DE7923665U1 - Thermal switch - Google Patents

Thermal switch

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DE7923665U1
DE7923665U1 DE19797923665 DE7923665U DE7923665U1 DE 7923665 U1 DE7923665 U1 DE 7923665U1 DE 19797923665 DE19797923665 DE 19797923665 DE 7923665 U DE7923665 U DE 7923665U DE 7923665 U1 DE7923665 U1 DE 7923665U1
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thermal switch
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switching
bbc
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    • H01H71/10Operating or release mechanisms
    • H01H71/12Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/14Electrothermal mechanisms
    • H01H71/145Electrothermal mechanisms using shape memory materials

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  • Thermally Actuated Switches (AREA)

Description

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ThermoschalterThermal switch

Die Erfindung betrifft einen Thermoschalter gemäss
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
The invention relates to a thermal switch according to
the preamble of claim 1.

Bekannte Thermoschalter, wie z.B. Bimetallstreifen, ϊWell-known thermal switches, such as bimetal strips, ϊ

Schmelzsicherungen oder Regelventile mit Thermoelementen, ι, Fuses or control valves with thermocouples, ι,

lösen einen Schaltvorgang bei einem Ueberschreiten eines |jsolve a switching process when a | j is exceeded

vorgebbaren Temperaturwertes mit einer relativ grossen ?: specifiable temperature value with a relatively large? :

seitlichen Verzögerung aus. Ueblicherweise werden Thermo- |lateral delay off. Usually, thermal |

schalter zur Unterbrechung eines elektrischen Stromkreises f verwendet.switch used to interrupt an electrical circuit f.

Für die Betriebssicherheit von elektrischen Geräten und Ιέ For the operational safety of electrical devices and Ιέ

Anlagen ist insbesondere die Fehlspannung und deren Dau- |Systems is particularly the fault voltage and its continuous |

er, Arnplitudenanstieg und Repetition von Bedeutung. Ueber |er, amplitude increase and repetition of importance. About |

das elektrische Verteilernetz können Störspannungen inthe electrical distribution network can generate interference voltages in

Geräten und Anlagen zu Störungen oder Zerstörungen an fDevices and systems to malfunctions or destruction of f

Halbleitern in empfindlichen elektronischen Schaltkreisen, zu Fehlfunktionen in Regelsystemen, zum Verlust von ' Informationen oder zu Ueberschlägen bei schlechter Isola- | tion oder zu klein gewählten Kriech- oder Luftstrecken | führen. Schalter mit grosser Zeitverzögerung sind für |Semiconductors in sensitive electronic circuits, to malfunctions in control systems, to the loss of ' Information or rollovers in the case of poor isolation | tion or creepage or clearance distances chosen that are too small | to lead. Long delay switches are for |

einen Schutz derartiger Geräte ungeeignet. Bimetall- |protection of such devices is unsuitable. Bimetal |

streifen zeigen ausserdem bei längerer Benutzung Ermü- | dungserscheinungen, die zu einer Aenderung der Ansprechtemperatur führen.Stripes also show weariness after prolonged use symptoms that lead to a change in the response temperature.

Thermoschalter mit relativ kleiner zeitlicher Schaltverzögerung unter Verwendung eines den Schaltvorgang aus-Thermal switch with a relatively short switching delay using a switching process off

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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das Auslösen eines Schaltvorganges bei hoher Selektivität der Schaltbedingung zu gewährleisten. ■ ·The object of the invention is to trigger a Switching process with high selectivity of the switching condition to ensure. ■ ·

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 geluvt. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.The object is achieved by the features of claim 1. Further developments of the invention are described in the subclaims.

Die Erfindung beruht auf der neuen Erkenntnis der Kinetik des Formgedächtniseffektes. Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der Schaltvorgang selektiv bezüglich des durch einen Ueberstrom verursachten Anfangswertes einer zeitlichen Aenderung der Temperatur in dem SchaltelementThe invention is based on the new knowledge of the kinetics of the shape memory effect. One advantage of the invention is in that the switching process is selective with respect to the initial value caused by an overcurrent temporal change of the temperature in the switching element

lösenden Elementes aus einer Forrr.gedächtnislegierung sind unter anderem durch die DE-OS 2 026 629, 2 139 852 und 2 701 88Ί bekannt. Dabei wird die relativ grosse Formänderung dieses Schaltelementes bei dessen Temperaturerhöhung über die Anfangstemperatur der Phasenumwandlung von der Niedrig- zur Hochtemperaturphase der Formgedächtnislegierung zum Betätigen eines Schalters verwendet. Das Schaltelement kann direkt von dem zu schaltenden Strom durchflossen und erwärmt sein. Die Erwärmung kann auch durch |releasing element made of a shape memory alloy inter alia by DE-OS 2 026 629, 2 139 852 and 2 701 88Ί known. There will be a relatively large change in shape this switching element when its temperature increases above the initial temperature of the phase transition from the Low- to high-temperature phase of the shape memory alloy used to operate a switch. The switching element The current to be switched can flow through it directly and be heated. The warming can also be caused by |

eine in die Schaltung eingefügte Heizung erfolgen. Durch f die DE-OS 2 701 884 ist es bekannt, den Strom in der Schaltung beim Ueberschreiten eines bestimmten Maximalstromwei'tes zu unterbrechen. Ein Problem bei der Kunatruktion von Schaltern insbesondere für den Leitungs- und Ueber-Stromschutz besteht darin, eine gute Selektivität in den Schaltbedingungen zu gewährleisten, d.h., der Schalter sollte nach Erreichen eines Stromtoleranzwertes nur beim Ueberschreiten eines vorgebbaren Stromanstiegs öffnen und nicht bei allen Ueberströmen.a heater inserted into the circuit take place. By f From DE-OS 2 701 884 it is known to reduce the current in the circuit when a certain maximum current width is exceeded to interrupt. A problem with the Kunatruktion of switches especially for line and over-current protection is to ensure good selectivity in the switching conditions, i.e. the switch should only open after reaching a current tolerance value when exceeding a predeterminable current increase and not with all overflows.

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und nicht bezüglich der übertragenen Energie ist. Die durch eine Spannvorrichtung auf das Schaltelement aufgebrachte Vorspannung ist so einstellbar, dass das Schaltelement nach dem Durchgang eines unterkritischen Ueberstromes bei Abkühlung zurückverformt werden kann.and is not related to the transmitted energy. The one applied to the switching element by a clamping device The bias voltage can be adjusted so that the switching element cools down after a subcritical overcurrent has passed can be deformed back.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:The invention is described below on the basis of exemplary embodiments. Show it:

Fig. 1 das Prinzip des Formgedächtniseffektes,Fig. 1 shows the principle of the shape memory effect,

a) den Einwegeffekt,
b) den Zweiwegeffekt,
a) the one-way effect,
b) the two-way effect,

Fig. 2 die Dehnung als Funktion der Temperatur,2 shows the elongation as a function of temperature,

a) für den Einwegeffekt,a) for the one-way effect,

b) für den Zweiweceffckt,b) for the two-purpose,

Fig. 3 dac Schema eines einfachen Thermoschalters in einer auch für Prüfzwecke geeigneten Ausführungsform,Fig. 3 is a diagram of a simple thermal switch in one also suitable for testing purposes,

Fig. 4 die chemische Energie G der zwei Phasen Martensit und Austenit einer Formgedächtnislegierung als Funktion der Temperatur T (schematisch),4 shows the chemical energy G of the two phases martensite and austenite of a shape memory alloy as Function of the temperature T (schematic),

Fig. 5 den prozentualen Anteil des Martensits M als Funktion der Temperatur T,5 shows the percentage of martensite M as a function the temperature T,

Fig. 6 den elektrischen Widerstand R einer Formgedächtnislegierung (a) vor und (b) nach einem Aufheizen als Funktion der Zeit t,6 shows the electrical resistance R of a shape memory alloy (a) before and (b) after heating as a function of time t,

Fig. 7 das Schema eines mechanischen Modells aus einer7 shows the scheme of a mechanical model from a

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Feder K, einer Stossdämpfungseinrichtung mit einer Dämpfungskonstante oC und einer Masse m,Spring K, a shock absorption device with a damping constant oC and a mass m,

Pig. 8a, 8b, 8c eine halbschematische Darstellung eines Thermoschalters in einem thermoelektrischen Schalter mit Zusatzsicherungselement und mechanischerPig. 8a, 8b, 8c a semi-schematic representation of a thermal switch in a thermoelectric switch with additional locking element and mechanical

Schaltverstärkung in verschiedenen Stellungen undSwitching gain in different positions and

Fig. 9 ein Funktionsschaltbild des Thermoschalters.9 is a functional diagram of the thermal switch.

Fig. la) zeigt den Einweg- und Fig. Ib) den Zweiweg-Formgedächtniseffekt. Diese Effekte treten bei Formgedächtnislegierungen, d.h. bei thermoelastischen Martensiten auf, die nach einer sogenannten pseudo-plastischen Verformung bei niedriger Temperatur wieder zu ihrer ursprünglichen Ge- · stalt zurückkehren, wenn sie über eine kritische Temperatur erwärmt werden. Diese Legierungen existieren in einer martensitischen Tiefteraperaturphase niedriger, flächenzentriert orthorhombischer oder monokliner Symmetrie und in einer austenitischen Hochtemperaturphase hoher, kubisch raumzcntrierter Symmetrie. In der Martensit-Phase existieren keine Plättchen oder Lamellen, die verschiedene kristallographisehe Orientierung besitzen. Bei hoher Temperatur von z.B. 600 C bringt man die Legierung in eine gewünschte, z.B. gestreckte Stabform und tempert sie. Während der Abkühlung geht beim Ueberschreiten einer kritischen Temperatur die austenitische in die martensitische Phase über. Wird jetzt bei einer tiefen Temperatur T deformiert, z.B. gebogen, so entsteht durch spannungsinduzierte oder reorientierte Martensitbildung eine quasistabile Form, welche die ursprüngliche gerade Struktur in sich trägt. Beim Aufheizen 'über eine Temperatur T?, die über einer kritischen Temperatur liegt, entsteht beim Einwegeffekt aus der gebogenen spontan wieder eine gerade Struktur. BeiFig. La) shows the one-way and Fig. Ib) the two-way shape memory effect. These effects occur with shape memory alloys, ie with thermoelastic martensites, which after a so-called pseudo-plastic deformation at low temperature return to their original shape when they are heated above a critical temperature. These alloys exist in a martensitic low-temperature phase of low, face-centered orthorhombic or monoclinic symmetry and in an austenitic high-temperature phase of high, cubic, space-centered symmetry. In the martensite phase there are no platelets or lamellae with different crystallographic orientations. At a high temperature of 600 C, for example, the alloy is brought into a desired, for example elongated, rod shape and tempered. During cooling, when a critical temperature is exceeded, the austenitic phase changes to the martensitic phase. If now deformed, eg bent, at a low temperature T, a quasi-stable shape is created through stress-induced or reoriented martensite formation, which has the original straight structure. When heating above a temperature T ? , which is above a critical temperature, the one-way effect spontaneously turns the curved structure into a straight structure. at

BBC BadenBBC Baden

r-.Jr-.J

einem ansehliessenden Abkühlen findet keine spontane Formänderung mehr statt. Wird jedoch die Legierung bei der Tempe- i ratur T erneut verformt, so wiederholt sich der geschilderte ?a subsequent cooling down no longer takes place any spontaneous change in shape. However, the alloy is deformed again at the temperature-i temperature T, then repeated the described?

K Effekt beim Aufheizen auf T . g K Effect when heating to T. G

Beim Zweiwegeffekt geht ein bei der Temperatur T verform-In the case of the two-way effect, a deformed

ter, z.B. gebogener Körper aus einer Formgedächtnislegie- · rung beim Aufheizen auf uie Temperatur T„ spontan nur teil- :.· weise in die Ursprungsform zurück. Bei einem nachfolgenden
Abkühlen auf T, verformt er sich wieder spontan, jedoch
The, for example, curved body made of a shape memory alloy spontaneously only partially when heated to a temperature T " : ." reverts to its original shape. In a subsequent one
Cooling down to T, it deforms again spontaneously, however

nicht bis zu dem von aussen aufgebrachten Verformungsgrad.not up to the degree of deformation applied from the outside.

Die beiden temperaturinduzierten, spontanen Formänderungen ;. sind bei aufeinanderfolgenden Temperaturzyklen zwischen |;The two temperature-induced, spontaneous shape changes;. are for successive temperature cycles between |;

T1 und T_ wiederholbar. [ T 1 and T_ repeatable. [

Fig. 2 zeigt eine andere Darstellung der Gedächtniseffekte. j·Fig. 2 shows another representation of the memory effects. j

In Abhängigkeit von der Legierungszusammensetzung können f.; für den in Fig. 2a dargestellten Einwegeffekt Dehnungen bzw.Depending on the alloy composition, f .; for the one-way effect shown in Fig. 2a, expansions or

pseudo-plastischen Verformungen bis zu etwa 8 % beim Auf- ;.pseudo-plastic deformations up to about 8 % when opening;.

\\c>'.::.Ti r.urückr:ov;onnon wonlon, v/.'ihrond für· drr. in Fin- ?^ ' \\ c>'. ::. Ti r.backr: ov; onnon wonlon, v /.' ihrond for drr. in fin- ? ^ '

dargestellten Zv:eiwegeffekt Dehnungen b"w. Verfor-shown Zv: eiwegeffekt expansion b "w. deformation

mungen bis zu l,p % bekannt sind. Während durch Aufheizen
die Verformung beim Einwegeffekt auf Null zurückgeht und
beim Abkühlen dior.on zurückcobildeten Formzustand beibehält, bleibt beim Zweiwegeffekt eine Verformung von etwa
2 * zurück. Beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur j tritt dann eine spontane Verformung von etwa 1,5 % auf,
mings up to l, p % are known. While by heating up
the deformation in the one-way effect goes back to zero and
on cooling dior.on retains the shape that has been restored, with the two-way effect there remains a deformation of about
2 * back. When cooling below a certain temperature j, a spontaneous deformation of about 1.5 % occurs,

die sich beim Aufheizen der Legierung spontan zurückbildet.which spontaneously regresses when the alloy is heated up.

Der Zweiwegeffekt kann durch Erzeugung von Versetzungen f und Gitterstörstellen z.B. ίThe two-way effect can be achieved by generating dislocations f and lattice defects, e.g. ί

a) durch eine irreversible plastische Verformung über den pseudo- %. plastischen Bereich der Legierung hinaus, d.h. von mehr Jj!a) by an irreversible plastic deformation over the pseudo %. plastic range of the alloy, ie of more Jj!

ti littti suffered

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als etwa 8 %,oderthan about 8 %, or

b) durch eine Temperaturerhöhung um etwa 50 K über die Endtemperatur der Austenitumwandlung hergestellt werden.b) be produced by increasing the temperature by about 50 K above the final temperature of the austenite transformation.

Der zu Versetzungen führende Anteil der Verformung wird beim Aufheizen nicht zurückgewonnen. Beim erneuten Abkühlen begünstigt das Eigenspannungsfeld der Gitterstörstellen die Rückbildung von Mart'.-nsitorientierungen, die durch die ursprünglich aufgebrachte Spannung erzeugt wur— | den, und führt dazu, dass beim Abkühlen eine kleinere |The portion of the deformation leading to dislocations is not recovered during heating. When cooling down again the internal stress field of the lattice defects favors the regression of Mart '.- nsitororientierungen, the was generated by the originally applied tension den, and causes a smaller |

Formänderung in der Richtung der ursprünglichen Verfor- ri mung stattfindet. Bei nachfolgenden thermischen Zyklen wird ein kleiner Zweiwegeffekt erzeugt.Shape change in the direction of the original deformation takes place ri determination. A small two-way effect is created on subsequent thermal cycles.

Wird auf eine Formgedächtnislegierung eine Spannung ausgeübt, so verschiebt sich der Temperaturbereich der Phasenumwandlung zu höheren Temperaturen, wie in Fig. 2a gestrichelt angedeutet. Unbelastet kann die Umwandlung von der Niedrig- zur Hochtemperaturphase zwischen etwa -l80°C und +250 C liegen, in Abhängigkeit von der Legierungszusammensetzung. If tension is exerted on a shape memory alloy, the temperature range of the phase transition shifts to higher temperatures, as indicated by dashed lines in Fig. 2a. The conversion of the low to high temperature phase are between about-180 ° C and +250 C, depending on the alloy composition.

In Fig. 1J ist die chemische Energie G der Martensit- und Austenitphase als Funktion der Temperatur T dargestellt. Bei niedrigen Temperaturen hat Martensit eine geringere Energie als Austenit. Oberhalb einer Temperatur T-, bei der beide Phasen in thermodynamischem Gleichgewicht sind und gleiche chemische Energie G aufweisen, hat Austenit eine geringere Energie als Martensit.In Fig. 1 J chemical energy G is the martensite and austenite phase as a function of temperature T. At low temperatures, martensite has a lower energy than austenite. Above a temperature T-, at which both phases are in thermodynamic equilibrium and have the same chemical energy G, austenite has a lower energy than martensite.

• β · III III ···• β III III

• · · * I I · I I• · · * I I · I I

·· 9S(III I9S (III I

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Soll durch Abkühlen Austenit in Martensit umgewandelt werden, so muss die Pormgedächtnislegierung unterhalb T abgekühlt werden, wie in Fig. 5 dargestellt, da wegen des Volumen Unterschiede elastische bzw. Keimbildungsenergie mitgeliefert werden muss.If austenite is to be converted into martensite by cooling, so the shape memory alloy must be cooled below T, as shown in Fig. 5, because of the volume Differences in elastic or nucleation energy included must become.

Bei einer Martensitumwandlung-Starttemperatur TM„ beginnt die Umwandlung, bei einer Martensitumwandlungs-Endtemperatur TMD ist sie abgeschlossen, d.h., es bleibt kein Austenit zurück. Bereits bei Temperaturen oberhalb T kann jedoch eine von aussen aufgebrachte Spannung einenThe transformation begins at a martensite transformation start temperature T M "; at a martensite transformation end temperature T MD it is completed, that is, no austenite remains. Even at temperatures above T, however, an externally applied stress can cause a

chemische Energie Beitrag zur Keimbildungs- oder / für den Martensit liefern, d.h., es kann e"in spannungsinduzierter Martensit erzeugtchemical energy contribution to the nucleation or / for the martensite, i.e., it can e "generated in stress-induced martensite

werden. Wird eir. Körper aus einer Pormgedächtnislegierung zunächst unterhalb T..o oder Τ,.Ώ abgekühlt und dann ver-will. Will eir. Body made of a memory alloy initially below T .. o or Τ ,. Ώ cooled down and then

IHo WrIHo Wr

formt, so wird unter anderem durch einen Zwillings-Scherungsprozess eine Umorientierung der Martensitplättchen erzeugt, die beim Aufheizen zu einer Rückwandlung der Verformung führt.is formed, among other things, by a twin shear process a reorientation of the martensite platelets is produced which, when heated, leads to a reversal of the deformation leads.

.Die Umv/andlung von Martensit in Austenit beginnt bei einer sogenannten kritischen Temperatur T oberhalb Tn und endet bei einer Temperatur T „.The conversion from martensite to austenite begins at a so-called critical temperature T above T n and ends at a temperature T ".

Um einen grossen Pormgeaächtniseffekt erzeugen zu können, muss die durch den Phasenübergang bedingte Volumenänderung gering sein, da sonst viele Versetzungen erzeugt werden, um die Volumenunterschiede anzupassen. Durch eine erhöhte Versetzungsdichte wird der Martensit verfestigt bzw. gehärtet und eine Umorientierung durch eine aufgebrachte Spannung nicht mehr möglich, wie z.B. bei Stahl. Die für eine Anwendung als Schaltelement-wichtigste Eigenschaft einer Pormgedächtnislegierung besteht darin, dass bei derIn order to be able to create a large pomegranate effect, the volume change caused by the phase transition must be small, otherwise many dislocations are generated, to adjust the volume differences. The martensite is solidified or hardened by an increased dislocation density. hardened and reorientation is no longer possible due to an applied stress, as is the case with steel, for example. The for an application as the most important property of the switching element of a memory alloy is that in the

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m*m *

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Rückwandlung der Verformung beim Aufheizen Arbeit geleistet bzw. eine Spannung erzeugt werden kann. Für Ni-Ti-Basislegierungen ist sine Energiedichte von 2 MJ/m erreichbar, welche wesentlich höher liegt als die von Bimetall. Durch eine Behinderung der Gestaltänderung beim Aufheizen sind Spannungen v.on mehr als 650 MPa erzeugbar. Die erreichbare Kraft und der Weg sind von der Probengeometrie abhängig. Bei einem Rundstab, dessen Länge 10 mal so gross ist wie sein Durchmesser, ist die Biegekraft 20 mal kleiner als die Zugkraft, aber die Verschiebung des freien Endes im Falle der Biegung ist 10 mal so gross wie die Verschiebung bei Zugbeanspruchung.Reconversion of the deformation during heating work can be done or a voltage can be generated. For Ni-Ti based alloys its energy density of 2 MJ / m is achievable, which is much higher than that of bimetal. There are tensions due to a hindrance to the change in shape during heating Can be generated from more than 650 MPa. The achievable The force and the path depend on the sample geometry. With a round bar whose length is 10 times as great as its diameter, the bending force is 20 times smaller than the tensile force, but the displacement of the free end in the The case of the bending is 10 times as large as the displacement under tensile stress.

In Fig. 6 zeigt die Kurve a den Widerstand R eines Drahtes aus einer mechanisch belasteten bzw. vorgespannten Formgedachtnislegierung vor einem Aufheizen als Funktion der Zeit t. Die Kurve b wurde dadurch erzeugt, dass ein kurzfristiger Stromimpuls aus einer Kondensatorentladung (875 V, 25 μ F) durch diesen Draht geschickt und dadurch eine Aufheizung bewirkt wurde. Der Widerstand kenr.2eichr.et die Struktur bzw. die Phasenumwandlung der legierung. Die der ccraccsoncn Wider stunde schwingung; ■ f .preehcnde Bewegung des Drahtes wird anhand eines in Fig. 7 dargestellten Mechanischen Modells erklärt, in dem K die Federkonstante einer Feder, m eine Masse, γ aie Dämpfungskonstante, x den Weg bzw. eine Auslenkung, χ bzw. χ die erste bzw. zweite Ableitung des Weges nach der Zeit und g die Erdbeschleunigung bedeuten. Für dieses Modell gilt die Differentialgleichung:In FIG. 6, curve a shows the resistance R of a wire made of a mechanically loaded or prestressed shape memory alloy before heating as a function of time t. Curve b was generated by sending a short-term current pulse from a capacitor discharge (875 V, 25 μF ) through this wire, thereby causing heating. The resistance kenr.2eichr.et the structure or the phase transformation of the alloy. The ccraccsoncn's resistance oscillation; ■ f .preehcnde movement of the wire is explained using a mechanical model shown in Fig. 7, in which K is the spring constant of a spring, m a mass, γ aie damping constant, x the path or a deflection, χ or χ the first or The second derivative of the path in terms of time and g is the acceleration due to gravity. The differential equation applies to this model:

mx' + A' χ - Kx = -mg . (1)mx '+ A' χ - Kx = -mg. (1)

mit der Anfangsbedingung:with the initial condition:

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• ·• ·

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x=x +2^ und x=0 für t = 0, (2)x = x + 2 ^ and x = 0 for t = 0, (2)

max ivmax iv

wobei χ die maximale Dehnung bedeutet, die durch Aufmax where χ means the maximum elongation that can be achieved by Aufmax

heizen eines Federkörpers als Ergebnis eines Formgedächtniseffektes erreichbar ist. Unter diesen Voraussetzungen hat die Differentialgleichung (1) die Lösung:heating a spring body as a result of a shape memory effect is attainable. Under these assumptions, the differential equation (1) has the solution:

x = x =

jt.-fjt.-f

mit einer viirksam v/erdenden Kraft F umgesetzt wird.is implemented with an effective grounding force F.

Die Federkonstante K hängt von der Bewegungsart, wie Spannung, Biegung usw., vom Typ der Formgedächtnislegierung und von der Grosse einer mechanischen Vorspannung ab. Ohne Vorspannung ergibt sich K für Spannung bzw. Kompression zu:The spring constant K depends on the type of movement, such as tension, Bending, etc., on the type of shape memory alloy and the size of a mechanical preload. Without The preload results in K for tension or compression as:

■ ah ■ ά■ ah ■ ά

X £X £

· exp (- /) tv t ) · COS ( U/t +V) + -rj? (3 ) ίExp (- /) tv t) COS (U / t + V) + -rj? (3) ί

COSJ, K ICOSJ, K I

mit ύ with ύ

/ m (1 - λ2) / m (1 - λ 2 )

tan V» - -2 λ und (5) f?tan V »- -2 λ and (5) f?

a= ^7 . (6) Ia = ^ 7 . (6) I.

U = I K xmax = /F dx J U = I K x max = / F dx J

stellt die elastische Energie der Feder dar, die beim Auf- j*i heizen in eine Gestaltänderung innerhalb einer charakteri- | stischen Bewegungszeit $. represents the elastic energy of the spring which, when heated up, results in a change in shape within a characteristic | static movement time $.

mit 2 with 2

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q Querschnittsflache des Pormgedächtniskörpers 1 Längeq Cross-sectional area of the porm memory body 1 length

d relative Dichted relative density

C spezifische WärmekapazitätC specific heat capacity

L s spezifische Entropie L s specific entropy

/lh spezifische Enthalpie/ lh specific enthalpy

C spezifische WärmekapazitätC specific heat capacity

£ durch Verformung aufgebrachte relative Formänderung und £M maximale relative Formänderung durch Phasenumwandlung. £ relative change in shape caused by deformation and £ M maximum relative change in shape due to phase change.

Erfolgt das Aufheizen eines aus einer Formgedächtnislegierung bestehenden Körpers bzw. Drahtes durch einen hindurchfliessenden elektrischen Strom I3 so gilt für zeitliche Temperaturänderungen dT/dt in einem Temperaturbereich, in dem keine durch einen Formgedächtniseffekt bewirkte Formänderung erfolgt, die Beziehung:If a body or wire made of a shape memory alloy is heated by an electrical current I 3 flowing through it, the following applies to temperature changes dT / dt over time in a temperature range in which there is no change in shape caused by a shape memory effect:

dT _ RI(t)2 (10)dT _ RI (t) 2 (10)

dt " C V ddt "C V d

wobei V das Volumen des Körpers bedeutet.where V is the volume of the body.

Oberhalb der kritischen Temperatur T.„ für die Rüekverformung entsteht in dem Formgedächtniskörper eine mechanische Spannung ß~ proportional zu T - T.g:Above the critical temperature T. "for the reverse deformation, a mechanical stress ß ~ proportional to T - T. g arises in the shape memory body:

ir 6Oir 6 O

6 = —- (T- T)5 (11)6 = --- (T- T) 5 (11)

konstanteconstant

wobei Gl eine Material^ ist. Diese Spannung (T wird in den in den Fig. 3 und 8a, Bezugsziffer 38, dargestellten Thermoschalterη zur Auslösung eines Schaltvorganges benutzt. where Gl is a material ^. This tension (T is in the thermal switches shown in FIGS. 3 and 8a, reference number 38, are used to trigger a switching process.

Das Prinzip der Thermoschalter wird anhand der Fig. 9 er-The principle of the thermal switch is illustrated in FIG. 9.

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läutert. Eine beliebige zeitabhängige physikalische Grosse f(t), die bei einer vorgebbaren Bedingung, z.B. beim Ueber schreiten eines bestimmten Grenzwertes, einen Schaltvorgang auslösen oder ein Schaltsignal y, zur Verfügung 5 stellen soll, wird in einem Wandler 4l in eine dieserpurifies. Any time-dependent physical quantity f (t), which in the event of a predefinable condition, e.g. when a certain limit value is exceeded, a switching process trigger or make a switching signal y, available 5, is in a converter 4l in one of these

Eingangsgrösse f(t) zugeordnete zeitabhängige Wärme bzw. thermische Energie Q(t) transformiert, falls sie nicht bereits als Wärme vorgegeben ist. Diese Wärme Q(t) wird I in einem weiteren Wandler 42 in eine Beschleunigung χInput variable f (t) assigned time-dependent heat or thermal energy Q (t) transformed, if it is not is already given as heat. This heat Q (t) is I in a further converter 42 in an acceleration χ

;" ίο transformiert, welche einem Vergleicher 43 mit einem Be- |, schleunigungsgrenzwert x'„ verglichen wird. Für χ > x'_; "ίο transformed, which a comparator 43 with a loading |, acceleration limit value x '"is compared. For χ> x'_

f liegt am Ausgang y des Vergleichers 43 das Schaltsignal f is the switching signal at the output y of the comparator 43

I y, an, andernfalls das Signal y_. Gleichbedeutend mitI y, an, otherwise the signal y_. Synonymous with

p diesen vom Ausgang des Vergleichs abhängigen Signales yn p this signal y n which is dependent on the output of the comparison

h I h I

I 15 bzw. y2 ist ein "Ein-" bzw: "Ausschalten" oder ein "Umschalten" eines Schalters.I 15 or y 2 is an “on” or “off” or “toggle” a switch.

Bei den Thermoschaltern gemäss Fig. 3 und Fig. 8a, Bezugsziffer 38, ist die zeitabhängige physikalische Grosse f(t) ein elektrischer Strom I(t). Die Wandler 4l und 42 werden" 20 durch das Schaltelement 18 aus einer Formgedächtnislegierung gebildet. Der elektrische Strom I(t) wird in diesem Schaltelement gemässIn the thermal switches according to FIG. 3 and FIG. 8a, reference number 38, the time-dependent physical quantity f (t) is an electrical current I (t). The converters 4l and 42 are " 20 formed by the switching element 18 from a shape memory alloy. The electric current I (t) is in this Switching element according to

t
Q(t) = ' d Rl^dt (12)
t
Q (t) = ' d Rl ^ dt (12)

1 25 in Wärme, diese gemäss Gleichung (11) in mechanische Span-1 25 in heat, this in accordance with equation (11) in mechanical

I nung und diese gemässden Gleichungen (7) und (1) in Kraft F bzw. Be-I tion and this according to equations (7) and (1) in force F or loading

I schleunigung x" transformiert. Der Vergleicher 43 wirdI acceleration x "is transformed. The comparator 43 is

I durch eine einstellbare Masse 16 dargestellt, wobei dieI represented by an adjustable mass 16, the

I .Trägheit dieser Masse :-:ur Realisierung des Beschleunigungs-I. Inertia of this mass: -: for realizing the acceleration

I 30 grenzwertes x" verwendet wird. Erst wenn eine durch denI 30 limit value x "is used. Only when one of the

I G I G

BBC Eaden Ί j"! . j \'.·\ . . ^-'"" ^BBC Eaden Ί j "!. J \ '. · \ .. ^ -'""^

I Formgedächtniseffekt beim Aufheizen des SchältelementesI Shape memory effect when the peeling element is heated up

I erzeugte Kraftwirkung bzw. Beschleunigung χ diesen vorgeb-I generated force or acceleration χ this specified

I baren Grenzwert überschreitet, erfolgt eine Auslösung desIf the limit value is exceeded, the

! Schaltsignals bzw. ein Schaltvorgang. Langsam verlaufende p 5 Strom- bzw. Temperaturänderungen im Schaltelement 18 lösen! Switching signal or a switching process. Slow running p 5 solve current or temperature changes in the switching element 18

I sumit keinen Schaltvorgang aus. Ebenso lösende Stromände-I do not cancel any switching operation. Equally dissolving streams

'i rungerij die Temperatur änderungen ausserhalb der Phasen- 'i rungerij the temperature changes outside the phase

1 übergänge zwischen Τησ und T.„ bzw. zwischen Τ..ο und T 1 transitions between Τ ησ and T. “or between Τ .. ο and T

ψ. Ao Ar l'lo i'lr ψ. Ao Ar l'lo i'lr

entsprechen, keine Schaltsignale aus. ^s handelt sich so-10 'mit um einen selektiv wirkenden Thermoschalter, der untercorrespond, no switching signals off. ^ s is so-10 'with a selectively acting thermal switch, which is below

- anderem für ein schnelles Abschalten von Ueberströmen ge-- among other things for a quick shutdown of overcurrents

I eignet ist. Dafür wird der Phasenübergang von Martensit inI is suitable. For this, the phase transition from martensite to

Austenit entsprechend dem Temperaturbereich von T bis T. verwendet. Dieser Schaltbereich ist durch Dimensionierung 15 des Schaltelements, Zusammensetzung der Legierung und mechanische Vorspannung einstellbar.Austenite corresponding to the temperature range from T to T. used. This switching range is determined by the dimensioning 15 of the switching element, the composition of the alloy and mechanical Adjustable preload.

i Der in Fig. 3 schematisch dargestellte Thermoschalter be-i The thermal switch shown schematically in Fig. 3 is

]i steht aus dem Schaltelement 18 in Form eines Rundstabes ] i stands from the switching element 18 in the form of a round rod

I 2I 2

P bzw. Drahtes von 6,5 nun Länge und 0,33 nun QuerschnittP or wire of 6.5 now length and 0.33 now cross section

I 20 aus einer Legierung von 3 Mj Ni, I3 M % Al und 84 M % Cu, I vergleiche Draht-Nummer 9 in Tabellen 1 und 2. Ein weite-I 20 made of an alloy of 3 Mj Ni, I3 M % Al and 84 M % Cu, I compare wire number 9 in Tables 1 and 2. A further

I res Beispiel für ein Schaltelement ist dort mit Draht-I res example of a switching element is there with wire

Nummer 8 bezeichnet. Das obere Ende des Schaltelementes l8Number 8 denotes. The upper end of the switching element l8

ist in einer oberen Halterung 19 gehalten, die unbeweglich 25 an einer Befestigung 40 angebracht ist. Das untere Ende des Schaltelementes ist über eine Halterung 15 mit einer einstellbaren Masse 16 von 14,8 g und einer Zugfeder Ik, die auch entfallen kann und im vorliegenden Beispiel mit der Federkonstante K=O angesetzt ist, gekoppelt. Die Zug-30 feder ist einseitig in einer Befestigung I3 unbeweglich gehalten. Masse 16 und Zugfeder 14 wirken als Spanneinrichtung zusammen und erzeugen eine mechanische Spannung aufis held in an upper holder 19 which is immovably attached 25 to an attachment 40. The lower end of the switching element is coupled via a bracket 15 with an adjustable mass 16 of 14.8 g and a tension spring Ik , which can also be omitted and which in the present example is set with the spring constant K = O. The tension spring is held immovable on one side in a fastening I3. Mass 16 and tension spring 14 work together as a tensioning device and generate mechanical tension

AfAf

BBC Baden ". ;.·;.: |>·;, .·:ΐ7|/78 '"* BBC Baden ". ;. ·;.: |>·;,. · : Ϊ́7 | / 78 '" *

I - 15 - 1I - 15 - 1

das in der Niedrigtemperaturphase durch Dehnung pseudo-plastischer !" verformterSchaltelemente 18, die unterhalb dessen Zerreiss- £ spannung liegt. Durch das Schaltelement wird bei einer |that in the low temperature phase by stretching more pseudo-plastic! " deformed switching elements 18, which below its tear-£ tension lies. With a |

Zimmertemperatur von 20°C ein Strom I geschickt, der auf das Auftreten eines Ueberstromes zu überwachen ist. Ueberschreitet das Strom-ZeitintegralA current I is sent at room temperature of 20 ° C, which is to be monitored for the occurrence of an overcurrent. Exceeds the current-time integral

SZ = f I dt, Ct = t2 - t± (13)SZ = f I dt, Ct = t 2 - t ± (13)

innerhalb eines Zeitintervalles mit Jt = 2 ms den Wert vonwithin a time interval with Jt = 2 ms the value of

2
SZ = 1000 A S5 so zerreisst das Schaltelement 18 und unterbricht den Stromkreis, wie in Fig. 3b dargestellt. Das Schaltelement wirkt hierbei als elektrische Sicherung mit ;.' einstellbarer Empfindlichkeit, Wenn der Stromanstieg schneller als ein vorgebbarer Viert ist, überschreitet die mechanische Spannung T die Zerreisspannung des Schalt- l elementes bevor sich die Masse 16 zu bewegen beginnt. Die ; Anfangsgestalt des Schaltelementes ist so gewählt, dass der Abstand zwischen len Bruchstücken nach dem Zerreissen grcss genug ist, um eine Trennung des Lichtbogens zu gewährleisten. Bei einem langsam ansteigenden Ueberstrom wird die Masse 16 bewegt und 6" wird niemals die Zerreisspannung des Schaltelementes überschreiten. Die Werte von m und K sind zweckmässig unter Verwendung einer Zweiweg-Gedächtnislegierung für das Schaltelement so gewählt, dass das Schaltelement durch Kühlung zurückverformt wird, vergleiche Fig. 2b, nachdem ein Ueberstrom mit unterkritischem Anstieg vorbei ist. Dieser Thermoschalter kann auch mit einem Schaltelement mit einem Einweggedächtnis- | effekt verwendet werden, wobei Formänderungen bis zu etwa 'f 8 % nutzbar sind. Anstelle einer direkten Unterbrechung des Stromkreises kann die Lageveränderung beim Zerreissen ^
2
SZ = 1000 AS 5 so the switching element 18 tears and interrupts the circuit, as shown in Fig. 3b. The switching element acts as an electrical fuse;. ' adjustable sensitivity, if the current rise is faster than a predeterminable Fourth, the mechanical tension T exceeds Zerreisspannung of the switching element l before the mass 16 begins to move. The ; The initial shape of the switching element is chosen so that the distance between the fragments after tearing is large enough to ensure separation of the arc. In the event of a slowly increasing overcurrent, the mass 16 is moved and 6 "will never exceed the breaking voltage of the switching element. The values of m and K are expediently selected using a two-way memory alloy for the switching element so that the switching element is deformed back by cooling, compare 2b, after an overcurrent with a subcritical rise has passed. This thermal switch can also be used with a switching element with a one-way memory effect, whereby changes in shape of up to about 8 % can be used when tearing ^

BBC BadenBBC Baden

des Schaltelementes in bekannter Weise als Mittel zum Auslösen eines anderen Schaltvorganges, erforderlichenfalls mit zwischengeschalteter Verstärkung des Schaltsignals, verwendet werden. Der als elektrische Sicherung wirkende Thermoschalter gemäss Fig« 3 ist anstelle einer Schmelzsicherung in einem konventionellen thermoelektrischen Schalter 50 gemäss Fig. 8 verwendbar, der zur Sicherung elektrischer Stromkreise gegen langsam oder stossartig zunehmende üeberströme bekannt ist.of the switching element in a known manner as a means for triggering another switching process, if necessary with intermediate amplification of the switching signal, be used. The thermal switch acting as an electrical fuse according to FIG. 3 is instead of a fuse can be used in a conventional thermoelectric switch 50 according to FIG. 8, which is used for securing electrical circuits against slowly or abruptly increasing overcurrents is known.

Fig. 8a zeigt einen derartigen thermoelektrischen Schalter 50 in halbschematischer Darstellung, jedoch mit einem Thermoschalter 38, der ein Schaltelement 18 mit einem Zweiweggedächtniseffekt aufweist, das beim Aufheizen nicht zerreissen und somit den Stromkreis nicht direkt unterbrechen kann. Im Unterschied zu dem Thermoschalter gemäss Fig. 3 ist bei dem Thermoschalter 38 die obere Halterung 19 des Schaltelementes 18 nicht unbeweglich gelagert, sondern mit einer Anlenkung 12 im Fangarm 23 über eine mechanische Kopplung 20 verbunden und gegen eine Zugfeder 11 beweglich.Fig. 8a shows such a thermoelectric switch 50 in a semi-schematic representation, but with one Thermal switch 38, which is a switching element 18 with a two-way memory effect that does not tear when heated and thus does not interrupt the circuit directly can. In contrast to the thermal switch according to FIG. 3, the thermal switch 38 has the upper holder 19 of the switching element 18 is not mounted immovably, but with a linkage 12 in the catch arm 23 via a mechanical one Coupling 20 connected and movable against a tension spring 11.

Der elektrische Stromkreis geht von einer Anschlussleitung 7 über einen Festkontakt 6, ein Kontaktende 8 eines Kontaktarmes 4, der um eine Anlenkung 1 schwenkbar ist, über eine Verbindungsleitung 28, ein Zusatzsicherungselement 9, eine Verbindungsleitung 22, die obere Halterung 19 durch das Schaltelement 18 zur unteren Halterung 15 an eine Anschlussleitung 17·The electrical circuit goes from a connection line 7 via a fixed contact 6, a contact end 8 of a contact arm 4, which can be pivoted about a linkage 1, via a connecting line 28, an additional securing element 9, a Connection line 22, the upper bracket 19 through the switching element 18 to the lower bracket 15 to a connection line 17 ·

Fliesst durch das Schaltelement ein Ueberstrom, der eine Gestaltänderung bzw. hier zur Kontraktion durch den Formgedächtniseffekt führt, so wirdAn overcurrent flows through the switching element, the one Change in shape or lead here to contraction due to the shape memory effect

BBC BadenBBC Baden

- 17 -- 17 -

1) die Anlenkung 12 gegen die Federkraft der Zugfeder 11 nach unten versetzt und1) the linkage 12 is offset against the spring force of the tension spring 11 downwards and

2) die Masse 16 und die mit ihr gekoppelte Zugfeder 14 aufwärts bewegt.2) the mass 16 and the tension spring 14 coupled to it moved upwards.

Für die zweite Bewegung ist die Bewegungszeit £t gemäss Gleichung (8) charakteristisch. Sobald die Bewegung abgeschlossen ist j verschwindet die Spannung T3 vergleiche Gleichung (11).The movement time £ t according to equation (8) is characteristic of the second movement. As soon as the movement is completed j the voltage T 3 disappears, compare equation (11).

Die erste Bewegung wird den Schalter 50 nur dann auslösen, wenn 5" über einen vorgebbaren kritischen Wert ansteigt, der zur Trsnsla^ion der Anlenkung 12 nach unten um z.B. 1 mm ausreicht. Andernfalls wird das Schaltelement 18 auf Grund der Einstellung der Werte von Masse 16 und Federkraft K der Zugfeder 14 nach dem Durchgang eines unterkritischen Ueberstromes durch Kühlung zurückv erformtThe first movement will only trigger switch 50 if 5 "rises above a predeterminable critical value, which for Trsnsla ^ ion of the articulation 12 downwards by e.g. 1 mm is sufficient. Otherwise, the switching element 18 due to the setting of the values of mass 16 and spring force K of the tension spring 14 after the passage of a subcritical overcurrent deformed back by cooling

Kommt es jedoch zu einer Auslenkung der Anlenkung 12 nach unten, so wird der Fangarm 23 um eine Anlenkung 21 im Uhrzeigersinn geschwenkt, wie gestrichelt angedeutet, und gibt einen Winkelarm 37 zur Verschwenkung entgegen dem Uhrzeigersinn frei. Diese Verschwenkung ist gesperrt, solange ein Hakenende 25 des Fangarmes 23 an einem Fangende 24 des Winkelarmes 37 anliegt. Unter der Wirkung einer Druckfeder 2, die sich an eine Befestigung 3 abstützt, und den Kontaktarm 4 um seine Anlenkung 1 im Uhrzeigersinn zu bewegen sucht, wird der Winkelarm 37 mittels eines Schubarmes 29 um eine Anlenkung 26 entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt, wie in Fig. 8b dargestellt. Dabei hebt sich der Kontaktarm 4 vom Festkontakt 6 ab und unterbricht die elektrische Verbindung zwischen derHowever, if the linkage 12 is deflected downward, the tentacle arm 23 is moved around a linkage 21 in the Pivoted clockwise, as indicated by dashed lines, and gives an angle arm 37 for pivoting against the Clockwise free. This pivoting is blocked as long as a hook end 25 of the tentacle arm 23 is at one end of the catch 24 of the angle arm 37 is applied. Under the action of a compression spring 2, which is supported on an attachment 3, and seeks to move the contact arm 4 to its articulation 1 clockwise, the angle arm 37 is by means of a push arm 29 pivoted about a linkage 26 counterclockwise, as shown in Fig. 8b. The contact arm 4 lifts from the fixed contact 6 and interrupts the electrical connection between the

BBC Baden " ** : : ** "375/78 /BBC Baden "**:: **" 375/78 /

-18 --18 -

Anschlussleitung 7 und der Verbindungsleitung 28. Der Schubarm 29 ist durch eine Anlenkung 5 mit dem Kontaktarm 4 verbunden. An seinem unteren Ende weist er eine Anlenkung 27 auf, die in einer Durchbrechung 36 des Winkelarmes 37 gleiten kann, wenn der Winkelarm verschwenkt wird. Beim Verschwenken gleitet die Anlenkung 27 in der Durchbrechung 36 nach links,wodurch der ebenfalls um die Anlenkung 27 schwenkbare Rückstellnebel 32 mittels eines Schubarmes in eine in Fig. 8c dargestellte Aus-Stellung bewegt wird.Connection line 7 and the connection line 28. The Push arm 29 is connected to contact arm 4 by a linkage 5. At its lower end it has a linkage 27, in an opening 36 of the angle arm 37 can slide when the angle arm is pivoted. When pivoting, the articulation 27 slides in the opening 36 to the left, whereby the also around the articulation 27 pivotable return fog 32 is moved by means of a push arm into an off position shown in FIG. 8c.

Der Rücksteiihebel 32 steht untei- der- Zugspannung einer Zugfeder ~5'4, die in einer Befestigung 37 verankert ist. Er ist über eine bewegliche Anlenkung 3I mit einem Ende des Schubarmes 30 verbunden. Das andere Ende des Schubarmes 30 ist durch die bewegliche Anlenkung 27 mit dem Scbubarm 29 verbunden. Der Schalter 50 kann auch mit dem Rückstellhebel 32 wieder eingeschaltet werden, indem er im Uhrzeigersinn geschwenkt wird.The back lever 32 is subject to the tensile stress of a tension spring ~ 5'4, which is anchored in a fastening 37. It is connected to one end of the push arm 30 via a movable linkage 3I. The other end of the push arm 30 is connected to the push arm 29 by the movable articulation 27. The switch 50 can also be switched on again with the reset lever 32 by pivoting it clockwise.

Die Thermoschalter gemäss Fig. 3 und Fig. 8a, Bezugsziffer 38, v/erden zweckmässig ergänzend zu einem Zusatzschaltelement 9 angewandt, das mittels einer mechanischen Kopplung 10 mit dem Fangarm 23 verbunden sein kann und auf andere schutztechnisch relevante Parameter anbricht.The thermal switches according to FIG. 3 and FIG. 8a, reference number 38, v / ground expediently in addition to an additional switching element 9 applied, which can be connected to the tentacle arm 23 by means of a mechanical coupling 10 and to others protection-relevant parameters breaks.

Bemessungswerte für Schaltelemente l8, die sich zur Verwendung in dem Thermoschalter 38 eignen, sind in den Tabellen 1 und 2 unter den Drah*·nummern 1 bis 7 angegeben. Die Werte in Tabelle 1 gelten für eine· Zimmertemperat'ir von 20 C, eine Auslenkung durch einen der Formgedächtniseffekte von 1 mm und eine Federkonstante K=O der Zugfeder 1*1. Die Zugfeder Ik kann bei beiden beschriebenen Thermoschaltern weggelassen werden> sie eignet sich jedoch zur Lagestabilisierung der Thermoschalter und zur AufbringungRated values for switching elements 18 which are suitable for use in the thermal switch 38 are given in Tables 1 and 2 under wire numbers 1 to 7. The values in table 1 apply to a room temperature of 20 ° C., a deflection due to one of the shape memory effects of 1 mm and a spring constant K = 0 of the tension spring 1 * 1. The tension spring Ik can be omitted in both of the thermal switches described> however, it is suitable for stabilizing the position of the thermal switches and for application

BBC Baden · :**· · · ·'·**· ·BBC Baden ·: ** · · · · '· ** · ·

ters 50 gemäss Fig. 8 kann durch Zug oder Druck erfolgen.
Die durch das Schaltelement bewirkte Lageänderung kann
in bekannter Weise z.B. mittels optischer, elektrischer
oder hydraulischer Detektoren erfasst, verstärkt und auf
ein anderes Schaltorgan übertragen v/erden.
ters 50 according to FIG. 8 can be done by pulling or pushing.
The change in position caused by the switching element can
in a known manner, for example by means of optical, electrical
or hydraulic detectors detected, amplified and on
transfer v / earth another switching element.

ay/I ay / I

-19 --19 -

einer Vorspannung auf das Schaltelement 18.a bias on the switching element 18.

Für die Pormgedächtnislegierung des Schaltelementes 18For the memory alloy of the switching element 18

eignen sich unter anderem von den Materialeigenschaftenare suitable, among other things, from the material properties

und vom Preis her besonders Legierungen auf der Basis Ni Ti, |and, in terms of price, especially alloys based on Ni Ti, |

Ni Ti Cu gemäss DE-OS 2 644 041, Cu Zn, Cu Al, Ni Zn | auch mit ternären und weiteren Komponenten wie Cu Al Ni, pj,Ni Ti Cu according to DE-OS 2 644 041, Cu Zn, Cu Al, Ni Zn | also with ternary and other components such as Cu Al Ni, pj,

Cu Zn Al Ni usw.Cu Zn Al Ni etc.

Es versteht sich, dass die Erfindung auf das oben Darge- |It goes without saying that the invention relates to what is presented above

stellte nicht beschränkt ist. So kann z.B. Formgebung jposed is not limited. For example, shaping j

I des Schaltelementes 18 streifenförmig, rohrförmig, spiral- |,I of the switching element 18 strip-shaped, tubular, spiral |,

förmig, gebogen usw. gestaltet sein. Das Schaltelement |be shaped, curved, etc. The switching element |

kann durch Biegen, Tordieren, Stauchen oder Strecken ver- | formt sein. Die Auslösung eines thermoelektrischen Schal- 1can be twisted by bending, twisting, compressing or stretching | be shaped. The triggering of a thermoelectric switch- 1

BBC BadenBBC Baden

.*17&?78. * 17 &? 78

Draht-Nr. Wire no.

1
2
1
2

5
6
5
6th

7
8
7th
8th

_ 20 __ 20 _

Tabelle 1Table 1

1 mm1 mm

5,25.2

5,25.2

7878

7878

780780

3,63.6

6,56.5

mmmm

20
20
20th
20th

40
1,5
0,33
40
1.5
0.33

38 950 950 3 800 14,8 3 700 14 80038 950 950 3 800 14.8 3 700 14 800

38 14,838 14.8

K(Il)K (Il)

MN/mMN / m

0,360.36

0,360.36

3,63.6

3,63.6

0,30.3

0,30.3

SZ A2SSZ A 2 S

ι.ιοί. io: ι. ιοί, ιοί, ioi. ιοί.ίο1 ι.ιοί. io : ι. ιοί, ιοί, ioi. ιοί.ίο 1

1.10J 1.10-1.10 J 1.10-

msms

1 5 51 5 5

10 210 2

1010

2020th

BBC BadenBBC Baden

_ 21 __ 21 _

CMCM

ω ■π ω ■ π

CO
E-i O
CO
Egg O
SS. O O
Ln co
H
OO
Ln co
H
Legierungs
anteil
M %
Alloy
proportion of
M %
μ"
co hD
1-3
μ "
co hD
1-3
•Η ·Η d ·Η Η 3
525 E-< O S «G O
Ln in
•\ *\ O Ι^Λ ZT
ZT in η m η oo
• Η · Η d · Η Η 3
525 E- <OS «GO
Ln in
• \ * \ O Ι ^ Λ ZT
ZT in η m η oo
BB. Ä hOUh ι in t—ι in t—
σ σ ισ σ ι
r-i « O ri «O
• iH (H• iH (H
coco
hO ■hO ■ 0,01
0,01
0.01
0.01
S
■Ö O
~hÖ
S.
■ Ö O
~ hÖ
0,06
0,04
0.06
0.04
Draht-
Nr.
Wire-
No.
0,0587
0,021
0.0587
0.021
vo mfrom the t>- VOt> - VO
ο οο ο
6,35
7,19
6.35
7.19
oo σ\
η ft
za- t~-
I I
in in
oo σ \
η ft
za- t ~ -
II
in in

BBC BadenBBC Baden

BezeichnungslisteDesignation list

11 ** Anlenkung von 4Linkage of 4 22 DruckfederCompression spring JJ Befestigung von 2Attachment of 2 ItIt KontaktarmContact poor 55 AnlenkungArticulation 66th FestkontaktFixed contact 77th AnschlussleitungConnecting cable 66th Kontaktende von 4End of contact from 4 ZusachsicherungselementAssurance Element 1010 mechanische Kopplungmechanical coupling 1111th ZugfederTension spring 1212th AnlenkungArticulation 1313th Befestigung von 14Fortification of 14 1414th ZugfederTension spring 1515th untere Halterung von 18lower bracket from 18 1616 MasseDimensions 1717th AnschlussleitungConnecting cable 1818th auslösendes Schaltelementtriggering switching element 1919th obere Halterung von 18upper bracket of 18 2020th mechanische Kopplungmechanical coupling 2121 Anlenkung von 23Linkage of 23 2222nd VerbindungsleitungConnecting line 2323 FangarmTentacle 2424 Fangende von 37Catcher from 37 2525th Hakenende von 23Hook end from 23 2626th Anlenkung von 37Linkage of 37 2727 AnlenkungArticulation 2828 VerbindungsleitungConnecting line 2929 SchubarmPush arm 3030th SchubarmPush arm 3131 AnlenkungArticulation

BBC Baden ; .··,BBC Baden; . ··,

* m ■ ·β * m ■ · β

3232 • a• a
Rückst ellheb elReset lever
3333 AnlenkungArticulation 3434 ZugfederTension spring 3535 Befestigung von 34Fortification of 34 3636 Durchbrechung von 37Breakthrough from 37 3737 V/inkelarmV / inkelarm 3838 ThermoschalterThermal switch 4040 BefestigungAttachment 4141 Viand lerViand ler 4242 WandlerConverter 4343 VergleicherComparator 5050 Schaltercounter AA. AustenitAustenite CC. spezifische Wärmekapazitätspecific heat capacity dd relative Dichterelativ density f(t)f (t) zeitabhängige physikalische Grossetime-dependent physical quantity FF. Kraftforce εε ErdbeschleunigungAcceleration due to gravity GG chemische Energiechemical energy hH spezifische Enthalpiespecific enthalpy II. elektrische Stromstärkeelectric current KK FederkonstanteSpring rate 11 Längelength mm MasseDimensions MM. MartensitMartensite qq QuerschnittsflächeCross sectional area Q(t)Q (t) zeitabhängige Energietime-dependent energy SS. spezifische Entropiespecific entropy tt ZeitTime t
m
t
m
mechanische Bewegungszeitmechanical movement time
TT Temperaturtemperature UU elastische Energie der Federelastic energy of the spring • · · Il I t• · · Il I t
* * · III ■ ' t ItI* * · III ■ 't ItI
• · · · I I < ι ι• · · · I I <ι ι

BBC BadenBBC Baden

XX Weg, AuslenkungPath, deflection XX Geschwindigkeitspeed XX Beschleunigungacceleration "XG" X G B e s c hleunxgung s gr enzwertAcceleration limit X
max
X
Max
maximale Dehnungmaximum elongation
yy Schalterausgang, SchaltsignalSwitch output, switching signal yi y i Schaltsignal "Ein17 Switching signal "On 17 y2 y 2 Signal "Aus"Signal "off" SZSZ Strom-ZeitintegralCurrent-time integral eCeC DämpfungskonstanteDamping constant CC. elastische Verformungelastic deformation £d£ d durch Verformung aufgebrachteapplied by deformation relative Formänderungrelative change in shape ^M^ M maximale relative Formänderungmaximum relative change in shape durch Phasenumwandlungthrough phase transformation λλ DämpfungskonstanteDamping constant ρρ spezifischer elektrischer Widerspecific electrical resistance standwas standing (T(T mechanische Spannungmechanical tension MaterialkonstanteMaterial constant >> PhasenwinkelPhase angle UJUJ KreisfrequenzAngular frequency

• * I I · ' ti I ' • · Il• * I I · 'ti I' • · Il

Claims (1)

175/78175/78 Rz/CaRz / approx 26.2.7926.2.79 Schut zanspriicheProtection claims 1. Thermoschalter,1. thermal switch, .- mit einem Schaltelement (l8) von temperaturabhängig veränderlicher Form aus einer Formgedächtnislegierung..- with a switching element (l8) of a temperature-dependent variable shape made of a shape memory alloy. - das an einer ersten Stelle in einer ersten Halterung (15) und- That at a first point in a first holder (15) and - an einer zweiten Stelle i.n einer zweiten Halterung (19) befestigt ist,- at a second point in a second bracket (19) is attached, dadurch gekennzeichnet, dasscharacterized in that - diese erste Halterung (15) beweglich angeordnet und- This first holder (15) is movably arranged and ■s - mit einem Körper (l6) vorgebbarer Masse fest verbun■ s - firmly connected to a body (l6) of predeterminable mass den iiät.the iiät. 2. Thermoschalter nach Anspruch I3 dadurch gekennzeichnet, dass2. Thermal switch according to claim I 3, characterized in that - diese zweite Halterung (19) unbeweglich ist.- This second holder (19) is immobile. .·· , 3· Thermoschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass. ··, 3 · Thermal switch according to Claim 1, characterized in that that - diese zweite Halterung (19) an einem beweglichen Teil eines elastischen Körpers (11) befestigt ist,- this second holder (19) is attached to a movable part of an elastic body (11), - der an mindestens ein.er Stelle unbeweglich angeordnet ist.- which is immovably arranged in at least one place. 4. Thermoschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass4. Thermal switch according to claim 3, characterized in that that - dieser elastische Körper (11) eine Feder ist.- This elastic body (11) is a spring. - 2 - 175/78- 2 - 175/78 j 5= Thermoschalter nach wenigstens einem der vorhergehen-j 5 = thermal switch after at least one of the previous den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dassthe claims, characterized in that - diese erste Halterung (15) an einem elastischen Körper (14) befestigt ist, der an mindestens einer Stelle (13) unbeweglich angeordnet ist.- This first holder (15) is attached to an elastic body (14) which is at least one point (13) is arranged immovably. 6. Thermoschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, |i dass6. Thermal switch according to claim 5, characterized in that | i that ! - der elastische Körper (14) eine Feder ist.! - The elastic body (14) is a spring. 7. Thermoschalter nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass7. Thermal switch according to at least one of the preceding claims, characterized in that - das Schaltelement (18) aus einer Formgedächtnislegierung mit einem Zweiweg-Gedächtniseffekt besteht.- The switching element (18) made of a shape memory alloy with a two-way memory effect. 8. Thermoschalter nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass8. Thermal switch according to at least one of the preceding claims, characterized in that - das Schaltelement (18) stabförmig ist.- The switching element (18) is rod-shaped. • · · * ι 1-1 tii * t ·• · · * ι 1-1 tii * t · • « · · * I I 1 I I ·• «· · * I I 1 I I · • I * t ■ I I ι I «• I * t ■ I I ι I «
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