu werden. Darüber hinaus kann die Nachfolgerkomponente 124 an einem ersten elastischen Element 54, z. B. an einer Feder, befestigt sein. Das erste elastische Element 54 kann ausgebildet sein, um auf die Komponente (allgemein durch 12 dargestellt) zu wirken.
Unter weiterer Bezugnahme auf 12 kann die Treiberkomponente 118 als ein Kolben gebildet sein, der mit der Nachfolgerkomponente 124 in dem Hohlraum 134 entfernbar gekoppelt ist. Der erste Magnet 152 kann an dem zweiten Ende 122 der Treiberkomponente 118 angeordnet sein, und der zweite Magnet 154 kann an der Nachfolgerkomponente 124 angeordnet sein. Der erste und der zweite Magnet 152, 154 können anschließend reversibel an die Treiberkomponente 118 und die Nachfolgerkomponente 124 ankoppeln. Wie es in 12 gezeigt ist, kann die Treiberkomponente 118 zusätzlich an dem Element 28 befestigt sein, und das Element 28 kann an einem unbeweglichen Objekt oder unbeweglichem Abschnitt 88 der Einrichtung 710 (2), z. B. an einer Wand, fest angebracht sein.
Unter weiterer Bezugnahme auf 12 kann die Formgedächtnislegierung im Betrieb dann, wenn das Element 28 aufgeheizt wird, über die erste Zeitdauer 38 (1) derart von der kristallographischen Martensitphase 30 (1) in die kristallographische Austenitphase 32 (1) übergehen, das sich das Element 28 in der ersten Richtung 36 von der ersten Länge 40 (8A) auf die zweite Länge 42 (8B) zusammenzieht, z. B. verkürzt. Eine solche Kontraktion des Elements 28 kann die Treiberkomponente 118, die mit der Nachfolgerkomponente 124 über den ersten und den zweiten Magnet 152, 154 gekoppelt ist, in der ersten Richtung 36 linear verschieben und das erste elastische Element 54 verlängern.
Unter Bezugnahme auf 12 können die gekoppelte Treiberkomponente 118 und Nachfolgerkomponente 124 dann, wenn die Treiberkomponente 118 und die Nachfolgerkomponente 124 beide in der ersten Richtung 36 verschoben werden, die Rückstellvorrichtung 20 aus dem Anfangszustand 22 (1) in den betätigten Zustand 24 (1) betätigen. Das heißt, dass der erste Magnet 152 mit dem zweiten Magnet 154 derart gekoppelt sein kann, dass die Nachfolgerkomponente 124 mit der Treiberkomponente 118 gekoppelt ist. Das Element 28 kann in der ersten Richtung 36 verkürzt werden, wenn die Formgedächtnislegierung von der kristallgraphischen Martensitphase 30 in die kristallographische Austenitphase 32 übergeht, um die Treiberkomponente 118 und die Nachfolgerkomponente 124 in der ersten Richtung 36 zu verschieben, um dadurch die Rückstellvorrichtung 20 aus dem Anfangszustand 22 (3) in den betätigten Zustand 24 (3) zu betätigen und um dadurch die Komponente 12 weiter in den zweiten Zustand 16 zu verstellen. Das heißt, dass die Kombination des Übergangs der Formgedächtnislegierung in die kristallographische Austenitphase 32 (1) und der Verschiebung der gekoppelten Treiberkomponente 118 und Nachfolgerkomponente 124 das erste elastische Element 54 verlängern kann und die Komponente 12 dadurch entriegeln kann.
Unter Bezugnahme auf 12 kann schließlich die Kraft, die auf das erste elastische Element 54 ausgeübt wird, dann, wenn sowohl die Treiberkomponente 118 als auch die Nachfolgerkomponente 124 in der ersten Richtung 36 verschoben werden, größer sein als die Kraft, die durch die magnetische Anziehung zwischen dem ersten und dem zweiten Magnet 152, 154 ausgeübt wird, und die Nachfolgerkomponente 124 kann sich von der Treiberkomponente 118 in der zweiten Richtung 52 trennen. Das heißt, dass die Nachfolgerkomponente 124 von der Treiberkomponente 118 abgekoppelt werden kann, wenn sich das Element 28 weiterhin in der ersten Richtung 36 zusammenzieht und/oder verkürzt, und dass das erste elastische Element 54 die Nachfolgerkomponente 124 schnell in die zweite Richtung 52 verschieben kann, um dadurch die Rückstellvorrichtung 20 über die dritte Zeitdauer 46 (1) aus dem betätigten Zustand 24 (3) in den Rückstellzustand 26 (3) zurückzustellen. Die Nachfolgerkomponente 124 kann von der Treiberkomponente 118 abkoppeln, und die Nachfolgerkomponente 124 kann in die zweite Richtung 52 verschoben werden, um dadurch die Rückstellvorrichtung 20 aus dem betätigten Zustand 24 in den Rückstellzustand 26 zurückzustellen und um dadurch die Komponenten wieder in den ersten Zustand 14 zu verstellen. Das erste elastische Element 54 kann die Rückstellvorrichtung 20 schneller in den Rückstellzustand 26 zurückstellen, als die Formgedächtnislegierung beim Abkühlen in die kristallographische Martensitphase 30 übergeht. Das heißt, dass die dritte Zeitdauer 46 (1) kürzer als die zweite Zeitdauer 44 (1) sein kann, wie vorstehend dargelegt ist.
Unter erneuter Bezugnahme auf 12 kann der zweite Magnet 154 dann, wenn die Formgedächtnislegierung weiterhin in die kristallographische Martensitphase 30 (1) übergeht, die Treiberkomponente 118 und das Element 28 gemäß der magnetischen Anziehung zwischen dem ersten und dem zweiten Magnet 152, 154 in die zweite Richtung 52 ziehen, und er kann dadurch die Rückstellvorrichtung 20 über die vierte Zeitdauer 48 (1) aus dem Rückstellzustand 26 (3) in den Anfangszustand 22 zurückstellen. Das heißt, dass die Treiberkomponente 118 in die zweite Richtung 52 verschoben werden kann, wenn die Formgedächtnislegierung von der kristallographischen Austenitphase 32 in die kristallographische Martensitphase 30 übergeht, um dadurch die Rückstellvorrichtung aus dem Rückstellzustand 26 in den Anfangszustand 22 zurückzustellen. Die Einrichtung 710 kann anschließend für einen nachfolgenden Betätigungs- oder Aktivierungszyklus bereit sein. Bei dieser Ausführungsform können die Eigenschaften der magnetischen Anziehung und Abstoßung maßgeschneidert werden, um die dritte Zeitdauer 46 (1) zu verlängern oder zu verkürzen. Beispielsweise kann die Nachfolgerkomponente 124, obwohl dies nicht gezeigt ist, eine helikale Führungsrille definieren, um eine lineare Verschiebung und eine Rotation des ersten Magneten 152 zu bewirken.
Nun auf 13 Bezug nehmend, kann die Einrichtung 810 bei einer neunten, nicht beanspruchten Ausführungsform eine kraftbasierte Ausbildung aufweisen, und sie kann passiv zurückgesetzt werden. Bei dieser Ausführungsform kann die Einrichtung 810 zwei Magnete 252, 254 aufweisen. Der erste Magnet 252 und der zweite Magnet 254 können beispielsweise korrelierte Magnete oder kodierte Magnete oder bezüglich der Kraft passende Magnete sein. Wie hierin verwendet, bezieht sich die Terminologie ”korrelierte Magnete” oder ”kodierte Magnete” auf eine Wechselwirkung von magnetischen Strukturen (nicht gezeigt), von denen jede aus geometrischen Mustern magnetischer Elemente besteht, d. h. aus Maxeln, die in eine magnetische Fläche eingeprägt sind. Diese magnetischen Strukturen können Ausgestaltungen magnetischer Element bewirken, die bezüglich der Polarität, der Feldstärke, der Größe, der Form, der Lage und der Dipolausrichtung variieren können. Indem die geometrischen Muster der magnetischen Elemente variiert werden, können magnetische Strukturen hergestellt werden, um präzise maßgeschneiderte magnetische Felder, Kräfte und Verhaltensweise zu erzeugen. Solche magnetische Strukturen können miteinander oder mit anderen eisenhaltigen Metallen wechselwirken, und sie können aus einem beliebigen magnetischen Material erzeugt werden, einschließlich von auf seltenen Erden basierten Magneten, Ferriten und Keramiken. Geeignete Beispiele korrelierter Magnete sind unter dem Markennamen Polymagnets^TM bei Correlated Magnetics Research aus Huntsville, Alabama, kommerziell verfügbar.
Wie es allgemein in 13 gezeigt ist, können der erste Magnet 252 und der zweite Magnet 254 somit jeweils ausgebildet sein, um in einer ersten Anordnung (allgemein durch 156 dargestellt) derart ausgerichtet zu sein, dass sie sich magnetisch gegenseitig anziehen, und um in einer zweiten Anordnung (allgemein durch 158 dargestellt) derart ausgerichtet zu sein, dass sie sich gegenseitig magnetisch abstoßen. Das heißt, dass sich das erste und der zweite Magnet 252, 254 derart gegenseitig magnetisch anziehen können, dass sie lösbar miteinander gekoppelt werden. Bei dieser Ausführungsform kann die Nachfolgerkomponente 124 einen Hohlraum 134 darin definieren, und sie kann eine zentrale Längsachse 160 aufweisen, und die Treiberkomponente 118 kann in dem Hohlraum 134 entlang der zentralen Längsachse 160 verschiebbar sein. Ferner kann der erste oder der zweite Magnet 252, 254 in dem Hohlraum 134 angeordnet sein.
Unter Bezugnahme auf 13 kann die Nachfolgerkomponente 124 spezieller ferner einen Kanal 162 darin definieren, der einen linearen Abschnitt 164, der zum Bewirken einer linearen Verschiebung der Treiberkomponente 118 ausgebildet ist, und einen nicht linearen Abschnitt 166 aufweist, der zum Bewirken einer Drehverschiebung der Treiberkomponente 118 ausgebildet ist. Das heißt, dass der lineare Abschnitt 164 und der nicht lineare Abschnitt 166 derart verbunden sein können, dass der Kanal 162 eine im Wesentlichen helikale Form aufweisen kann. Somit kann der lineare Abschnitt 164 des Kanals 162 ausgebildet sein, um die Treiberkomponente 118 in dem Hohlraum 134 entlang der zentralen Längsachse 160 ohne eine Drehung der Treiberkomponente 118 linear zu verschieben, und der nicht lineare Abschnitt 166 des Kanals 162 kann ausgebildet sein, um die Treiberkomponente 118 in dem Hohlraum 134 entlang der zentralen Längsachse 160 linear und drehend zu verschieben.
Unter weiterer Bezugnahme auf 13 kann die Treiberkomponente 118 zusätzlich ferner einen Führungsstift 168 aufweisen, der ausgebildet ist, um in dem Kanal 162 verschoben zu werden. Das heißt, dass der Führungsstift 168 von der Treiberkomponente 118 hervorstehen kann und in dem Kanal 162 angeordnet sowie mit diesem in Eingriff stehen kann. Der Führungsstift 168 kann die Treiberkomponente 118 entlang des Kanals 162 führen, sodass die Treiberkomponente 118 linear entlang des linearen Abschnitts 164 verschoben werden kann und sowohl linear als auch drehend entlang des nicht linearen Abschnitts 166 in dem Hohlraum 134 verschoben werden kann.
Unter Bezugnahme auf 13 kann die Einrichtung 810 auch das Element 28 aufweisen, das an der Treiberkomponente 118 befestigt ist, und das Element 28 kann an einem unbeweglichen Objekt oder unbeweglichen Abschnitt 88 der Einrichtung 810 (2), z. B. an einer Wand, fest angebracht sein. Die Treiberkomponente 118 kann auch an dem ersten Magnet 252 befestigt sein. Ferner kann der zweite Magnet 254 an einem ersten elastischen Element 54, z. B. an einer Feder, befestigt sein, und das erste elastische Element 54 kann ausgebildet sein, um auf die Komponente (allgemein durch 12 dargestellt) zu wirken.
Unter weiterer Bezugnahme auf 13 kann die Formgedächtnislegierung im Betrieb dann, wenn das Element 28 aufgeheizt wird, über die erste Zeitdauer 38 (1) derart von der kristallographischen Martensitphase 30 (1) in die kristallographische Austenitphase 32 (1) übergehen, dass sich das Element 28 in der ersten Richtung 36 von der ersten Länge 40 (8A) auf die zweite Länge 42 (8B) zusammenzieht, z. B. verkürzt. Eine solche Kontraktion des Elements 28 kann die Treiberkomponente 118 und den ersten Magnet 252 in der ersten Richtung 36 entlang des linearen Abschnitts 164 des Kanals 162 linear verschieben und das erste elastische Element 54 verlängern. Schließlich kann der Führungsstift 168 dann, wenn sich das Element 28 weiterhin zusammenzieht und/oder verkürzt, weiter in den Kanal 162 verschoben werden, und die Treiberkomponente 118 kann sowohl linear als auch drehend in dem nicht linearen Abschnitt 166 des Kanals 162 verschoben werden.
Unter erneuter Bezugnahme auf 13 kann die anfängliche lineare Verschiebung der Treiberkomponente 118 und der Nachfolgerkomponente 124 sowohl den ersten als auch den zweiten Magnet 252, 254 in der ersten Richtung 36 bewegen und die Rückstellvorrichtung 20 aus dem Anfangszustand 22 (3) in den betätigten Zustand 24 (3) betätigen. Das heißt, dass der erste Magnet 252 mit dem zweiten Magnet 254 derart gekoppelt werden kann, dass die Nachfolgerkomponente 124 mit der Treiberkomponente 118 gekoppelt wird. Ferner kann das Element 28 in der ersten Richtung 36 verkürzt werden, wenn die Formgedächtnislegierung von der kristallographischen Martensitphase 30 in die kristallographische Austenitphase 32 übergeht, um die Treiberkomponente 118 und die Nachfolgerkomponente 124 in der ersten Richtung 36 zu verschieben, wenn der Führungsstift 168 entlang des linearen Abschnitts 164 verschoben wird, um dadurch die Rückstellvorrichtung 20 aus dem Anfangszustand 22 (3) in dem betätigten Zustand 24 (3) zu betätigen und um dadurch die Komponente 12 weiter in den zweiten Zustand 16 zu verstellen. Das heißt, dass die Kombination des Übergangs der Formgedächtnislegierung in die kristallographische Austenitphase 32 (1) und der linearen Verschiebung der Treiberkomponente 118 sowie der Nachfolgerkomponente 124 das erste elastische Element 54 verlängern kann und dadurch die Komponente 12 entriegeln kann.
Unter weiterer Bezugnahme auf 13 kann die anschließende Rotationsverschiebung der Treiberkomponente 118 bewirken, dass der erste Magnet 252 nicht mehr bezüglich des zweiten Magneten 254 ausgerichtet ist, sodass die zwei korrelierten Magnete 252, 254 entkoppelt werden. Dadurch kann sich die Treiberkomponente 118 von dem zweiten Magnet 154 trennen, wenn sich das Element 28 weiterhin in der ersten Richtung 36 zusammenzieht und/oder verkürzt. Das heißt, dass die Treiberkomponente 118 von dem zweiten Magnet 254 abkoppeln kann und dass das erste elastische Element 54 den zweiten Magnet 154 schnell in die zweite Richtung 52 verschieben kann, um dadurch die Rückstellvorrichtung 20 über die dritte Zeitdauer 46 (1) aus dem betätigten Zustand 24 (3) in den Rückstellzustand 26 (3) zurückzustellen.
Unter weiterer Bezugnahme auf 13 heißt das, dass die Nachfolgerkomponente 124 von der Treiberkomponente 118 abgekoppelt werden kann, wenn der Führungsstift 168 entlang des nicht linearen Abschnitts 166 des Kanals 162 verschoben wird. Somit kann die Nachfolgerkomponente 124 in die zweite Richtung 52 verschoben werden, um dadurch die Rückstellvorrichtung 20 aus dem betätigten Zustand 24 in den Rückstellzustand 26 zurückzustellen, und um dadurch die Komponente 12 wieder in den ersten Zustand 14 zu verstellen. Das erste elastische Element 54 kann die Rückstellvorrichtung 20 schneller in den Rückstellzustand 26 zurückstellen, als die Formgedächtnislegierung beim Abkühlen in die kristallographische Martensitphase 30 übergeht. Das heißt, dass die dritte Zeitdauer 46 (1) kürzer als die zweite Zeitdauer 44 (1) sein kann, wie vorstehend dargelegt ist.
Unter erneuter Bezugnahme auf 13 kann der zweite Magnet 154 dann, wenn die Formgedächtnislegierung weiterhin in die kristallographische Martensitphase 30 übergeht (1), die Treiberkomponente 118 und das Element 28 gemäß der magnetischen Anziehung zwischen dem ersten und dem zweiten Magnet 252, 254 in die zweite Richtung 52 ziehen, und er kann dadurch die Rückstellvorrichtung 20 über die vierte Zeitdauer 48 (1) aus dem Rückstellzustand 26 (1) in den Anfangszustand 22 (1) zurückstellen. Das heißt, dass die Treiberkomponente 118 in die zweite Richtung 52 verschoben werden kann, wenn die Formgedächtnislegierung von der kristallographischen Austenitphase 32 (1) in die kristallographische Martensitphase 30 übergeht, um dadurch die Rückstellvorrichtung 20 aus dem Rückstellzustand 26 in den Anfangszustand 22 zurückzustellen. Das heißt, dass die Einrichtung 810 anschließend für einen nachfolgenden Betätigungs- oder Aktivierungszyklus bereit sein kann. Bei dieser Ausführungsform können die Eigenschaften der magnetischen Anziehung und Abstoßung für die korrelierten Magnete maßgeschneidert werden, um die dritte Zeitdauer 46 (1) zu verlängern oder zu verkürzen.
Dementsprechend sind die zuvor erwähnten Ausführungsformen der Einrichtung 10 schnell zurückstellbar oder entgegengesetzt betätigbar, und sie minimieren oder beseitigen eine unnötige Umgebungskühlung der Formgedächtnislegierung. Das heißt, dass die Einrichtungen 10 unmittelbar erneut verriegelt oder geschlossen werden können, bevor die Formgedächtnislegierung vollständig abgekühlt ist. Somit minimieren die Einrichtungen 10 die dritte Zeitdauer 46 (1), und sie zeigen eine exzellente Zykluszeit zwischen dem betätigten Zustand 24 (3) und dem Anfangszustand 22 (3). Anders ausgedrückt ermöglichen die Einrichtungen 10 eine im Wesentlichen sofortige entgegengesetzte Betätigung der Rückstellvorrichtung 20, ohne darauf zu warten, dass die Formgedächtnislegierung in die kristallographische Martensitphase 30 (1) übergeht, d. h., ohne darauf zu warten, dass die Formgedächtnislegierung abkühlt. Ferner sind die Einrichtungen 10 zuverlässig, leichtgewichtig und wirtschaftlich. Zusätzlich vereinfachen die Vorrichtungen 10 die Vorbereitung, die Reparatur und die Wartung der Formgedächtnislegierung, da die Formgedächtnislegierung während des Rückstellzustands 26 in der Lage ist, sich zu erholen.

Claims

Einrichtung (10) zur zyklischen Betätigung einer Komponente (12) zwischen einem ersten Zustand (14) und einem zweiten Zustand (16), wobei die Einrichtung (10) umfasst: ein Element (28), das aus einer Formgedächtnislegierung gebildet und in einer ersten Richtung (36) zusammenziehbar ist, wobei die Formgedächtnislegierung in Ansprechen auf eine Quelle thermischer Energie (34) zwischen einer kristallographischen Martensitphase und einer kristallographischen Austenitphase überleitbar ist; und eine Rückstellvorrichtung (20), die mit dem Element (28) verbunden ist und durch dieses angetrieben wird, wobei die Rückstellvorrichtung (20) umfasst: ein Verbindungselement (50), das mit der Komponente (12) in Verbindung steht und in einer zweiten Richtung (52), die der ersten Richtung (36) entgegengesetzt ist, verschiebbar ist, und eine Scheibe (58), die um eine Drehachse (56) drehbar ist und mit dem Verbindungselement (50) in funktionaler Verbindung steht; wobei die Rückstellvorrichtung (20) durch das Element (28) aus einem Anfangszustand (22), in dem die Formgedächtnislegierung die kristallographische Martensitphase aufweist und sich die Komponente (12) in dem ersten Zustand (14) befindet, in einen betätigten Zustand (24), in dem die Formgedächtnislegierung die kristallographische Austenitphase aufweist und sich die Komponente (12) in dem zweiten Zustand (16) befindet, betätigbar ist; wobei die Rückstellvorrichtung (20) aus dem betätigten Zustand (24) in einen Rückstellzustand (26) zurückstellbar ist, in welchem die Formgedächtnislegierung von der kristallographischen Austenitphase in die kristallographische Martensitphase übergeht, während sich die Komponente (12) in dem ersten Zustand (14) befindet; wobei die Rückstellvorrichtung (20) ferner aus dem Rückstellzustand (26) in den Anfangszustand (22) zurückstellbar ist; und wobei sich das Element (28) in der ersten Richtung (36) zusammenzieht, wenn die Formgedächtnislegierung von der kristallographischen Martensitphase in die kristallographische Austenitphase übergeht, und dadurch die Scheibe (58) um die Drehachse (56) dreht und das Verbindungselement (50) in der zweiten Richtung (52) verschiebt, um die Komponente (12) in den zweiten Zustand (16) zu verstellen.
Einrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Formgedächtnislegierung über eine erste Zeitdauer (38) von der kristallographischen Martensitphase in die kristallographische Austenitphase überleitbar ist und wobei die Formgedächtnislegierung ferner über eine zweite Zeitdauer (44), die länger als die erste Zeitdauer (38) ist, von der kristallographischen Austenitphase in die kristallographische Martensitphase überleitbar ist.
Einrichtung (10) nach Anspruch 2, wobei die Rückstellvorrichtung (20) über eine dritte Zeitdauer (46), die kürzer als die zweite Zeitdauer (44) ist, aus dem betätigten Zustand (24) in den Rückstellzustand (26) zurückstellbar ist und ferner über eine vierte Zeitdauer (48), die gleich einer Differenz zwischen der zweiten Zeitdauer (44) und der dritten Zeitdauer (46) ist, aus dem Rückstellzustand (26) in den Anfangszustand (22) zurückstellbar ist.
Einrichtung (10) nach Anspruch 3, wobei die erste Zeitdauer (38) im Wesentlichen gleich der dritten Zeitdauer (46) ist.
Einrichtung (10) nach Anspruch 3, wobei die dritte Zeitdauer (46) von ungefähr 0,5 Sekunden bis ungefähr 2 Sekunden reicht.
Einrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Rückstellvorrichtung (20) nicht aus dem Anfangszustand (22) in den betätigten Zustand (24) betätigbar ist, wenn sich die Rückstellvorrichtung (20) in dem Rückstellzustand (26) befindet.
Einrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung (10) die Komponente (12) nicht erneut in den zweiten Zustand (16) verstellt, während sich die Rückstellvorrichtung (20) in dem Rückstellzustand (26) befindet.
Einrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei sich das Element (28) ausdehnt, wenn die Formgedächtnislegierung von der kristallographischen Austenitphase in die kristallographische Martensitphase übergeht.
Einrichtung (10) nach Anspruch 8, wobei sich das Element (28) verkürzt, wenn die Formgedächtnislegierung von der kristallographischen Martensitphase in die kristallographische Austenitphase übergeht, um dadurch die Rückstellvorrichtung (20) aus dem Anfangszustand (22) in den betätigten Zustand (24) zu betätigen, und verlängert, wenn die Formgedächtnislegierung von der kristallographischen Austenitphase in die kristallographische Martensitphase übergeht, während die Rückstellvorrichtung (20) aus dem betätigten Zustand (24) in den Rückstellzustand (26) zurückgestellt wird.