-
Die Erfindung betrifft einen Formgedächtnisaktor mit einer Einrichtung zum Schutz von Formgedächtniselementen vor Überlastung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
-
Es ist bekannt, dass Formgedächtniselemente zur Erzeugung von Stellbewegungen eingesetzt werden, initiiert durch eine Erwärmung und eine damit verbundene Phasenumwandlung des Materials von der martensitischen Phase zur austenitischen Phase. Um eine Wiederholbarkeit der Stellbewegung zu gewährleisten, ist ein Rückstellelement vorgesehen, welches im kalten Zustand das Formgedächtniselement wieder verformt. Herkömmliche Rückstellfederelemente besitzen jedoch den Nachteil, dass sie aufgrund ihrer ansteigenden Federkennlinie die Arbeitsleistung des Formgedächtniselementes in nicht unerheblichem Maße reduzieren. Aus der
DE 10 2017 003 889 A1 ist eine haptische Feedback-Einrichtung und ein Verfahren zum Betreiben der Einrichtung bekannt, mit denen durch eine Veränderung des taktilen Reizes die Informationsaufnahme erhöht wird, indem jeweils ein Formgedächtnisaktor mit einem taktilen Informationselement in Verbindung mit einem Formgedächtniselement als Stellelement vorgesehen ist. Die haptische Feedback-Einrichtung ist mittels Befestigungsmitteln an menschlichen Körperkontaktstellen oder Mensch-Maschinen-Schnittstellen befestigbar, damit Personen durch die haptischen Informationselemente Gefahrensituationen besser wahrnehmen. Aus der
DE 60 2004 006 146 T2 ist eine Formgedächtnisbetätigungseinrichtung mit Überspannungsschädensschutz bekannt, die ein gestrecktes Element in Form eines Kabels oder einer Stange umfasst, indem zumindest ein Abschnitt aus Formgedächtnismaterial ausgebildet ist, verbunden mit einem elektrischen Versorgungsschaltkreis und einem Sensormittel zur Erfassung eines Überschreitens eines festgelegten Schwellwertes, einer axialen Last, die auf das Formgedächtniselement einwirkt. Aus der
DE 196 49 700 A1 ist eine Einrichtung mit Memory-Element als Antrieb bekannt, bei der das Memory-Element gegen Überlastung durch Überhitzung dadurch geschützt ist, dass im Bewegungsablauf der angetriebenen Bewegungseinheit ein in einen Strompfad eingeschaltetes Kontaktpaar so geführt ist, dass es bei Erreichung der Überlastungstemperatur öffnet, indem die angetriebene Bewegungseinheit walzenartig ausgeführt ist, auf der das Memory-Element zumindest teilweise aufgewickelt ist. In der
EP 1' 752 661 A1 wird weiterhin ein Formgedächtnislegierungsdrehaktor beschrieben, der eine Überlastungsschutzeinrichtung für ein Zugelement aufweist, indem ein Schalter mit einem Federelement so in Wirkverbindung steht, dass im Falle einer überlastungsbedingten Kompression oder Expansion des Federelements der Schalter betätigt wird und damit die Stromzufuhr eines am Antriebselement kontrahierenden Zugelementes aus einer Formgedächtnislegierung unterbrochen wird. Die Vorspannung der Schraubendruckfeder wird dazu mittels einer Einstellschraube eingestellt. In der
DE 10 2012 208 423 A1 wird weiterhin ein Aktor aus Formgedächtnismaterial beschrieben, indem ein Mechanismus in eine Ausgangslage zurückgeführt wird, ohne darauf zu warten, dass das betätigende Element vollständig deaktiviert ist. Die eingesetzte Feder dient in diesem Fall zur Erzeugung einer Vorspannkraft für den Mechanismus. Aus der
DE 10 2010 015 447 A1 ist ein modular ausgebildeter Aktuator zur Erzeugung von Stellbewegungen bekannt, bei dem die Rückstellung ebenfalls durch ein Formgedächtniselement übernommen wird. Der Aktor besteht aus einem Grundmodul, mit einem an einem Gehäuse angeordneten, Stellbewegungen ausführenden Betätigungselement, das mit zwei aus Formgedächtnismaterial ausgebildeten Aktorelementen gekoppelt ist, derart, dass das erste Formgedächtniselement bei Überschreiten einer Umwandlungstemperatur eine translatorische Stellbewegung des Betätigungselementes und das zweite einen pseudoelastischen Formgedächtniseffekt aufweisende Formgedächtniselement zur Rückstellung des Betätigungselementes eine Rückstellkraft erzeugt, die konstant, als auch einstellbar ist. Der Aktuator ist sowohl als eigenständiges Grundmodul vorgesehen und durch Ankopplung von Zusatzmodulen an das Grundmodul sind die Stellbewegungen des Betätigungselementes umformbar und/oder gesperrt vorgesehen.
-
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Formgedächtnisaktor mit Schutzfunktion zu schaffen, bei dem durch eine Schutzeinrichtung eine Überlastung der Formgedächtniselemente vermieden wird, indem eine automatische Abschaltung der elektrischen Energie zur Erwärmung der Formgedächtniselemente erfolgt, der Aktor gleichzeitig kompakt aufgebaut ist und auf einfache Weise einen Austausch der Formgedächtniselemente ermöglicht.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung einen Formgedächtnisaktor mit Schutzfunktion vor, der eine Einrichtung zum Schutz von Formgedächtniselementen vor Überlastung umfasst, bestehend aus einem Aktor zur Erzeugung von Stellbewegungen für unterschiedliche Endeffektoren mittels aus Formgedächtnismaterial ausgebildeten und mit einer Schutzfeder gekoppelten Aktorelementen, die mit einem längsbewegliche Stellenbewegungen ausführenden Betätigungselement verbunden sind.
-
Die erfindungsgemäße Schutzeinrichtung besteht aus mindestens zwei mit einem Betätigungselement gekoppelten Formgedächtniselementen, die parallel zueinander und mit Abstand voneinander jeweils beidseitig mit Spliceverbindern an einem Aktorgehäuse angeordnet sind, wobei ein beweglicher Spliceverbinder mittels einer einstellbaren Schutzfeder vorgespannt ist.
-
Bei zu großer Krafteinwirkung des einen Formgedächtniselementes auf die Schutzfeder, wenn die resultierende Kraft aus Last- und Zugkraft des Formgedächtniselementes größer als die Steifigkeit der Schutzfeder ist, biegt sich die einstellbare Schutzfeder so, dass das Formgedächtniselement zum Schutz vor Überlastung so axial bewegbar ist, dass eine Trennung der elektrischen Verbindung zwischen dem beweglichen Spliceverbinder und einem Leitungsblech und gleichzeitig eine elektrische Trennung des gesamten Stromkreises im Formgedächtnisaktor erfolgt. Der ausgefahrene Zustand des Betätigungselementes ist haltbar und der Formgedächtnisaktor nutzt die thermische Hysterese der Formgedächtniselemente zur Abkühlung und erneuten Erwärmung des Formgedächtnisaktors in der Endlage.
-
Durch diese Ausbildung des Formgedächtnisaktors, dass eine elektrische Trennung des gesamten Stromkreises im Formgedächtnisaktor erreichbar ist, wird eine Überlastung des Formgedächtnismaterials vermieden und gleichzeitig werden nach einer automatischen Abschaltung der elektrischen Energie die Formgedächtniselemente durch die Rückstellfeder wieder zurückgestellt.
-
Vorteilhaft ist vorgesehen, dass ein Formgedächtniselement jeweils mit einem Spliceverbinder an den einander gegenüberliegenden Seiten des Aktorgehäuses fest und das andere Formgedächtniselement jeweils mit einem Spliceverbinder beweglich und mit dem anderen Spliceverbinder fest an den einander gegenüberliegenden Seiten des Aktorgehäuses angeordnet ist.
-
Eine vorteilhafte Ausführungsform wird darin gesehen, dass die Spliceverbinder entweder im Aktorgehäuse stoff- oder formschlüssig in vorgesehenen Taschen gehalten sind und zur Erhöhung einer Anbindungsfestigkeit zwischen dem jeweiligen Formgedächtniselement und dem Aktorgehäuse eine eingeprägte Formkontur aufweisen oder die Spliceverbinder sind schräg im Aktorgehäuse in Nuten angeordnet, die den gleichen Wirkungswinkel wie die Formgedächtniselemente aufweisen.
-
Eine bevorzugte Ausführungsform wird darin gesehen, dass das Formgedächtniselement so axial bewegbar ist, dass durch die Trennung des elektrischen Kreises über das Leitungsblech die am Formgedächtniselement anliegende Kraft messbar ist, wobei mittels einer imFormgedächtnisaktor vorgesehenen Elektronikeinheit zur elektrischen Durchgangsprüfung eine mechanische Überlastung erkennbar ist.
-
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Formgedächtniselemente so ausgebildet sind, dass sie nach der Phasenumwandlung des Materials von der martensitischen Phase zur austenitischen Phase eine gerade gestreckte Form annehmen. Zur höheren Wärmeabgabe an das direkt anliegende Medium weisen die Formgedächtniselemente einen Überzug auf. Die Kraft des Formgedächtnisaktors ist dabei durch die Anzahl der vorgesehenen Formgedächtniselemente und der Stellweg durch die Formkontur der Formgedächtniselemente bestimmbar.
-
Die jeweils fest an einer Seite im Aktorgehäuse angeordneten Spliceverbinder weisen eine Verbindung zu einem elektrischen Leitungsbolzen und einem Stecker auf.
-
Eine vorteilhafte Weiterbildung wird auch darin gesehen, dass die Vorspannung und der Stellweg der Schutzfedern zur Kompensierung der auftretenden systematischen und stochastischen Störgrößen einstellbar ist, wobei die Einstellung der Vorspannung der einen Schutzfeder durch Drehung eines mit der Schutzfeder verbundenen Exzenters und die Einstellung der Vorspannung der anderen Schutzfeder, die in einer Hülse im Aktorgehäuse in einer Ausnehmung angeordnet ist, durch deren Positionsbestimmung einstellbar ist.
-
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform wird auch darin gesehen, dass bei einer elektrischen Deaktivierung der beiden Formgedächtniselemente nach einer Abkühlung mittels einer am Betätigungselement angeordneten Rückstellfeder das Betätigungselement entgegen der Wirkungsrichtung der Formgedächtniselemente in die Ausgangslage zurückstellbar ist. Die Rückstellfeder ist dazu an einem stationären Befestigungselement und an einem beweglichen Befestigungselement angeordnet und wobei die Rückstellfeder mittels eines im Aktorgehäuse angeordneten Stellelementes unterschiedlich vorspannbar vorgesehen ist.
-
Eine bevorzugte Weiterbildung wird darin gesehen, dass die Rückstellfeder entweder aus Federstahl, Kunststoff oder aus einer superelastischen Formgedächtnislegierung ausgebildet ist, wobei in diesem Fall durch die Erwärmung der aus einer Formgedächtnislegierung ausgebildeten Rückstellfeder eine Erhöhung der Rückstellkraft auf die beiden Formgedächtniselemente vorgesehen, derart, dass die Kraftabschaltung in dem Formgedächtnisaktor auch nach dem Einbau aktiv verstellbar ist, wobei eine Abschaltung auch bei Teilstellwegen vorgesehen ist.
-
Die Position des Betätigungselementes ist dabei durch eine elektrische Widerstandsänderung der Rückstellfeder messbar vorgesehen.
-
Bevorzugt ist weiterhin vorgesehen, dass am oberen Ende des Betätigungselementes Clipelemente zur einfachen Befestigung von Endeffektoren, wie Entriegelungskeile oder Ventilstößel mit Dichtungen, angeordnet sind und dass die Befestigungselemente für die Rückstellfeder Durchgangsbohrungen zur Nutzung als Kontaktstellen für sensorische Signale aufweisen.
-
Die erfindungsgemäße Ausbildung des Formgedächtnisaktors mit der Einrichtung zum Schutz von Formgedächtniselementen hat den Vorteil, dass das eine Formgedächtniselement mittels des beweglichen Spliceverbinder so axial bewegbar ist, dass durch die Trennung des elektrischen Kreises über ein Leitungsblech die am Formgedächtniselement anliegende Kraft messbar ist. Durch die Trennung des elektrischen Kreises über das Leitungsblech können so beim Einsetzen einer Elektronikeinheit zur elektrischen Durchgangsprüfung Rückschlüsse auf eine mechanische Überlastung des Formgedächtnisaktors gezogen werden und außerdem ist durch die Trennung des elektrischen Kreises über das Leitungsblech ohne eine Regelungselektronik der ausgefahrene Zustand des Betätigungselementes haltbar, da der Formgedächtnisaktor die thermische Hysterese der Formgedächtniselemente zur Abkühlung nutzt, indem eine Rückbewegung des axial beweglich angeordneten Spliceverbinders zum Leitungsblech zur erneuten Erwärmung in der Endlage vorgesehen ist.
-
Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Ausbildung des Formgedächtnisaktors mit Schutzfunktion bestehen darin, dass durch eine gezielte Auswahl einer Werkstoffkombination zwischen dem Aktorgehäuse und dem Betätigungselement das Betätigungselement so einstellbar ist, dass für eine einmalige Auslösung eine Selbsthemmung vorliegt oder für mehrmalige Stellbewegungen eine reibungsarme Bewegung vorgesehen ist.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von schematisch in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
-
Es zeigen:
- 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Formgedächtnisaktors in Vorderansicht in inaktiver Lage;
- 2 den Formgedächtnisaktor in Vorderansicht in aktiver Lage;
- 3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Formgedächtnisaktors;
- 4 Anschlussmöglichkeiten des Formgedächtnisaktors.
-
Die 1 zeigt den Aufbau eines Formgedächtnisaktors mit inaktiven Formgedächtniselementen 4,5 und 2 den Formgedächtnisaktor mit erwärmten Formgedächtniselementen 4,5 in aktiver Lage.
-
Ein in einem Aktorgehäuse 1 angeordnetes Betätigungselement 2 ist entlang einer im Aktorgehäuse 1 vorgesehenen Ausnehmung 3 längsbeweglich angeordnet und mit den insbesondere drahtförmig ausgebildeten Formgedächtniselementen 4,5 mittig über Ausnehmungen 10,11 gekoppelt. Die Formgedächtniselemente 4,5 sind parallel zueinander und mit Abstand voneinander mechanisch über Spliceverbinder 6a,6b,6c,6d beidseitig am Aktorgehäuse 1 befestigt. Das Formgedächtniselement 4 ist mittels des Spliceverbinders 6a fest an einer Seite und mittels des Spliceverbinders 6b fest an der anderen gegenüberliegenden Seite des Aktorgehäuses 1 angeordnet und das Formgedächtniselement 5 ist mittels des Spliceverbinders 6c beweglich an einer Seite und mittels des Spliceverbinders 6d fest an der anderen gegenüberliegenden Seite des Aktorgehäuses 1 angeordnet. Der bewegliche Spliceverbinder 6c ist mittels einer Schutzfeder 12 vorgespannt. Die mechanische Anbindung der Formgedächtniselemente 4,5 an das Aktorgehäuse 1 erfolgt über die Spliceverbinder 6a,6b,6d, die im Aktorgehäuse 1 stoff- oder formschlüssig in vorgesehenen Taschen 7 befestigt sind, beispielsweise durch Harze oder Klebstoffe. Die Spliceverbinder 6a,6b,6d weisen zur Erhöhung einer Anbindungsfestigkeit zwischen den Formgedächtniselementen 4,5 und dem Aktorgehäuse 1 eine eingeprägte Formkontur auf, um die Anpressoberfläche an das Aktorgehäuse 1 und damit auch die Anbindungsfestigkeit zwischen den Formgedächtniselementen 4,5 und dem Aktorgehäuse 1 zu erhöhen. Alternativ sind die Spliceverbinder 6a,6b,6d auch in einer redundanten Zweifachanordnung vorgesehen, um die Anbindungsfestigkeit zu erhöhen. Zusätzlich weisen die Formgedächtniselemente 4,5 zur höheren Wärmeabgabe an das direkt anliegende Medium einen Überzug auf, beispielsweise aus Silikon oder Teflon. Die Spliceverbinder 6b und 6d, die fest im Aktorgehäuse 1 angeordnet sind, sind mit elektrischen Leitungsbolzen 8 und mit einem Steckeranschluss 9 verbunden. Die elektrischen Leitungsbolzen 8 des Formgedächtnisaktors sind auf einer Seitenfläche des Aktorgehäuses 1 angeordnet, ohne dass zusätzliche Leitungskabel eingelassen sind. Wird ein elektrischer Strom an den Leitungsbolzen 8 angelegt, fließ elektrischer Strom durch die Formgedächtniselemente 4,5 und induziert eine Phasenumwandlung des Materials von der martensitischen Phase zur austenitischen Phase. Die Formgedächtniselemente 4,5 sind so ausgebildet, dass sie in der austenitischen Phase eine gerade gestreckte Form annehmen. Da die Formgedächtniselemente 4,5 durch Ausnehmungen 10,11 des Betätigungselementes 2 durchgeführt sind, bewegt sich das Betätigungselement 2, wie in 2 gezeigt, mit der phaseninduzierten Verformung der Formgedächtniselemente 4,5. Die Kraft des gesamten Formgedächtnisaktors ist dabei durch die Anzahl der verwendeten Formgedächtniselemente 4,5 und der Stellweg durch die Formkontur der Formgedächtniselemente 4,5 bestimmbar und nicht durch deren Anzahl.
-
Der Spliceverbinder 6c, der axial beweglich im Aktorgehäuse 1 angeordnet ist, wird durch die Schutzfeder 12 vorgespannt, wobei die Federkennlinie der Schutzfeder 12 einstellbar ist. Diese Einstellung ist notwendig, um auftretende systematische und stochastische Störgrößen zu kompensieren.
-
Die mechanische Vorspannung der Schutzfeder 12 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch Drehung eines Exzenters 13 einstellbar. Mittels der Schutzfeder 12 wird eine Druckkraft in Gegenrichtung zur Zugkraft des Formgedächtniselementes 5 aufgebracht. Ist die Zugkraft des Formgedächtniselementes 5 größer als die Steifigkeit der Schutzfeder 12, so biegt sich die Schutzfeder 12 zur Mitte des Formgedächtnisaktors hin. Das Formgedächtniselement 5 ist dann zum Schutz vor Überlastung so axial über den beweglichen Spliceverbinder 6c bewegbar, dass eine Trennung der elektrischen Verbindung zwischen dem Spliceverbinder 6c und einem Leitungsblech 14 und damit gleichzeitig eine elektrische Trennung des gesamten Stromkreises im Formgedächtnisaktor erfolgt. Die Schutzfeder 12 erfüllt damit zwei Funktionen. Bei Überlast im Formgedächtniselement 5 wird der Federmechanismus ab einer Schwellkraft in Zugrichtung des Formgedächtniselementes 5 betätigt und es erfolgt die Trennung der elektrischen Verbindung des Spliceverbinders 6c zum Leitungsblech 14 und durch das Erreichen der maximalen Ausfahrposition entsteht ebenfalls eine Zugbewegung des gleichen Splicverbinders 6c, wenn dieser bewegt wird, so dass ebenfalls eine Trennung der elektrischen Verbindung zum Formgedächtniselement 5 erfolgt. Bei einer elektrischen Deaktivierung kühlen sich die Formgedächtniselemente 4,5 wieder ab und durch die Wirkung der Kraft einer Rückstellfeder 15 entgegen der Wirkungsrichtung der Formgedächtniselemente 4,5 wird das Betätigungselement 2 in die Ausgangslage zurückgestellt. Wird im lastfreien Einsatzfall die Maximalstellung erreicht, kommt es zu einer axialen Bewegung des beweglichen Spliceverbinders 6c des Formgedächtniselementes 5 und damit zur einer Trennung der elektrischen Verbindung zwischen dem Formgedächtniselement 5 und dem Leitungsblech 14, was gleichzeitig einer elektrischen Trennung des gesamten Stromkreises im Formgedächtnisaktor entspricht. Da in diesem Ausführungsbeispiel eine Reihenschaltung der beiden Formgedächtniselemente 4,5 vorliegt, ist eine elektrische Trennung der beiden Formgedächtniselemente 4,5 schaltbar. Es ist auch eine mechanische Parallelschaltung von mindestens zwei Formgedächtniselementen vorgesehen. Diese sind dann mittig über den Schaft des Betätigungselementes 2 verbunden. Durch die Trennung des elektrischen Kreises über den beweglichen Spliceverbinders 6c wird weiterhin eine Detektion der anliegenden Kraft gemessen. Außerdem können durch die Trennung des elektrischen Kreises über den beweglichen Spliceverbinder 6c bei Einsetzen einer Elektronikeinheit zur elektrischen Durchgangsprüfung Rückschlüsse auf eine mechanische Überlastung des Formgedächtnisaktors geschlossen werden. Durch die Trennung des elektrischen Kreises über den beweglichen Spliceverbinder 6c wird auch ohne eine Regelungselektronik der ausgefahrene Zustand des Betätigungselementes 2 gehalten, da der Formgedächtnisaktor die thermische Hysterese der Formgedächtniselemente 4,5 zur Abkühlung nutzt. Der bewegliche Spliceverbinder 6c des Formgedächtniselementes 5 wird dabei wieder zum Leitungsblech 14 zurückbewegt und damit dem Formgedächtnisaktor wieder eine Erwärmung in der Endlage ermöglicht. Im Lastfreien Zustand verbleibt der Formgedächtnisaktor in der gezeigten Position. Diese kann durch eine gezielte Auswahl der Werkstoffkombination zwischen dem Aktorgehäuse 1 und dem Betätigungselement 2 so eingestellt werden, dass entweder eine Selbsthemmung vorliegt oder eine reibungsarme Bewegung erreicht wird. Die Selbsthemmung wird für Formgedächtnisaktoren genutzt, die eine einmalige Auslösung vorsehen. Das Betätigungselement 2 des Formgedächtnisaktors wird durch die mechanische Rückstellfeder 15, die im oberen Bereich am Betätigungselement 2 und mit ihren Enden 16 am Aktorgehäuse 1 einerseits mit einem stationären Befestigungselement 17 und anderseits mit einem beweglichen Befestigungselement 18 befestigt ist, zurückgestellt. Die Rückstellfeder 15 ist aus Runddraht, Flachdraht oder Biegeblech sowie aus unterschiedlichen Materialien, wie Federstahl, Kunststoff oder einer superelastischen Formgedächtnislegierung ausgeführt. Über das bewegliche Befestigungselement 18 ist die Rückstellfeder 15 mittels eines im Aktorgehäuse 1 angeordneten Verstellelementes 19,20 vorspannbar, beispielsweise einer Schraube 19 mit konischem Endstück 20. Durch Erwärmung der Rückstellfeder 15, wenn diese aus einer superelastischen Formgedächtnislegierung ausgebildet ist, erfolgt eine Erhöhung der Rückstellkraft auf die Formgedächtniselemente 4,5. Die Kraftabschaltung in dem Formgedächtnisaktor ist dabei auch nach dem Einbau aktiv verstellbar. Die Position des Betätigungselementes 2 wird durch die Widerstandsänderung der Formgedächtniselemente 4,5 und durch die Widerstandsänderung der Rückstellfeder 15 beeinflusst. Das stationäre Befestigungselement 17 und das bewegliche Befestigungselement 18 weisen Durchgangsbohrungen auf, welche als Kontaktstellen für sensorische Signale nutzbar sind.
-
3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Formgedächtnisaktors. Die festen Spliceverbinder 6a,6b,6d und der bewegliche Spliceverbinder 6c sind in schräg im Aktorgehäuse 1 angeordneten Nuten 21 angeordnet, die den gleichen Wirkungswinkel wie die Formgedächtniselemente 4,5 besitzen. Hierdurch wird eine Knickung der Formgedächtniselemente 4,5 in der Nähe der Spliceverbinder 6a,6b,6c,6d vermieden und damit eine hohe Lebensdauer und eine bessere Kraftoptimierung erzielt. Der bewegliche Spliceverbinder 6c wird ebenfalls, wie im ersten Ausführungsbeispiel, mit einer Schutzfeder 22 vorgespannt, die entsprechend 3 als zylindrische Schraubenfeder ausgebildet und in einer Hülse 23 angeordnet ist. Durch eine im Aktorgehäuse 1 angeordnete Ausnehmung 24 kann die Position der Hülse 23 voreingestellt und damit die Schutzfeder 22 auf eine definierte Vorspannung eingestellt werden. Dies erfolgt von außen über die Ausnehmung 24 durch ein automatisches Werkzeug, Wenn die Hülse 23 nach links verschoben wird, wird die Schutzfeder 22 gespannt und der bewegliche Spliceverbinder 6c mit einer definierten Kraft gegen das Leitungsblech 14 gedrückt. Wird im lastfreien Einsatzfall die Maximalkraft im Formgedächtniselement 5 erreicht, kommt es zu einer axialen Bewegung des beweglichen Spliceverbinders 6c des Formgedächtniselementes 5 und damit zur einer Trennung der elektrischen Verbindung zwischen dem Formgedächtniselement 5 und dem Leitungsblech 14, was gleichzeitig einer elektrischen Trennung des gesamten Stromkreises im Formgedächtnisaktor entspricht. Die Rückstellung des Betätigungselementes 2 erfolgt wie im Ausführungsbeispiel 1 ebenfalls durch eine Rückstellfeder 15, deren Vorspannung ebenfalls einstellbar ist.
-
Am oberen Ende des Betätigungselementes 2 sind entsprechend 4 Clipelemente 25 zur einfachen Befestigung von Endeffektoren, z.B. Entriegelungskeile 26 oder Ventilstößel 27 mit Dichtungen 28 vorgesehen. Das Betätigungselement 2 kann weiterhin mit superelastischen Elementen oder mit Polymerelementen oder mit Stahlfederelementen zu einer Einheit verspritzt werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Aktorgehäuse
- 2
- Betätigungselement
- 3
- Ausnehmung
- 4
- Formgedächtniselement
- 5
- Formgedächtniselement
- 6a
- fester Spliceverbinder
- 6b
- fester Spliceverbinder
- 6c
- beweglicher Spliceverbinder
- 6d
- fester Spliceverbinder
- 7
- Tasche
- 8
- elektrischer Leitungsbolzen
- 9
- Steckeranschluss
- 10
- Ausnehmung
- 11
- Ausnehmung
- 12
- Schutzfeder
- 13
- Exzenter
- 14
- Leitungsblech
- 15
- Rückstellfeder
- 16
- Federende
- 17
- stationäres Befestigungselement
- 18
- bewegliches Befestigungselement
- 19
- Schraube
- 20
- konisches Endstück
- 21
- Nut
- 22
- Schutzfeder
- 23
- Hülse
- 24
- Ausnehmung
- 25
- Clipelement
- 26
- Entriegelungskeil
- 27
- Ventilstößel
- 28
- Dichtung