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GEBIET DER ERFINDUNG
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Der Gegenstand der Erfindung betrifft Abdichtungsanordnungen und insbesondere einstellbare Abdichtungsanordnungen.
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HINTERGRUND
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Verschiedene Komponenten, einschließlich aber nicht beschränkt auf rotierende Wellen, sind mit Abdichtungen an den Komponenten versehen. Die Abdichtungsanordnung kann verwendet werden, um beispielsweise externe Verunreinigungen, wie etwa Staub, von sensitiven oder bewegten Komponenten fernzuhalten oder Flüssigkeiten, wie etwa Schmiermittel, hydraulische Flüssigkeiten oder andere Materialien, innerhalb einer Komponentenanordnung zu halten. Verschiedene Konfigurationen und Materialien können verwendet werden, um eine Zielposition der Abdichtung an der Karosserie zu versehen, die abgedichtet wird oder um einen Zieldruck der Abdichtung an der Karosserie zu versehen, die abgedichtet wird. Jedoch sind viele derartige Konfigurationen und Materialien nicht in der Lage die Abdichtungsposition oder den Druck einzustellen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Bei einigen Ausführungsformen umfasst eine Abdichtungsanordnung zum Bereitstellen einer Abdichtung an einer Karosserie ein elastisch verformbares Abdichtungselement, umfassend eine Abdichtfläche, die sich gegenüber einer Oberfläche der Karosserie befindet. Die Anordnung beinhaltet zudem ein Vorspannelement, umfassend eine Formgedächtnislegierung. Das Vorspannelement ist so konfiguriert, um die Abdichtfläche an verschiedenen Positionen gegenüber der Oberfläche der Karosserie oder mit unterschiedlichen Druckwerten an die Oberfläche der Karosserie als Reaktion auf eine Verschiebungsreaktion der Formgedächtnislegierung (FGL) auf thermische Reize vorzuspannen. Die Karosserie kann gegenüber dem Abdichtungselement dynamisch sein, wie etwa eine drehbare Welle, gegenüber dem Abdichtungselement statisch sein, wie etwa eine Hülle oder ein Gehäuse, oder kann als Reaktion auf die FGL-Verschiebung, wie eine Snubberanordnung, entweder statisch oder dynamisch sein.
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Bei einigen Ausführungsformen umfasst ein Verfahren einer Abdichtung einer Karosserie das Anordnen eines elastisch verformbaren Abdichtungselements, umfassend eine Abdichtfläche, die sich gegenüber einer Oberfläche der Karosserie befindet. Die Abdichtfläche ist mit einem Vorspannelement vorgespannt, umfassend eine Formgedächtnislegierung an verschiedenen Positionen gegenüber der Oberfläche der Karosserie oder mit unterschiedlichen Druckwerten an die Oberfläche der Karosserie als Reaktion auf eine Verschiebungsreaktion der Formgedächtnislegierung auf thermische Reize.
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Die vorstehend genannten Merkmale und Vorteile sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen, leicht ersichtlich.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Andere Merkmale, Vorteile und Details erscheinen nur exemplarisch in der folgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsformen, wobei sich die ausführliche Beschreibung auf die Zeichnungen bezieht, wobei:
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1A ist eine schematische Darstellung einer exemplarischen Ausführungsform einer Abdichtungsanordnung in einer Vorspannungskonfiguration und 1B ist eine schematische Darstellung der Abdichtungsanordnung in einer unterschiedlichen Vorspannungskonfiguration;
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2 ist eine schematische Darstellung einer exemplarischen Ausführungsform einer Abdichtungsanordnung mit einem gewickelten Vorspannelement;
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3A ist eine schematische Darstellung einer exemplarischen Ausführungsform eines Abschnitts einer Abdichtungsanordnung mit einem gewickelten Vorspannelement in einer Vorspannungskonfiguration und 3B ist eine schematische Darstellung des Abdichtungsanordnungsabschnitts mit dem gewickelten Vorspannelement in einer unterschiedlichen Vorspannungskonfiguration;
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4 ist eine schematische Darstellung einer exemplarischen Ausführungsform einer Abdichtungsanordnung mit verschachtelten, gewickelten Vorspannelementen;
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5A und 5B sind schematische Darstellungen einer exemplarischen Ausführungsform einer Abdichtungsanordnung, die so konfiguriert ist, um Entlüftung bereitzustellen;
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6A und 6B sind schematische Darstellungen einer weiteren exemplarischen Ausführungsform einer Abdichtungsanordnung, die so konfiguriert ist, um Entlüftung bereitzustellen;
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7A ist eine schematische Darstellung einer weiteren exemplarischen Ausführungsform einer Abdichtungsanordnung in einer Vorspannungskonfiguration und 7B ist eine schematische Darstellung der Abdichtungsanordnung in einer unterschiedlichen Vorspannungskonfiguration; und
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8A ist eine schematische Darstellung einer weiteren exemplarischen Ausführungsform einer Abdichtungsanordnung in einer Vorspannungskonfiguration und 8B ist eine schematische Darstellung der Abdichtungsanordnung in einer unterschiedlichen Vorspannungskonfiguration.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die folgende Beschreibung ist lediglich exemplarischer Natur und nicht dazu gedacht, die vorliegende Offenbarung in ihren An- oder Verwendungen zu beschränken. Beispielsweise sind die gezeigten Ausführungsformen auf Fahrzeugkomponenten anwendbar, aber das hierin offenbarte System kann mit allen geeigneten Komponenten verwendet werden, um die Befestigung und das Zurückhalten von zusammenpassenden Komponenten und Komponentenanwendungen, einschließlich vieler industrieller Verbraucherprodukte (z. B. Unterhaltungselektronik, verschiedene Geräte und dergleichen), Transport-, Energie- und Luftfahrtanwendungen und insbesondere vielen anderen Arten von Fahrzeugkomponenten und -anwendungen, wie etwa verschiedene Innen-, Außen-, Elektrik- und Fahrzeugkomponenten und -anwendungen, zu gewährleisten. Es wird darauf hingewiesen, dass in allen Zeichnungen die gleichen Referenznummern auf die gleichen oder entsprechenden Teile und Merkmale verweisen.
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Formgedächtnislegierungen (FGLs), die für die hierin beschriebenen Vorspannelemente nützlich sind, sind in der Technik gut bekannt. Formgedächtnislegierungen sind Legierungszusammensetzungen mit mindestens zwei verschiedenen temperaturabhängigen Phasen. Die am häufigsten verwendete dieser Phasen sind sogenannte Martensit- und Austenit-Phasen. In der folgenden Erörterung betrifft die Martensit-Phase im Allgemeinen die eher verformbare, niedrigere Temperaturphase, während die Austenit-Phase im Allgemeinen die steifere, höhere Temperaturphase betrifft. Wenn sich die Formgedächtnislegierung in der Martensit-Phase befindet und erwärmt wird, beginnt sie den Wechsel in die Austenit-Phase. Die Temperatur, bei der diese Erscheinung beginnt, wird oft als Austenit-Start-Temperatur (As) bezeichnet. Die Temperatur, bei der diese Erscheinung abgeschlossen ist, wird als Austenit-Finish-Temperatur (Af) bezeichnet. Wenn sich die Formgedächtnislegierung in der Austenit-Phase befindet und gekühlt wird, beginnt sie den Wechsel in die Martensit-Phase und die Temperatur, bei welcher diese Erscheinung beginnt, wird als Martensit-Start-Temperatur (Ms) bezeichnet. Die Temperatur, bei der die Austenit-Phase die Umwandlung in die Martensit-Phase beendet, wird als Martensit-Finish-Temperatur (Mf) bezeichnet. Es sollte erwähnt werden, dass die oben genannten Umwandlungstemperaturen Funktionen der Belastung sind, die durch die FGL-Probe auftreten. Insbesondere steigen diese Temperaturen mit zunehmender Belastung. Angesichts der vorstehenden Eigenschaften, befindet sich die der Formgedächtnislegierung vorzugsweise bei oder unterhalb der Austenit-Übergangstemperatur (bei oder unter As). Anschließende Erwärmung über die Austenit-Übergangstemperatur bewirkt, dass die verformte Formgedächtnismaterialprobe zu seiner permanenten Form zurückkehrt. Somit ist ein geeignetes Aktivierungssignal zur Verwendung mit der Formgedächtnislegierung ein thermisches Aktivierungssignal mit einer Größe, die ausreicht, um Umwandlungen zwischen den Martensit- und Austenit-Phasen zu bewirken.
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Die Temperatur, bei der die Formgedächtnislegierung ihre hohe Temperaturform speichert, wenn sie erhitzt ist, kann über geringe Änderungen in der Zusammensetzung der Legierung und durch thermomechanische Verarbeitung eingestellt werden. In Nickel-Titan-Formgedächtnislegierung können diese beispielsweise von über etwa 100°C zu unter etwa –100°C geändert werden. Das Formrückgewinnungsverfahren kann über einen Bereich von nur wenigen Graden oder einer langsameren Rückgewinnung auftreten. Der Beginn oder das Ende der Umwandlung kann innerhalb eines Grades oder zwei abhängig von der gewünschten Anwendung und Legierung steuerbar sein. Die mechanischen Eigenschaften der Formgedächtnislegierung variieren stark über dem Temperaturbereich, die ihre Umwandlung umfassen, wobei sie normalerweise einen Formgedächtniseffekt, superelastischen Effekt und ein hohes Dämpfungsvermögen bereitstellen. In der Martensit-Phase wird ein niedrigerer Widerstandsmoment beobachtet, als in der Austenit-Phase. Formgedächtnislegierungen in der Martensit-Phase können großen Verformungen durch das Neuausrichten der Kristallstrukturanordnung mit der aufgebrachten Belastung ausgesetzt sein. Wie unten detaillierter beschrieben wird, wird das Material diese Form halten, nachdem die Belastung entfernt ist.
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Bei einigen Ausführungsformen kann das Vorspannelement einen FGL-Draht oder ein Band mit zwei 'gespeicherten’ Längen sein. Andere Konfigurationen können ebenso verwendet werden, wie beispielsweise ein FGL-Element, das zwischen einer geraden und gebogenen Form oder von einer gebogenen Form zu einer anderen gebogenen Form umgewandelt werden kann. Der thermische Reiz zum Umwandeln eines FGL-Elements zwischen verschiedenen Zuständen kann ein direkter externer, thermischer Reiz sein, wie etwa Wärme, die von einer Wärmequelle, wie einem infraroten, konvektiven oder leitfähigen Heizelement, angewendet wird. In vielen Fällen kann der thermische Reiz durch einfaches Durchleiten von elektrischem Strom durch das FGL-Element angewendet werden, um zu bewirken, dass es aufheizt und der Strom beendet wird, sodass das FGL-Element abkühlt, indem es Wärme an die umgebende Kühlumgebung überträgt.
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Geeignete Formgedächtnislegierungsmaterialien zum Herstellen des hierin beschriebenen Vorspannelements(e) beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf Legierungen auf Nickel-Titan-Basis, Legierungen auf Indium-Titan-Basis, Legierungen auf Nickel-Aluminium-Basis, Legierungen auf Nickel-Gallium-Basis, Legierungen auf Kupferbasis (z. B. Kupfer-Zink-Legierungen, Kupfer-Aluminium-Legierungen, Kupfer-Gold- und Kupfer-Zinn-Legierungen), Legierungen auf Gold-Cadmium-Basis, Legierungen auf Silber-Cadmium-Basis, Legierungen auf Indium-Cadmium-Basis, Legierungen auf Mangan-Kupferbasis, Legierungen auf Eisenplatinbasis, Legierungen auf Eisen-Palladium-Basis und dergleichen. Die Legierungen können binär, ternär oder jede höhere Ordnung sein. Die Auswahl einer geeigneten Formgedächtnislegierungszusammensetzung hängt von dem Temperaturbereich ab, in dem die Komponente betrieben wird. FGL-Elemente müssen normalerweise bei verschiedenen Temperaturen verarbeitet oder trainiert werden, um verschiedene Formen zwischen den austenitischen und martensitischen Zuständen zu speichern, z. B. durch wiederholtes Erwärmen und Kühlen, um zwischen den austenitischen und martensitischen Zuständen in Kombination mit der Kaltbearbeitung des FGL-Elements überzugehen. FGL-Elemente können je nach Anwendung, für die sie vorgesehen sind, einen Einweg- oder Zweiwegformspeicher aufweisen, und die hierin offenbarten Ausführungsformen können entweder mit Einweg- Zweiweg-FGL-Elementen verwendet werden.
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Unter Bezugnahme auf die Figuren, wo die Nummerierung durch die verschiedenen Figuren durchgeführt wird, um identische oder ähnliche Komponenten ohne Wiederholung der Beschreibung derselben Nummerierung darzustellen, sind verschiedene exemplarische Ausführungsformen von Abdichtungsanordnungen dargestellt. 1A und 1B zeigen schematisch eine Querschnittansicht einer exemplarischen Ausführungsform einer Abdichtungsanordnung 10 zur Abdichtung an einer Karosserie, in diesem Fall eine drehbare Welle 12, in einem Gehäuse 14. Die Abdichtungsanordnung 10 beinhaltet ein elastisch verformbares Abdichtungselement 16, das aus bekannten Abdichtmaterialien, wie etwa Gummi oder anderen flexiblen oder elastische Polymere, oder einem anderen geeigneten elastisch verformbaren Material gebildet werden kann, das für eine Abdichtung geeignet ist. Das verformbare Abdichtungselement beinhaltet einen Kantenabschnitt 18 zum gleitfähigen Abdichtungskontakt mit der drehbaren Welle 12, um Öl 20 auf eine Seite des Abdichtungselements 16 (zum Beispiel) abzudichten. Das Abdichtungselement 16 ist an einem äußeren Gehäuse 22 angebracht, welches wiederum am Gehäuse 14 angebracht ist. Eine optionale Außenabschirmung 23 ist als am äußeren Gehäuse 22 angebracht dargestellt, das zusammen mit dem Abdichtungselement 16 und dem äußeren Gehäuse 22 einen ringförmigen Hohlraum für das Vorspannelement bereitstellt und die Abdichtungskomponenten vor äußeren Verunreinigungen und Ablagerungen abschirmt.
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1A und 1B zeigen auch ein Vorspannelement als ein Band 24 einer Formgedächtnislegierung, das sich in Umfangsrichtung um eine Außenfläche des Abdichtungselements 16 erstreckt. Das FGL-Band 24 kann mit zwei gespeicherten Längen konfiguriert werden, von denen eine eine längere Länge der Martensit-Phase ist, wie in 1A dargestellt, um einen niedrigeren Druck des Abdichtungskantenabschnitts 18 auf die drehbare Welle 12 bereitzustellen. Wie in 1B gezeigt (z. B. während der Wellendrehung), wird das FGL-Band 24 über eine Übergangstemperatur erwärmt, entweder als Reaktion auf eine erhöhte Temperatur der rotierenden Welle oder als Reaktion auf einen elektrischen Strom von einer Steuerung (nicht gezeigt), wodurch das FGL-Band 24 zu einer kürzeren gespeicherten Länge neigt (z. B. eine Austenit-Phase), wie in 1B dargestellt. Die kürzere Bandlänge bewirkt, dass sich das FGL-Band 24 um das Abdichtungselement 16 verengt, wie in 1B dargestellt, wodurch eine Belastung durch das elastisch verformbare Element 16 verliehen wird, um einen höheren Druck des Abdichtungskantenabschnitts 18 auf die drehbare Welle 12 bereitzustellen.
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Eine weitere exemplarische Ausführungsform ist in 2 dargestellt, wo eine FGL-Drahtwicklung 24' anstelle eines Bandes 24 verwendet wird. Eine erweiterte Ansicht eines Abschnitts der Abdichtungsanordnung 10 ist in den 3A und 3B dargestellt. Wie in 3A dargestellt, ist der FGL-Draht bei einer längeren gespeicherten Länge (z. B. in einer Martensit-Phase) konfiguriert, was eine Spule 24' mit lockereren Spulen und eine längere Gesamtlänge der Spule bewirkt. In der Konfiguration, die in 3A dargestellt ist, berührt der Abdichtungskantenabschnitt 18 nicht die drehbare Welle 12 und es besteht ein Zwischenraum 26 zwischen dem Abdichtungskantenabschnitt und der drehbaren Welle 12. Wie in 3B gezeigt (z. B. während der Wellendrehung), wird die FGL-Drahtwicklung 24 über eine Übergangstemperatur erwärmt, entweder als Reaktion auf eine erhöhte Temperatur der rotierenden Welle oder als Reaktion auf einen elektrischen Strom von einer Steuerung (nicht gezeigt), wodurch der FGL-Draht in der Spule 24 zu einer kürzeren gespeicherten Länge neigt (z. B. eine Austenit-Phase), wie in 3B dargestellt. Die kürzere Drahtlänge bewirkt, dass sich die FGL-Spule 24' zu einer engeren Spulenkonfiguration zusammenzieht und um das Abdichtungselement 16 verengt, wie in 3B dargestellt, wodurch eine Belastung durch das elastisch verformbare Abdichtungselement 16 verliehen wird, um den Abdichtungskantenabschnitt 18 auf die drehbare Welle 12 vorzuspannen. Es sollte angemerkt werden, dass jede der dargestellten Ausführungsformen verwendet werden kann, um ein Abdichtungselement 16 in Kontakt mit einer Drehwelle 12 vorzuspannen, um unterschiedliche Abdichtungsdruckwerte auf die Welle (z. B. 1A und 1B) vorzusehen oder das Abdichtungselement 16 n unterschiedlichen Positionen gegenüber der Welle vorzuspannen (z. B. 3A und 3B)
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Das FGL-Band 24 und die FGL-Drahtwicklung 24′ sind Beispiele bestimmter Ausführungsformen von Vorspannelementen und andere Konfigurationen können verwendet werden. Sowohl das FGL-Band 24 und die FGL-Drahtwicklung 24' sind beispielsweise so konfiguriert, um Belastung über eine Fläche des Abdichtungselements 16 zu verteilen. In einer alternativen Konfiguration könnte ein einzelner FGL-Drahtstrang in Umfangsrichtung um eine Außenfläche des Abdichtungselements 16 in Verbindung mit einem nicht-FGL-elastisch verformbaren Metallband angeordnet sein (das beispielsweise in der Form des FGL-Bandes 24 ausgebildet ist, wie in 1 und 2 dargestellt), die sich als Reaktion auf den FGL-Draht verformen und die Belastung entlang einer Oberfläche des Abdichtungselements 16 verteilen. Die FGL-Drahtwicklung 24' bietet Designoptionen zum Erzeugen unterschiedlicher Verformungsreaktionseiegnschaften im Vergleich zu einem geradlinigen oder geraden Draht-FGL-Vorspannelement auf der Grundlage der Belastungsabsorptions- und Managementeigenschaften der Schraubenfederstruktur. Eine zusätzliche Abstimmung der Verformungsreaktion des Vorspannungelemets kann durch Kombinationen aus jeder der obigen oder anderen Strukturen erhalten werden. Beispielsweise können mehrere Vorspannelemente in verschiedenen Konfigurationen angeordnet sein, einschließlich, aber nicht beschränkt auf gestapelte Konfigurationen (z. B. parallele FGL-Vorspannungsspulen oder -bänder oder eine Kombination von FGL-Spulen oder -bändern und Nicht-FGL-Vorspannungsspulen oder -bändern, entlang dem Umfang einer Dichtung um eine drehbare Welle, gestapelten FGL-Blattfedern oder Kombinationen von FGL-Blattfedern und nicht-FGL-Blattfedern, verschachtelten Spulen, usw.). Ein Beispiel einer verschachtelten Spulenkonfiguration eines Vorspannelements ist in 4 dargestellt. 4 ist ähnlich konfiguriert wie 2 und 3A und 3B, jedoch mit einer zweiten Drahtwicklung 24", die innerhalb der Drahtwicklung 24 verschachtelt ist. Entweder eine oder beide Spulen 24' und 24" können aus dem FGL-Draht gebildet werden und die Verformungsreaktion von zwei FGL-Drähten kann komplementär oder in entgegengesetzten Richtungen liegen oder Verformungsreaktionen bei unterschiedlichen Übergangstemperaturen vorsehen. Bei einigen Ausführungsformen kann eine der Spulen 24′ und 24" eine FGL-Drahtwicklung sein, die auf die Umgebungstemperatur in der Abdichtungsanordnung reagiert und die andere der Spulen 24′ und 24" kann eine FGL-Drahtwicklung sein, die auf Widerstandserhitzen von einem Steuersignal reagiert.
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Bei einigen Ausführungsformen kann ein Vorspannelement so konfiguriert werden, dass eine asymmetrische Verformungsreaktion vorgesehen ist. Eine asymmetrische Verformungsreaktion kann für verschiedene Zwecke genutzt werden, wie etwa zur Entlüftung von dem Bereich um die abgedichtete Karosserie. Eine asymmetrische FGL-Verschiebungsreaktion kann auf verschiedene Arten vorgesehen sein. Beispielsweise kann eine Spule, die aus einem FGL-Draht mit einer gleichmäßigen Verformungsreaktion unterschiedlicher Länge gebildet ist, gebildet werden, um eine unterschiedliche Spulendichte an verschiedenen Abschnitten entlang der Achse der Spule aufzuweisen, sodass eine konstante Längenverschiebungsverformungsreaktion entlang des FGL-Drahts eine asymmetrische Reaktion der Spule als Ganzes erzeugen wird. Alternativ kann ein FGL-Element eine asymmetrische Reaktion von einer Zusammensetzungsvariation der Legierung entlang der Länge des FGL-Elements erzeugen, einschließlich einer Formgedächtnislegierung mit variierender Zusammensetzung (z. B. Ni-Ti-Verhältnis) oder mit einem Abschnitt des gebildeten Vorspannelements aus einer Formgedächtnislegierung und einem aus einer Nichtformgedächtnislegierung gebildeten Abschnitt. Eine asymmetrische Reaktion kann auch dadurch hergestellt werden, dass verschiedene Abschnitte des FGL-Elements verschiedenen Trainingsschemata ausgesetzt sind, z. B. können verschiedene Abschnitte des FGL-Elements während der Kaltumformung während des FGL-Formtrainingsverfahrens unterschiedlichen Verformungsgraden ausgesetzt sein. Asymmetrisches Vorspannen des Abdichtungselementes 16 kann auch mit einem Vorspannelement veranlasst werden, das nur über einen Abschnitt des Umfanges des Abdichtungselements 16 angeordnet ist, anstatt das Abdichtungselement zu umlaufen. Eine exemplarische Ausführungsform der Abdichtungsanordnung mit einer asymmetrischen Verformungsreaktion ist in 5A und 5B dargestellt. In 5A ist ein Abdichtungselement 16 symmetrisch um und in abdichtendem Kontakt mit einer drehbaren Welle 12 angeordnet. Ein Vorspannelement 24 ist um das Abdichtungselement 16 angeordnet. In 5B wird eine asymmetrische Verformungsreaktion des Vorspannelements 24 durch einen thermischen Reiz veranlasst, wodurch eine asymmetrische Verformungsreaktion im Abdichtungselement 16 bewirkt wird. Die asymmetrische Verformungsreaktion des Abdichtungselements 16 hinterlässt einen Spalt 26 zwischen dem Abdichtungselement 16 und der drehbaren Welle 12, die eine Entlüftung aus dem abgedichteten Bereich der Abdichtungsanordnung ermöglicht oder den Abdichtungsdruck des Abdichtungselements 16 auf die drehbare Welle 12 im Bereich des Spalts 26 verringert, sodass jedes unter Druck stehende Gas hinter der Abdichtung den Spalt 26 öffnen kann, um die Entlüftung vorzusehen. Die asymmetrische Verformungsreaktion, die in 5B dargestellt ist, ist ein Beispiel einer regelmäßigen Asymmetrie (z. B. ein Kreis, der zu einem Oval verformt ist), aber auch unregelmäßige asymmetrische Reaktionen (z. B. eine Ausbuchtung an einem bestimmten Punkt entlang des Abdichtungsumfangs) werden ebenfalls in Betracht gezogen.
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Eine alternative Ausführungsform zur Entlüftung ist in den 6A und 6B dargestellt. Wie in den 6A und 6B dargestellt ist, ist ein FGL-Vorspannelement 24''' innerhalb des Abdichtelements 16 (z.B. durch Umspritzen) eingebettet und kann entweder durch Umgebungstemperaturänderungen oder durch eine Widerstandserhitzung aus einem Steuersignal aktiviert werden. Die Verschiebungsreaktion des Vorspannelements 24''' initiiert eine Reaktion von einer dynamischen reaktiven Oberfläche der Snubberanordnung 28, die funktionsfähig mit einem Ventil 30 verbunden ist, um das Ventil 30 zwischen einer geschlossenen (d. h. nicht belüfteten) Position, wie in 6A dargestellt, und einer offenen (d. h. belüfteten) Position, wie in 6B dargestellt, zu bewegen. Die Snubberanordnung 28 und das Ventil 30 können so konfiguriert sein, dass sie entweder eine offene oder geschlossene Positionsreaktion entweder auf einen niedrigeren Vorspannungsdruck von dem Vorspannelement 24''' oder einen höheren Vorspannungsdruck von dem Vorspannelement 24''' oder umgekehrt in Abhängigkeit von den gewünschten Systemdesignparametern liefern. Obwohl das Vorspannelement 24''' als im Abdichtungselement 16 eingebettet dargestellt ist und die Vorspannelemente 24, 24' und 24" getrennt zusammen mit dem Abdichtungselement 16 zusammengebaut sind, sollte beachtet werden, dass jedes Vorspannelement mit anderen Komponenten der Abdichtungsanordnung eingebettet (z. B. durch Umspritzen) oder getrennt zusammengebaut sein kann.
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Viele der oben beschriebenen exemplarischen Ausführungsformen verwenden eine Verformungsreaktion eines Vorspannelements, bei dem eine längenverringernde Verformungsreaktion des FGL-Elements einer äußeren Abdichtung um eine drehbare Welle eine engere Abdichtung zwischen einem Abdichtungselement und der drehbaren Welle bereitstellt. Eine umgekehrte Konfiguration kann für Innenabdichtungselemente verwendet werden, worin ein Vorspannelement, das radial einwärts gegenüber der Abdichtung angeordnet sein kann, eine engere Abdichtung mit längsausdehnender Verformungsreaktion vorsieht. In anderen exemplarischen Ausführungsformen kann eine längsausdehnende Verformungsreaktion des FGL-Elements verwendet werden, um eine Abdichtung an einer abgedichteten Karosserie vorzuspannen, indem ein FGL-Element (z. B. einen FGL-Draht) verwendet wird, der in einem Wellen- oder Spulenmuster konfiguriert ist, das von einer axialen Verlängerung so beschränkt ist, dass eine längsausdehnende Verformungsreaktion des FGL-Drahts eine Ausdehnung der Wellenamplitude oder des Spulendurchmessers erzeugt. Solche eine exemplarische Ausführungsform ist in 7A und 7B dargestellt. Wie in 7A und 7B dargestellt, ist ein FGL-Draht 124 in einer gewellten Konfiguration in einem Gehäuse 119 angeordnet, das den FGL-Draht links, rechts und am unteren Enden begrenzt. Die Oberkante des FGL-Drahts 124 ist an ein elastisch verformbares Abdichtungselement 116 angeordnet, das auf einer gegenüberliegenden Fläche an einer abgedichteten Karosserie 112 angeordnet ist. Als Reaktion auf einen thermischen Reiz, der eine längsausdehnende Verformungsreaktion des begrenzten FGL-Drahts 124 veranlasst, nimmt die Amplitude des Wellenmusters von der Konfiguration aus 7A zur Konfiguration von 7B zu, wodurch eine resultierende Verformungsreaktion des verformbaren Abdichtungselements 116 erzeugt wird, um einen erhöhten Abdichtungsdruck an die abgedichtete Karosserie 112 bereitzustellen.
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Viele der obigen Konfigurationen haben eine längenändernde FGL-Verformungsreaktion verwendet, um ein Abdichtungselement in verschiedene Positionen in Bezug auf eine Oberfläche einer abgedichteten Karosserie oder mit unterschiedlichen Druckwerten an die Oberfläche der abgedichteten Karosserie vorzuspannen. Es können jedoch auch andere Verformungsreaktionen genutzt werden, wie etwa verschiedene Formen oder Winkel eines FGL-Vorspannelements als Reaktion auf thermische Reize. Ein Beispiel für eine solche Ausführungsform ist in 8A, 8B dargestellt. Wie in 8A, 8B dargestellt, ist/sind FGL-Element(e) 124' in einer Blattfederkonfiguration in einem Gehäuse 119 angeordnet, das die FGL-Elemente an den linken und rechten Enden begrenzt. Die Oberkante(n) der/des FGL-Element(e) 124 ist/sind an ein elastisch verformbares Abdichtungselement 116 angeordnet, das auf einer gegenüberliegenden Fläche an einer abgedichteten Karosserie 112 angeordnet ist. Als Reaktion auf einen thermischen Reiz, der eine formverändernde Verformungsreaktion des FGL-Elements 124' veranlasst, wird eine Vorspannkraft auf das Abdichtungselement 116 ausgeübt und eine resultierende Vorspannreaktion des Abdichtungselements 116 liefert einen erhöhten Abdichtungsdruck an die abgedichtete Karosserie 112.
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Während die Erfindung mit Bezug auf exemplarische Ausführungsformen beschrieben wurde, werden Fachleute verstehen, dass unterschiedliche Änderungen vorgenommen, und die einzelnen Teile durch entsprechende andere Teile ausgetauscht werden können, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen. Darüber hinaus können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Materialsituation an die Lehren der Erfindung anzupassen, ohne von deren wesentlichem Umfang abzuweichen. Daher ist vorgesehen, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten spezifischen Ausführungsformen beschränkt sein soll, sondern dass sie auch alle Ausführungsformen beinhaltet, die innerhalb des Umfangs der Anmeldung fallen.
