DE602004000587T2

DE602004000587T2 - Haltevorrichtung mit einem Formgedächtnisaktuator

Info

Publication number: DE602004000587T2
Application number: DE602004000587T
Authority: DE
Inventors: Francesco Butera; Stefano Alacqua
Original assignee: Centro Ricerche Fiat SCpA
Current assignee: Centro Ricerche Fiat SCpA
Priority date: 2003-05-20
Filing date: 2004-04-30
Publication date: 2007-06-21
Anticipated expiration: 2024-05-01
Also published as: DE602004000587D1; EP1479921A1; EP1479921B1; ITTO20030366A1; ATE322626T1; JP2004345631A; US20040231950A1; ES2259164T3; US7073332B2; CN1573134A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Haltevorrichtung, die in einer beliebigen Anwendung einsetzbar ist, bei der es notwendig ist, eine deaktivierbare Haltevorrichtung anzuordnen, um eine Bewegung einer ersten beweglichen Struktur bezüglich einer zweiten Struktur mindestens in einer Richtung zu verhindern.
Aufgabe einer in der WO-A-0179107 beschriebenen deaktivierbaren Haltevorrichtung ist es, eine Haltevorrichtung auszubilden, die eine einfache Struktur mit verringertem Widerstand aufweist, die wirtschaftlich herzustellen ist und gleichzeitig wirksam in ihrer Funktionsweise ist.
Zu diesem Zweck ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Haltevorrichtung mit den im beiliegenden Anspruch 1 definierten Merkmalen vorzusehen. Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in den verbleibenden abhängigen Ansprüchen definiert.
Es folgt eine Beschreibung der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen, die lediglich als nicht einschränkendes Beispiel dienen. Es zeigt:
1 eine perspektivische Darstellung einer Haltevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung,
2 eine Teilschnittansicht der Vorrichtung von 1, und
3 eine Schnittdarstellung der Vorrichtung der 1 und 2.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen stellt das Bezugszeichen 1 allgemein eine feste Trägerstruktur dar, das einen kastenförmigen Körper aus Metallblech 2 mit zwei Stirnflanschen 3, 4 aufweist, um eine Befestigung der Struktur 1 auf einer beliebigen anderen Struktur zu ermöglichen, die zur Aufnahme derselben konstruiert ist.
Innerhalb des kastenförmigen Körpers 2 sind zwei Halteelemente 5 verschiebbar angebracht, die zwischen einer zueinander fernen Stellung, die in 3 gezeigt ist, und einer zueinander nahen Stellung beweglich sind. Bei der genannten zueinander fernen Stellung, die in 3 zu sehen ist, sind die beiden Halteelemente 5 so konstruiert, dass sie mit einer (nicht gezeigten) Haltefläche zusammenwirken, die über einer Struktur angeordnet ist, bezüglich welcher die die erfindungsgemäße Vorrichtung tragende Struktur beweglich ist, um eine Halteposition einer Struktur bezüglich der anderen zu definieren. In der Beschreibung und in den beiliegenden Zeichnungen sind diese zueinander beweglichen Strukturen nicht gezeigt, da die erfindungsgemäße Vorrichtung allgemein angewendet werden kann.
Lediglich als Beispiel kann die eine Haltevorrichtung tragende Struktur eine einziehbare Stoßstange eines Kraftfahrzeugs sein.
Jedem der Halteelemente 5 sind eine erste und eine zweite Schraubenfeder 6 zugeordnet (von denen eine in 5 teilweise sichtbar ist), die gemäß der Lochachsen 6a des Halteelements 5 angeordnet sind, das in 2 zu sehen ist. Die Schraubenfedern 6 sind so angeordnet, dass sie unter Zug arbeiten, so dass sie die Tendenz haben, die beiden Halteelemente 5 in ihre zueinander nahe Stellung zu drücken.
Wie aus 3 ganz klar ersichtlich ist, haben die beiden Haltelemente 5 zwei geneigte Oberflächen 5a, die einander im Wesentlichen in einer V-Form gegenüberliegen, die mit den beiden gegenüberliegenden geneigten Seiten 7a eines keilförmigen Elements 7, das als eine Nocke wirkt, zusammenwirken, die durch zwei Schraubenfedern 8 (bezüglich 3) nach links gedrückt wird, um die beiden Haltelemente 5 gegen die Wirkung der Federn 6 in ihrer zueinander fernen Stellung zu halten. Das keilförmige Element 7 dient dann als eine Nocke, welche aufgrund des Eingriffs der gegenüberliegenden geneigten Flächen 7a, 5a die beiden Halteelemente 5 aus dem kastenförmigen Körper 2 heraustreten lässt.
Immer noch unter Bezugnahme auf 3 wird die Bewegung des keilförmigen Elements 7 innerhalb zweier Buchsen 9 angetrieben, die an einer Stütze 10 befestigt sind, die zur festen Trägerkonstruktion 1 gehört, innerhalb welcher zwei zylindrische Stifte 11 verschiebbar angeordnet und an einem Ende am keilförmigen Element 7 befestigt sind.
Um die beiden Halteelemente 5 in ihre zueinander nahe Stellung zurückzubringen, ist ein Formgedächtnis-Aktuator, der allgemein mit dem Bezugszeichen 12 bezeichnet ist, angeordnet, der im gezeigten Beispiel-einen Formgedächtnisdraht 13 aufweist, der allgemein in einer U-förmigen Konfiguration angeordnet ist, wobei zwei Arme 14 im Wesentlichen parallel verlaufen, und wobei ein dazwischenliegender Verbindungsteil 13a um eine gebogene Nut eines Führungselements 7b gelegt ist, das am keilförmigen Element 7 befestigt ist (siehe 2).
Die beiden entgegengesetzten und benachbarten Enden des Formgedächtnisdrahts 13 sind steif mit der festen Trägerstruktur 1 verbunden. Dies wird dadurch erreicht, dass zwei steife Metallrohre 15 verwendet werden, deren eines Ende jeweils am Träger 10 befestigt ist und deren entgegengesetztes Ende eine Metallbuchse 16 mit einem H-förmigen Querschnitt aufweist, innerhalb dessen ein Block 17 angebracht ist, der auf dem entsprechenden Ende des flexiblen Kabels 13 befestigt ist.
Das Kabel 13 wird durch Extrusion aus einer Formgedächtnis-Metalllegierung ausgebildet. Durch die Anwendung eines Koextrusionsverfahrens wird zusammen mit dem Kabel 13 eine Beschichtung 18 aus einem synthetischen Material erhalten, wie zum Beispiel diejenige, die Gegenstand der vorhergehenden Patentanmeldung des Anmelders mit der Nummer EP-A-1443227 ist. Die Funktion dieser Beschichtung geht aus dem Folgenden hervor. Der ganze Draht 13 mit seiner koextruierten Beschichtung 18 wird durch eine Hülle 19 (2) hindurch angeordnet, deren eines Ende ebenfalls am Träger 10 befestigt ist und deren entgegengesetztes Ende an der Querwand der Buchse 16 endet.
Mittel (die hier nicht gezeigt sind) zum Anlegen eines elektrischen Stroms an den Draht 13 sind ebenfalls vorgesehen. Als ein Ergebnis des Durchleitens des elektrischen Stroms wird der Draht 13 warm, und aufgrund des Formgedächtnisses verringert sich seine Länge. Da die beiden entgegengesetzten Enden des Drahtes an den Buchsen 16 befestigt sind, die ihrerseits steif mit der festen Trägerstruktur 1 verbunden sind, verursacht eine Verkürzung des Drahtes eine Verrückung des verbindenden Zwischenstücks 13a des Drahts in der Richtung der beiden nebeneinanderliegenden Enden des Drahts, nämlich eine Verrückung des keilförmigen Elements 7 (siehe 3) nach rechts (immer noch unter Bezugnahme auf 3) gegen die Federwirkung der Federn 8. Diese Verschiebung des keilförmigen Elements 7 verursacht folglich eine Verrückung der beiden Halteelemente 5 in Richtung ihrer zueinander nahen Stellung aufgrund der Federwirkung der Federn 6, der vom keilförmigen Element 7 kein Widerstand mehr entgegengesetzt wird. In diesem Zustand wird dann die Haltevorrichtung deaktiviert. Wenn die Stromzufuhr beendet wird, wird das keilförmige Element 7 von den Federn 8 in seine Startposition zurückgebracht, wie das in 3 gezeigt ist, wobei das keilförmige Element 7 die beiden Halteelemente 5 in ihre ausgezogene aktive Position drückt. Der Vorteil der Verwendung einer Beschichtung 18, die mit dem Formgedächtnisdraht 13 koextrudiert wurde, besteht einerseits in der Beschleunigung des Abkühlens des Drahtes nach der Unterbrechung des Stroms und auf der anderen Seite darin, dass sie als eine Art Feder wirkt, die über die gesamte Drahtlänge angeordnet ist, um das Zurückführen des Drahts in den Ruhezustand weiter zu unterstützen, wenn die Stromzufuhr beendet wird.
Ohne Einschränkung des Prinzips der vorliegenden Erfindung können die Einzelheiten der Konstruktion und der Ausführungsformen hinsichtlich des lediglich als Beispiel Beschriebenen und Gezeigten erheblich abweichen, ohne dass dadurch jedoch der beanspruchte Umfang der vorliegenden Erfindung verlassen wird.
Zum Beispiel könnten anstelle eines einzigen U-förmigen Drahtes, zwei Drähte, z.B. parallel, sowie auch ein einziger Draht, der nur einem der beiden hier gezeigten Drahtzweige entspricht, verwendet werden. Außerdem könnte das Formgedächtniselement auch ein steifes längliches Element sein.

Claims

Haltevorrichtung, aufweisend: – eine befestigte Trägerkonstruktion (1), – ein Paar Halteelemente (5) welche verschieblich in der Trägerkonstruktion (1) gelagert und zwischen einer zueinander nahen Stellung und einer voneinander fernen Stellung beweglich sind, wobei sie von den gegenüberliegenden Seiten der befestigten Konstruktion (1) hervorragen, um mit einer entsprechenden Haltefläche zusammenzuwirken, – erste Federmittel (6), welche das Bestreben haben, die zwei Halteelemente (5) in ihre zueinander nahe Stellung zurückzubewegen, – Nockenmittel (7) zum Zurückschieben der zwei Halteelemente (5) gegen die Wirkung der ersten Federmittel (6), – zweite Federmittel (8) zum Schieben der Nockenmittel (7) in Richtung einer Stellung, in welcher sie die zwei Halteelemente (5) in ihrer voneinander fernen Stellung halten, und – einen Formgedächtnis-Aktuator (12) zum Zurückstellen der Nockenmittel entgegen der Wirkung der zweiten Federmittel (8) in Richtung einer Stellung, in welcher die zwei Halteelemente (5) sich unter der Wirkung der ersten Federmittel (6) frei in ihre zueinander nahe Position bewegen können.
Haltevorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktuator (12) wenigstens einen oder mehrere Formgedächtnisdrähte (13) umfaßt, welche zwischen die befestigte Trägerkonstruktion (1) und die Nockenmittel (7) geschaltet sind, und Mittel zum Beaufschlagen der vorgenannten Formgedächtnisdrähte (13) mit einem elektrischen Strom, um das Erhitzen und in Folge die Kürzung durch den Formgedächtniseffekt zu verursachen, wodurch eine Verrückung der vorgenannten Nockenmittel (7) in Richtung einer Position verursacht wird, wo sie die Rückbewegung der zwei Halteelemente (5) in Richtung ihrer zueinander nahen Position gestatten.
Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei parallel angeordnete Drähte zwischen der befestigten Konstruktion und den Nockenmitteln aufweist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Drähte durch die zwei Zweige eines einzelnen Drahtes definiert werden, welcher U-förmig um die Nockenmittel gelegt ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgenannten Nockenmittel aus einem keilförmigen Element (7) bestehen, welches zwei geneigte, gegenüberliegende V-förmige Seiten (7a) besitzt, die mit geneigten, einander zugewandten Oberflächen (5a) der zwei Halteelemente zusammenwirken.
Haltevorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das keilförmige Element (7) mit einem Bereich (7b) mit einer halbumlaufenden Nut zum Eingreifen des Formgedächtnisdrahtes (13) versehen ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgenannte Formgedächtnisdraht (13) durch Extrusion zusammen mit einer Beschichtung (18) aus einem synthetischen Material erhalten wird.
Vorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegenden angrenzenden Enden des Formgedächtnisdrahtes (13) an zwei Buchsen befestigt sind, welche beide am Ende einer Metallröhre (15) befestigt sind, welche an der Trägerkonstruktion (1) befestigt ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Metallröhre (15) eine Hülle (19) angeordnet ist, durch welche der vorgenannte Formgedächtnisdraht (13) mit der zugehörigen koextrudierten Beschichtung (18) hindurchtritt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die geneigten gegenüberliegenden Seiten (7a) des keilförmigen Elements (7) V-förmig in einer Ebene sind, welche senkrecht zur Ebene ist, welche durch die zwei parallelen Zweige des Formgedächtnisdrahtes (13) definiert wird.