FI105354B - Käyttölaite, jossa on muistimetalliseoksesta koostuva käyttöelin - Google Patents

Käyttölaite, jossa on muistimetalliseoksesta koostuva käyttöelin Download PDF

Info

Publication number
FI105354B
FI105354B FI955461A FI955461A FI105354B FI 105354 B FI105354 B FI 105354B FI 955461 A FI955461 A FI 955461A FI 955461 A FI955461 A FI 955461A FI 105354 B FI105354 B FI 105354B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
actuator
wire
winding
lever
metal alloy
Prior art date
Application number
FI955461A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI955461A (fi
FI955461A0 (fi
Inventor
Robert Partel
Original Assignee
Landis & Gyr Tech Innovat
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Landis & Gyr Tech Innovat filed Critical Landis & Gyr Tech Innovat
Publication of FI955461A0 publication Critical patent/FI955461A0/fi
Publication of FI955461A publication Critical patent/FI955461A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI105354B publication Critical patent/FI105354B/fi

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/06—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like
    • F03G7/061—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like characterised by the actuating element
    • F03G7/0614—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like characterised by the actuating element using shape memory elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/06—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like
    • F03G7/065—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like using a shape memory element
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H61/00—Electrothermal relays
    • H01H61/01—Details
    • H01H61/0107—Details making use of shape memory materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2280/00—Materials; Properties thereof
    • F05B2280/50—Intrinsic material properties or characteristics
    • F05B2280/5006—Shape memory
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/18—Mechanical movements
    • Y10T74/18024—Rotary to reciprocating and rotary
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/18—Mechanical movements
    • Y10T74/18024—Rotary to reciprocating and rotary
    • Y10T74/18032—Rotary to reciprocating or rotary

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Temperature-Responsive Valves (AREA)
  • Lens Barrels (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)
  • Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Flexible Shafts (AREA)
  • Linear Motors (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Adjustment Of Camera Lenses (AREA)
  • Bidet-Like Cleaning Device And Other Flush Toilet Accessories (AREA)
  • Mechanically-Actuated Valves (AREA)

Description

105354 Käyttölaite, jossa on muistimetalliseoksesta koostuva käyttöelin
Keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaista käyttölaitetta, jossa on muistimetalliseoksesta koostuva käyttöelin.
5 Tällaiset käyttölaitteet sopivat esimerkiksi venttiilin nostimen liikuttamiseen venttiilissä, jolla ohjataan tai säädetään nestemäisen tai kaasumaisen virtausaineen läpivirtausta lämmitys-, ilmanvaihto- ja ilmastointi-tekniikassa.
On tunnettua (P. Tautzenberger et ai, "Anwendung von Memory-10 Legierungen in elektrischen Schaltgeräten", Zeitschrift Metall, tammikuu 1985) käyttää muistimetalliseoksia - joiden englannin kielinen nimi on "shape memory alloys" - kytkentälaitteissa ja käyttää tällöin niiden yksi- tai kaksitievaikutusta sähkövirran kytkemiseen.
Lisäksi tunnetaan patenttivaatimuksen 1 johdannossa mainitunlainen 15 käyttölaite (julkaisu DE-OS 3 731 146), jossa kaksiosainen muistimetalli-seoksinen osa on muotoiltu siten, että sen molempia osia voidaan käyttää yksitieosina toimintasuuntaansa nähden vastakkaiseen suuntaan.
Muistimetalliseoksen muistimetalli-ilmiön käyttö on arveluttavaa, kun ilmiön pitäisi tuottaa toistettavissa oleva liike suhteellisen suurta voimaa vastaan. 20 Esimerkiksi venttiiliä asetettaessa pitää liike suorittaa noin 100 N:n voimaa . vastaan. Tässä tapauksessa saavutettavaa liikematkaa ei yleensä voida enää • · « ' suurella jaksoluvulla toistaa.
;*:* Keksinnön tehtävänä on muotoilla toimilaitetta liikuttavien palautuvien I · ;··/ liikkeiden äänetöntä käyttölaitetta siten, että käyttölaite kehittää toimielimen ·’·: : 25 liikuttamiseen tarvittavan voiman ja liikkeet voidaan siitä huolimatta toistaa
IM
; suurella jaksoluvulla.
Tehtävä ratkaistaan keksinnössä patenttivaatimuksen 1 tunnusmerk-kien mukaisesti. Edulliset muodot selviävät alivaatimuksista.
Ml ·***: Keksinnön suoritusesimerkkejä valaistaan seuraavassa lähemmin ··· . \ 30 piirustusten avulla, joista :;j.: kuvio 1 esittää muistimetalliseoksisen käyttöelimen käsittävän käyttö- . « « laitteen rakenteen, : kuvio 2 esittää käyttölaitteen toimintaperiaatteen, kuvio 3 esittää käyttöelimen muodonmuutoksen periaatteellisen · · 35 kulun, 105354 2 kuvio 4 esittää muistimetalliseoksen raerakenteen austeniittisessa tilassa, kuvio 5 esittää käyttöelimen sähköresistanssin laadullisen kulun, kuvio 6 esittää käyttöelimen sähköisen ohjauksen kaaviopiirroksen, 5 kuvio 7 esittää toimintaperiaatteen toimintapisteen asettamiseksi mekaanisesti, kuvio 8 esittää käyttöelimen sähköisen liitäntävälineen.
Kuviossa 1 on numerolla 1 merkitty akselin 2 ympärille pyöriväksi laakeroitu vipu, jonka toisessa päässä on edullisesti akselin 2 suuntainen pultti 3 10 ja toisessa päässä tuki 4. Akseli 2 on kiinnitetty pesään 5, johon on kiinteälle etäisyydelle akselista 2 sijoitettu ja kiinnitetty toinenkin pultti 6 edullisesti samoin akselin 2 suuntaisesti.
Samansuuntaisten pulttien 3 ja 6 ympärille on käämitty lankaa 7 useita kierroksia siten, että kierrokset ovat kireällä pulttien 3 ja 6 välillä ja 15 muodostavat tasaisen, halkaisijaltaan I suuremman käämityksen 8, joka kytkee pultit 3 ja 6 mekaanisesti toisiinsa.
Tuki 4 kytkee vivun 1 toimielimeen. Toimielin on tässä venttiili, jossa on nostin 9 nestemäisen tai kaasumaisen virtausaineen läpivirtauksen ohjaamiseksi tai säätämiseksi. Esitettyä käyttölaitetta voidaan kuitenkin käyttää 20 myös muihin toimielimiin, esimerkiksi tuuletusventtiilien läppiin.
.... Lanka 7 ja samalla myös käämitys 8 koostuvat muistimetalli- « · · seoksesta, minkä ansiosta käämitystä 8 voidaan käyttää vipua 1 tai vipuun tuen ; · ·: 4 avulla kytkettyä toimielintä liikuttavana äänettömänä käyttöelimenä.
• · « ; : : Muistimetalliseos ja lanka 7 on valittu ja valmisteltu edullisesti siten, ··: : 25 että lanka 7 lyhenee, kun se kuumenee muodonmuutoksen alkamislämpötilaa · · ; As kuumemmaksi. Muodonmuutoksen loppumislämpötilan A, ylittävissä lämpö tiloissa muistimetalliseos on austeniittisessa tilassa.
Kuviossa 2 on esitetty kuvion 1 mukainen edullinen käyttölaite ·***: yleisemmällä tasolla sen toimintaperiaatteen selventämiseksi. Kun lanka 7 ja • · a . \ 30 samalla myös tasaisen käämityksen 8 halkaisija I lyhenevät langan 7 • · · · kuumetessa, vipu 1 pyörii vastapäivään akselilla 2, sillä akseli 2 ja käämitys 8 on f « kiinnitetty pesään 5. Langan 7 kuumetessa vipu 1 pyörii vasteesta 10 i palautusvoimaa F vastaan toista vastetta 11 päin, jolloin tuki 4 voi liikuttaa « venttiilin nostinta 9 tai toimielintä. Palautusvoiman F tuottaa palautuselin, joka on • · · 35 ensi sijassa jousi.
3 105354
Kun lanka 7 jäähtyy toisen muodonmuutoksen alkamislämpötilan Ms alapuolelle, lankaan 7 muodostuu martensiittia, minkä johdosta erityisesti langan 7 myötöraja alenee oleellisesti jäähdytetyssä tilassa. Toisen muodonmuutoksen alkamislämpötilan Ms alittavissa lämpötiloissa palautuselimen palautusvoima F 5 voi venyttää lankaa 7 ja samalla myös käämitystä, niin että käämityksen halkaisija I suurenee. Langan 7 jäähtyessä vipu 1 pyörii vasteesta 11 palautus-voiman F avulla toista vastetta 10 päin, jolloin tuki 4 voi liikuttaa venttiilin nostinta 9 tai toimielintä.
Vasteet 10 ja 11 määräävät toimielimen pääteasennot. Vasteet 10 ja 10 11 muodostuvat edullisesti pesään 5 ja vipuun 1. Toimielimen toinen pääte- asento saavutetaan siis langan 7 lämmetessä ja toinen sen jäähtyessä.
Palautuselimen on edullista olla yhteenrakennettu toimielimen kanssa. Palautuselin on käyttölaitteen edullisessa muodossa toteutettu jousella vipua 1 vasten painettuna työntimenä 9.
15 Koska käämitys 8 muodostuu useista langan 7 kierroksista, koostuu sen muodonmuutoksen alkamislämpötilan As yli lämmetessä syntyvä pulttien 3 ja 6 välinen vetovoima useista mekaanisesti samaan suuntaan vaikuttavista osavoimista, jolloin osavoimat koostuvat kierroksen tasaisen käämityksen 8 halkaisijan I suuntaisesta kahdesta yksittäisestä voimasta. Vetovoima on siis 20 verrannollinen käämityksen 8 kierrosten lukumäärään.
. Langan lämmetessä tai jäähtyessä esiintyvä käyttöelimenä • · « käytettävän käämityksen 8 muodonmuutos ΔΙ on esitetty kuviossa 3. Kun lanka :**! 7 kuumenee muodonmuutoksen alkamislämpötilaa As kuumemmaksi j··’/ muodonmuutoksen loppumislämpötilaan A, asti, tapahtuu niin sanotun muisti- ·*·· ·* 25 ilmiön aiheuttama muodonmuutos nuolen 12 suuntaan, ja kun lanka 7 jäähtyy : toisen muodonmuutoksen alkamislämpötilan Ms alapuolelle muodonmuutoksen loppumislämpötilaan Mf asti, tapahtuu palautuselimen aiheuttama toinen muodonmuutos nuolen 13 suuntaan. Käyttöelimen kuumetessa esiintyvä ·"*: muodonmuutos on oleellisesti lyheneminen ja jäähtyessä esiintyvä toinen I·· . \ 30 muodonmuutos venyminen.
Koska käyttöelimenä käytettävässä käämityksessä 8 on edullisesti '”·* useita samansuuntaisesti vaikuttavia kierroksia, suhteellisen ohuen langankin 7 : avulla voidaan saada aikaan toimielimen liikuttamiseen tarvittava vetovoima · · · siten, että käämityksen kierrosluku sovitetaan vaadittavaan vetovoimaan.
* «· 35 Käämityksen 8 vetovoima, palautuselimen palautusvoima ja vivun 1 välitys- 105354 4 suhde voidaan tunnetulla tavalla sovittaa toisiinsa vähällä vaivalla. Pyörivän vivun muotoilun avulla voidaan laajalla alueella saavuttaa toimielimeltä vaadittava mekaaninen liike.
Muistimetalliseos on muodonmuutoksen alkamislämpötilan As 5 yläpuolella olevissa lämpötiloissa eli lanka 7 kuumennettuna mikrorakenteeltaan austeniittinen, jolloin kiteisen rakeen halkaisija dK saa tyypillisiä arvoja. Nikkelititaaniseoksessa rakeen halkaisija dK on noin 0,25 mm (S. Eucken: Progress in Shape Memory Alloys, DGM 1992, sivu 178). Jos langan 7 halkaisija dD on - kuten kuviossa 4 - suunnilleen sama kuin käyttöelimessä 10 käytetyn muistimetalliseoksen rakeen halkaisija dK, käyttöelimen palautuva liike voidaan toistaa riittävän tarkasti myös korkeilla - esimerkiksi 105 liikejaksoa -jaksoluvuilla. Langan 7 halkaisijan d0 on nikkelititaaniseoksella edullista olla 0,1 mm - 0,4 mm. Palautuvan liikkeen toistettavuus paranee lisäksi sillä, että I muodonmuutoksen alkamislämpötilan As ja loppumislämpötilan A, välillä 15 tapahtuva lyheneminen on suhteellisen pientä. Nikkelititaaniseoksella käytetään edullisesti vain noin 3 %:n lyhenemistä.
Muistimetalliseoksen sähköinen resistanssi R muuttuu lämpötilasta T
riippuen hystereesimäisesti, mikä näkyy laadullisesti kuviossa 5. Lämpötilan kohotessa muodonmuutoksen alkamislämpötilaa As korkeammaksi resistanssi 20 muuttuu selvästi kohdassa 14, ja toinen selvä muutos 15 tapahtuu, kun . lämpötila alenee vastaavasti toista muodonmuutoksen alkamislämpötilaa Ms * * * alemmaksi.
C ( ( Käyttöelimenä käytettävää käämitystä 8 kuumennetaan edullisesti suoraan sähköllä siten, että se liitetään kytkettäväsi! virta- tai jännitelähteeseen.
: 25 Käämitystä 8 voidaan periaatteessa syöttää sähköisesti kahdella eri tavalla.
* * * v ; Ensimmäisessä vaihtoehdossa lanka 7 on liitetty sähköenergian lähteeseen siten, että kytketty virta i kulkee käämityksen 8 kaikkien kierteiden kautta, jolloin :]**: yksittäiset kierteet on siis kytketty sarjaan. Toisessa vaihtoehdossa käämityksen 8 kierteet on kytketty rinnan, jolloin kukin kierre toimii käämityksen kahden osan, ·«· . *. 30 jotka ovat käämityksen halkaisijan I pituisia, rinnakkaiskytkentänä.
• · ·
Ensimmäisessä vaihtoehdossa käämityksen 8 kierteet on kierretty # « *···’ sähköisesti toisistaan eristetysti. Eristys toteutetaan edullisesti siten, että : käämityksen kannattimina toimivat pultit 3 ja 6 on eristetty käämityksestä 8 ja yksittäisten kierteiden väliin jää eristävä väli. Pulttien 3 ja 6 eristys on esimerkiksi
• M
35 keramiikkaa tai tulenkestävää muovia.
5 105354
Toisen vaihtoehdon etuna ensimmäiseen verrattuna on se, että pulttien 3 ja 6 ja käämityksen välinen eristys jää pois. Toisessa vaihtoehdossa käytetään kuumennukseen edullisesti virtalähdettä, joka on liitetty molempiin pultteihin 3 ja 6.
5 Muodonmuutoksen alkamislämpötiloja As ja Ms sekä loppumis- lämpötiloja A, ja Mf voidaan sovittaa eri käyttöihin hyvin laajalla alueella muistimetalliseos vastaavasti valitsemalla.
Jos muistimetalliseoksen toisen muodonmuutoksen loppumis-lämpötila Mf on oleellisesti käyttölaitteen ympäristön lämpötilaa yläpuolella, 10 käyttöelintä voidaan jäähdyttää virta langasta 7 katkaisemalla. Jos toisen muodonmuutoksen alkamislämpötila Ms on nikkelititaaniseoksella esimerkiksi noin 55 °C ja loppumislämpötila M, noin 35 °C, kestää käyttöelimen jäähtyminen eli venyminen virran langasta 7 katkaisemisen jälkeen huoneenlämpötilassa noin 40 s.
15 Kuviossa 6 on merkitty numerolla 16 venttiilin 17 käyttöelimenä käytettävän käämityksen 8 edullista ohjauslaitetta. Käämitykseen 8 liitetyssä ohjauslaitteessa 16 on ohjaustulon 18 ohjaama sähköenergian lähde 19 ja mittauskytkentä 20. Energialähde 19 on edullisesti vakiojännite-tai vakiovirtalähde, jonka lähtöarvo voidaan ainakin kytkeä päälle ja pois 20 ohjaustulon 18 avulla. Muissa suoritusvaihtoehdoissa energialähteen 19 . , , lähtöarvo voidaan asettaa ohjaustulon 18 avulla portaattomasti tai portaittain.
• « t
Mittauskytkennän 20 avulla voidaan mitata käämityksen 8 resistanssin R molemmat muutokset 14 ja 15 (kuvio 5). Koska resistanssi R
• · « “Y mitataan ohjauslaitetta 16 käytettäessä, mittauskytkennällä 20 on käytössään : 25 signaali käyttöelimen muototilasta eli venttiilin 17 avautumistilasta. Signaali on • · · v : mittauskytkennän 20 lähdössä 21 keksinnön mukaisen käyttölaitteen takaisinkytkentäsignaalina. Signaalin hetkittäinen arvo voidaan lisäksi tarpeen vaatiessa tallentaa ohjauslaitteeseen 16.
·***: Ohjauslaitteen 16 ansiosta on käytössä käyttölaitteen takaisin- • · · . *. 30 kytkentäsignaali, ilman että sitä varten tarvitsee suorittaa lisäasennuksia ;;;,J venttiilillä 17 tai käyttöelimellä eli käämityksellä 8.
* c '···’ Kuvion 7 mukaisessa periaatteellisessa esityksessä pulttien 3 ja 6 : väliin kiinnitetystä käämityksestä 8 ja akselin 2 ympärillä pyörivästä ja venttiilin työntimeen 9 vaikuttavasta vivusta 1 on merkitty numerolla 30 ruuvia ja 1*1 35 numerolla 31 pulttiin 6 kiinnitettyä sankaa, jossa on ruuviin 30 sopiva kierre 32.
105354 6
Ruuvi 30 ja sanka 31 on laakeroitu edullisesti koteloon 5 muodostetun ohjausvälineen 33 avulla siten, pultti 6 voi ruuvin 30 pyöriessä liikkua rajoitetusti suoraviivaisesti tietyllä alueella, minkä ansiosta käämitys 8 voi venyä.
Ruuvi 30, sanka 31 ja ohjausväline 33 muodostavat edullisen asetus-5 välineen käyttöelimen eli käämityksen 8 venttiilin työntimeen 9 kohdistaman toimintapisteen asettamiseksi, jolloin toimintapiste voidaan asettaa ruuvia 30 pyörittämällä. Käyttöelimen toimintapiste asetetaan asetusvälineillä pääsääntöisesti käämitystä 8 venyttämällä tai lyhentämällä. On itsestään selvää, että kuvion 7 esitys on vain yksi vaihtoehto lukuisista mahdollisista 10 asetusvälineistä; toinen vaihtoehto voisi vaikuttaa suoraan vipuun 1, jolloin toimintapisteen asettamiseksi vaadittava käämityksen 8 venytys tai lyhentäminen tapahtuisi vivun 1 avulla.
Kuviossa 8 on merkitty numerolla 36 mekaanista tasauselintä, jonka yli lanka 7 on johdettu käämityksestä 8 liittimeen 37, johon ohjauslaite 16 tai joku 15 muu jännite- tai virtalähde voidaan liittää. Tasauselin 36 on muotoiltu ja sijoitettu siten, että se rajoittaa langassa 7 pultin 6 ja liittimen 37 välillä lankaa 7 suoraan kuumennettaessa esiintyvää mekaanista vetojännitystä σ. Tasauselimessä 36 on esimerkiksi joustava kieli 36a, joka voi vetojännityksen σ kasvaessa kääntyä niin pitkälle nuolen 38 suuntaan, että vetojännitys σ pysyy suoraan 20 kuumennettaessa aina sallituissa rajoissa, niin ettei lanka 7 ylirasitu . mekaanisesti.
"! Tasauselimen 36 on edullista olla polymeeriä, joka on joustavaa, ;"; sähköisesti eristävää ja lämpötilankestävää ja johtaa huonosti lämpöä.
« I
i*:/ Tasauselin 36 ja liitin 37 muodostavat käämityksen 8 edullisen :·: · 25 sähköliitännän, jossa tasauselimen 36 joustava muodonmuutos rajoittaa • · · v : suoraan kuumennettaessa liittimen 37 ja käämityksen 8 ankkuroinnin 6 välillä esiintyvän vetojännityksen σ sallittuun arvoon.
Käämityksen 8 valmistukseen käytetään edullisesti ainakin yhden ·*'*: väliseinän 39 käsittävää käämimiskappaletta 40, joka voidaan käämityksen 8 . I·' 30 asentamiseksi pesään 5 työntää pulttien 3 ja 6 päälle, jolloin väliseinä 39 \\\: poistetaan käämityksen 8 asentamisen jälkeen ja ennen käyttölaitteen käyttöön- ottoa, niin että käämitys 8 voi liikuttaa pultteja 3 ja 6 toisiaan kohti. Väliseinässä ia:': 39 on edullista olla valmiit murtokohdat 41, joista väliseinä 39 voidaan taittaa irti.
• « ·
• I
™ · « f * ·

Claims (9)

1. Käyttölaite, jossa on yksitievaikutuksen omaavasta muistimetalli-seoksesta koostuva, toimielintä (9) palautuvasti liikuttava käyttöelin, jossa 5 käyttölaitteessa käyttöelin vaikuttaa palautuselimen voimaa vastaan akselin (2) ympärillä pyörivään vipuun (1), jota voidaan käyttää kytkentäelimenä käyttöelimen muodonmuutoksen muuntamiseksi toimielimen (9) liikkeeksi, ja käyttöelin käsittää langan (7) jolla on yhdensuuntaisesti kulkevia lankaosuuksia, jotka on sijoitettu ja kiinnitetty ankkuroinnin (6) ja vivun (1) väliin siten, että vipu 10 (1) on kiertyvä akselin (2) ympärillä jonkin lankaosuuden muodonmuutoksen johdosta ja käyttöelimen vipuun (1) kohdistama voima on lankaosuuksien yksittäisten voimien tuottama tulos, tunnettu siitä, että käyttöelimen lankaosuuksien kierrokset muodostavat langasta (7) käämityksen (8), jotka kierrokset on mekaanisesti yhdensuuntaisesti kytketty ankkuroinnin (6) ja vivun 15 (1) väliin.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen käyttölaite, tunnettu siitä, että käyttöelin (8) ja palautuselin on muodostettu siten, että lanka (7) lyhenee oleellisesti esiasetettua lämpötilaa (As) kuumemmaksi lämmetessään, niin että käyttöelimen (8) liike asettaa toimielimen (9) ensimmäiseen pääteasentoon, ja 20 lanka (7) venyy palautuselimen voimasta oleellisesti toista esiasetettua , ,.t lämpötilaa (Ms) kylmemmäksi jäähtyessään, niin että käyttöelimen (8) liike ' * I asettaa toimielimen (9) toiseen pääteasentoon.
««· ;··; 3. Jommankumman edellisistä patenttivaatimuksista mukainen « « I i käyttölaite, tunnettu siitä, että muistimetalliseoksisen langan (7) halkaisija : 25 (dD) on sama kuin muistimetalliseoksen kiteisen rakeen keksimääräinen »·· : halkaisija (dK) austeniittisessa tilassa.
4. Jonkin edellä mainituista patenttivaatimuksista mukainen käyttö- :***: laite, tunnettu siitä, että muistimetalliseoksisen langan (7) halkaisija on pienempi kuin 0,4 mm. ··# . ·. 30
5. Jonkin edellä mainituista patenttivaatimuksista mukainen käyttö- • * « : laite, tunnettu siitä, että muistimetalliseos on nikkelititaaniseos.
*···: 6. Jonkin edellä mainituista patenttivaatimuksista mukainen • ;*: käyttölaite, tunnettu lankaan kytkettävissä olevasta sähköenergian • · · i lähteestä (19), jonka avulla lankaa (7) voidaan kuumentaa sähköllä suoraan. • · » 105354 8
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen käyttölaite, tunnettu elektronisesta mittauspiiristä (20), jonka avulla voidaan mitata langan (7) sähköisen resistanssin (R) muutos, jolloin mittauspiiri (20) voi tuottaa lähtöönsä (21) sähkö-signaalin, joka ilmoittaa käyttöelimen (8) senhetkisen muototilan tai toimielimen 5 (9) senhetkisen tilan.
7 105354
8. Jonkin edellä mainituista patenttivaatimuksista mukainen käyttölaite, tunnettu asetusvälineistä (30, 31, 33), joiden avulla pulttien (3, 6) väliin jännitettyä käämitystä (8) voidaan kiristää tai löysentää mekaanisen toimintapisteen asettamiseksi.
9. Jonkin edellä mainituista patenttivaatimuksista mukainen käyttö laite, tunnettu siitä, että käämityksen (8) sähköliitäntävälineissä on liitin (37) ja mekaanisesti joustava tasauselin (36), jolloin langan (7) molemmat päät voidaan kiinnittää liittimeen ja tasauselin (36) on muotoiltu ja sijoitettu siten, että sen joustava muodonmuutos rajoittaa liittimeen (37) kiinnitetyssä langassa (7) 15 liittimen (37) ja käämityksen (8) ankkuroinnin (6) välillä lankaa (7) suoraan kuumennettaessa esiintyvän mekaanisen vetojännityksen (σ) sallittuun arvoon. I « ”1 1 i t - e c « f * 1 1 1 • · • · · • · · • f» · • · · • · · • · · m • · · • · • · ··· ··· • m m • · · • • 9 9 · · • · • M · • · 9 w • · • • · · 9 m • · · • « · I·· · · · - · · • · • · · 9 105354
FI955461A 1994-11-14 1995-11-13 Käyttölaite, jossa on muistimetalliseoksesta koostuva käyttöelin FI105354B (fi)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH339594 1994-11-14
CH339594 1994-11-14

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI955461A0 FI955461A0 (fi) 1995-11-13
FI955461A FI955461A (fi) 1996-05-15
FI105354B true FI105354B (fi) 2000-07-31

Family

ID=4255055

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI955461A FI105354B (fi) 1994-11-14 1995-11-13 Käyttölaite, jossa on muistimetalliseoksesta koostuva käyttöelin

Country Status (11)

Country Link
US (1) US5685148A (fi)
EP (1) EP0712145B1 (fi)
JP (1) JPH08226376A (fi)
KR (1) KR960018229A (fi)
AT (1) ATE175517T1 (fi)
CA (1) CA2162318A1 (fi)
DE (1) DE59504728D1 (fi)
DK (1) DK0712145T3 (fi)
ES (1) ES2127448T3 (fi)
FI (1) FI105354B (fi)
NO (1) NO954599L (fi)

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5949522A (en) * 1996-07-03 1999-09-07 Manne; Joseph S. Multimedia linked scent delivery system
DE59707167D1 (de) 1997-11-27 2002-06-06 Siemens Building Tech Ag Antriebseinrichtung zum reversiblen Antrieb eines Ventils
AU3999099A (en) * 1998-05-18 1999-12-06 Slc Technologies, Inc. Electrically controlled lock employing shape memory alloy
KR20020021809A (ko) * 1999-08-12 2002-03-22 추후기재 형상 기억 합금 액추에이터 및 제어 방법
US6247678B1 (en) * 1999-11-01 2001-06-19 Swagelok Company Shape memory alloy actuated fluid control valve
US6326707B1 (en) * 2000-05-08 2001-12-04 Mark A. Gummin Shape memory alloy actuator
US6832477B2 (en) * 2000-05-08 2004-12-21 Mark A Gummin Shape memory alloy actuator
CA2439148A1 (en) 2001-02-22 2002-09-06 Nanomuscle, Inc. Shape memory alloy actuator with improved temperature control
DE50214001D1 (de) * 2002-02-27 2009-12-31 Emz Hanauer Gmbh & Co Kgaa Einheit mit Memory-Metall-Aktuator für Türverriegelungen von Haushaltsgeräten
DE10214398A1 (de) * 2002-03-30 2003-10-16 Kiekert Ag Stellvorrichtung
US7017345B2 (en) * 2002-05-06 2006-03-28 Alfmeier Prazision Ag Baugruppen And Systemlosungen High stroke, highly integrated SMA actuators
US8127543B2 (en) 2002-05-06 2012-03-06 Alfmeier Prazision Ag Baugruppen Und Systemlosungen Methods of manufacturing highly integrated SMA actuators
KR20050004841A (ko) 2002-05-06 2005-01-12 나노머슬, 인크. 형상기억합금으로 작동되는 재사용가능한 래치
KR20040106494A (ko) * 2002-05-06 2004-12-17 나노머슬, 인크. 2개의 각 자유도를 위한 액츄에이터
WO2004075263A2 (en) * 2003-02-19 2004-09-02 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York System and process for processing a plurality of semiconductor thin films which are crystallized using sequential lateral solidification techniques
EP1734294B1 (en) 2003-04-28 2009-07-08 Alfmeier Präzision Ag Baugruppen und Systemlösungen Flow control assemblies having integrally formed shape memory alloy actuators
JP2006525526A (ja) * 2003-05-02 2006-11-09 アルフマイヤー プレチジオーン アクチエンゲゼルシャフト バウグルッペン ウント ジステームレーズンゲン 形状記憶合金アクチュエータを一体に備えたゲージ指示針
US7451595B2 (en) * 2003-05-12 2008-11-18 Mitsubishi Electric Corporation Drive device
US7748405B2 (en) 2003-09-05 2010-07-06 Alfmeler Prazision AG Baugruppen und Systemlosungen System, method and apparatus for reducing frictional forces and for compensating shape memory alloy-actuated valves and valve systems at high temperatures
KR100724798B1 (ko) * 2005-01-11 2007-06-04 이종소 형상기억합금을 이용한 자동 밸브 개폐장치 및 그 조립방법
US7650914B2 (en) 2006-06-22 2010-01-26 Autosplice, Inc. Apparatus and methods for filament crimping and manufacturing
US7953319B2 (en) * 2007-04-04 2011-05-31 Konica Minolta Opto, Inc. Position controller, driving mechanism and image pickup system
US8230682B1 (en) 2009-09-24 2012-07-31 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Thermally activated initiator assembly
EP2499627B1 (en) * 2009-11-12 2013-12-25 Laerdal Medical AS Pulse simulation unit
WO2012023605A1 (ja) * 2010-08-20 2012-02-23 株式会社青電舎 衝撃駆動型アクチュエータ
FR2968372B1 (fr) * 2010-12-06 2012-12-21 Centre Nat Etd Spatiales Dispositif d'articulation a faisceau de brins en materiau a memoire de forme.
US8851443B2 (en) 2010-12-15 2014-10-07 Autosplice, Inc. Memory alloy-actuated apparatus and methods for making and using the same
EP2771969A4 (en) * 2011-10-26 2015-09-16 Autosplice Inc Memory alloy actuated device and methods of making and using same
GB2555655A (en) * 2016-11-08 2018-05-09 Eaton Ind Ip Gmbh & Co Kg Valve assembly and method for controlling a flow of a fluid using a shape memory alloy member
US11739737B2 (en) 2018-02-07 2023-08-29 Autosplice, Inc. Shape memory alloy filament crimping element
CN113203224B (zh) * 2020-02-03 2023-03-28 香港科技大学 回热器及包括其的制冷系统
US11986875B1 (en) * 2020-10-13 2024-05-21 National Technology & Engineering Solutions Of Sandia, Llc Passive conduit or cable modification device

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3174851A (en) * 1961-12-01 1965-03-23 William J Buehler Nickel-base alloys
US3613732A (en) * 1969-07-17 1971-10-19 Robertshaw Controls Co Temperature-responsive valve operators
US3680306A (en) * 1969-11-10 1972-08-01 Vysshee Tekhn Uchilische Im N Reciprocating drives for the movable members of shut-off elements
US3893055A (en) * 1973-04-16 1975-07-01 Texas Instruments Inc High gain relays and systems
US3858141A (en) * 1973-12-03 1974-12-31 Texas Instruments Inc Reduced actuation time thermal relay system
US4086769A (en) * 1975-05-19 1978-05-02 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Compound memory engine
US4450686A (en) * 1983-03-21 1984-05-29 Banks Ridgway M Single wire nitinol engine
JPS60175777A (ja) * 1984-02-21 1985-09-09 Shigeo Hirose 形状記憶アクチユエ−タ
DE3731146A1 (de) * 1987-09-16 1989-03-30 Siemens Ag Antriebseinrichtung aus formgedaechtnislegierung
US4811564A (en) * 1988-01-11 1989-03-14 Palmer Mark D Double action spring actuator
DE4209815A1 (de) * 1992-03-26 1993-09-30 Braun Ag Betätigungsvorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
ATE175517T1 (de) 1999-01-15
JPH08226376A (ja) 1996-09-03
DE59504728D1 (de) 1999-02-18
NO954599L (no) 1996-05-15
EP0712145B1 (de) 1999-01-07
EP0712145A1 (de) 1996-05-15
DK0712145T3 (da) 1999-08-30
CA2162318A1 (en) 1996-05-15
KR960018229A (ko) 1996-06-17
NO954599D0 (no) 1995-11-14
FI955461A (fi) 1996-05-15
US5685148A (en) 1997-11-11
FI955461A0 (fi) 1995-11-13
ES2127448T3 (es) 1999-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI105354B (fi) Käyttölaite, jossa on muistimetalliseoksesta koostuva käyttöelin
US4979672A (en) Shape memory actuator
US3968380A (en) High gain relays and systems
WO1990015928A1 (en) A shape memory actuator
US6129181A (en) Constant force spring actuator
US5710513A (en) Circuit breaker testing apparatus having adjustable inductor for controlling magnitude of current flow
JPH0354497A (ja) 調節装置用感温作動装置
JPS61103081A (ja) 形状記憶合金利用弁
US3424377A (en) Apparatus for controlling the temperature of a medium
US2366387A (en) Modulating condition responsive switch
JPH01316578A (ja) ダンパー開閉装置
US2687610A (en) Thermostat
JPS59153216A (ja) ガス比例制御弁
US2835766A (en) Thermostat
US2810045A (en) Thermostat
US1943656A (en) Thermostatic heat regulator
JPH049948B2 (fi)
US836279A (en) Means for controlling the supply of electric currents.
US11333133B2 (en) Linear actuator comprising a shape memory alloy coil spring operating at low electrical power
KR100479114B1 (ko) 냉동 시스템의 팽창 밸브
SU1706959A1 (ru) Термомеханический толкатель дл вакуумных приводов
US3451027A (en) Method and apparatus for regulating temperature
RU17637U1 (ru) Биметаллический регулятор температуры
US2973620A (en) Thermally actuated control apparatus
GB2420236A (en) Protection mechanism for an electrically driven SMA wire