DE10108956A1 - Mounting element for connecting two objects, in particular two parts of the device - Google Patents
Mounting element for connecting two objects, in particular two parts of the deviceInfo
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- F16B2200/77—Use of a shape-memory material
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Montageelement zum Verbinden zwei er Gegenstände, insbesondere zweier Geräteteile.The invention relates to a mounting element for connecting two he objects, especially two parts of the device.
In annähernd allen Bereichen der Technik ist es häufig erfor derlich, zwei Gegenstände miteinander fest mechanisch zu ver binden. Diese Gegenstände können aus gleichartigen Werkstof fen wie Metall, Kunststoff oder dergleichen sein, aber auch die Verbindung von Gegenständen unterschiedlichen Materials kommt häufig vor. Als Beispiel sei der Bereich elektronischer oder elektrotechnischer Gerätschaften genannt, wo häufig ent weder in einem Gerät bzw. Gehäuse verschiedene Bauteile mit einander oder mit dem Gehäuse verbunden werden müssen, gleich wie auch Geräte- oder Gehäuseteile miteinander zu verbinden sind. Das Verbinden erfolgt u. a. mittels Schrauben, die in die zu verbindenden Teile eingeschraubt werden. Dies ist aber aus mehrerer Hinsicht nachteilig. Zum einen ist das Ein schrauben relativ umständlich, Zeit- und kostenintensiv. Wei terhin müssen für eine sichere Halterung der Schrauben in der Regel die zu verbindenden Teile hinreichend dimensioniert sein, damit vermieden wird, dass die Schraube bei zu geringer Wandstärke oder dergleichen nicht richtig greift oder aus reißt. Weiterhin nachteilig ist der infolge der verwendeten Schrauben häufig benötigte beachtliche Platzbedarf, der ins besondere bei hochintegrierten elektrischen und elektroni schen Geräten nicht zur Verfügung steht bzw. nur dadurch ge schaffen werden kann, dass die Geräte größer dimensioniert werden.It is frequently used in almost all areas of technology necessary to mechanically ver two objects together tie. These objects can be made of the same material fen like metal, plastic or the like, but also the connection of objects of different materials occurs frequently. As an example, the area is more electronic or electrical equipment, where often ent neither different components in one device or housing must be connected to each other or to the housing, the same as well as connecting device or housing parts are. The connection takes place u. a. by means of screws that are in the parts to be connected are screwed in. But this is disadvantageous in several respects. On the one hand, there is the one screw relatively cumbersome, time and cost intensive. Wei Furthermore, for a secure mounting of the screws in the As a rule, the parts to be connected are adequately dimensioned to avoid the screw being too small Wall thickness or the like does not grip or extend properly tears. Another disadvantage is that due to the used Screws often required considerable space, the ins especially with highly integrated electrical and electronics devices is not available or only because of this can create that the devices are larger become.
Ein weiterer Nachteil liegt in der relativ aufwendigen Demon tage bedingt durch das umständliche Herausschrauben der Schrauben, sofern dies überhaupt möglich oder vom Aufwand her vertretbar ist. Eine Demontage ist entweder im Falle einer Wartung oder Reparatur des Geräts oder aber im Rahmen des Re cyclings erforderlich.Another disadvantage is the relatively complex demon days due to the cumbersome unscrewing of the Screws, if this is possible at all or in terms of effort is justifiable. Disassembly is either in the case of a Maintenance or repair of the device or as part of the Re cyclings required.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Montageelement anzugeben, das eine einfache Verbindung zweier Gegenstände zulässt.The invention is based on the problem of a mounting element indicate that a simple connection of two objects allows.
Zur Lösung dieses Problems ist erfindungsgemäß ein Montage element vorgesehen, das zumindest teilweise aus einer Formge dächtnis-Legierung besteht und im Montagezustand eine erste Form und in der Montageendstellung eine zweite, die Gegen stände mechanisch verbindende Form aufweist, die ihm vor der Montage unter Ausnutzung seiner Formgedächtnis-Eigenschaften eingeprägt wurde, und dessen erste Form die eines Niets mit einem an einem Gegenstand anlegbaren Nietkopf, und einem länglichen Nietschaft ist, der sich in der Montageendstellung zu einer den anderen Gegenstand hintergreifenden kopfartigen Verbreiterung aufweitet.According to the invention, an assembly is used to solve this problem element provided, at least partially from a Formge memory alloy and in the assembled state a first Form and in the final assembly position a second, the counter stands mechanically connecting form that it before the Assembly using its shape memory properties was impressed, and its first shape with a rivet a rivet head attachable to an object, and one elongated rivet shank is in the final assembly position to a head-like object engaging behind the other object Broadening widening.
Das erfindungsgemäße Montageelement besteht vorteilhaft zu mindest teilweise aus einer Formgedächtnis-Legierung, auch Memory-Metall genannt. Ein derartiges Material hat die Eigen schaft, dass es temperaturabhängig seine Form wandeln kann. Für den erfindungsgemäßen Einsatzzweck bedeutet dies, dass das nietförmige Montageelement, das im Montagezustand eine erste Form mit einem länglichen Nietschaft aufweist, durch entsprechende den Schaft aufnehmende Bohrungen oder Öffnungen der zu verbindenden Gegenstände, z. B. zweier Gehäuseschalen gesteckt wird. Anschließend wird der Niet erwärmt. Oberhalb einer Phasenumwandlungstemperatur wandelt sich die Phase der Legierung von einer Tieftemperaturphase in eine Hochtempera turphase (z. B. von Martensit zu Austenit) um. Der Hochtempe raturphase ist eine zweite Form, die Formgedächtnis- Eigenschaften ausnutzend, aufgeprägt. Mit der Phasenumwand lung wandelt sich die Form des Niets, der sich erfindungsge mäß im Bereich des Schafts kopfartig verbreitert, so dass er den anderen Gegenstand hintergreift. The mounting element according to the invention advantageously consists of at least partially from a shape memory alloy, too Called memory metal. Such a material has its own that it can change its shape depending on the temperature. For the intended use according to the invention, this means that the rivet-shaped mounting element, which in the assembled state first shape with an elongated rivet shank, by corresponding bores or openings receiving the shaft the objects to be connected, e.g. B. two housing shells is stuck. The rivet is then heated. Above a phase transition temperature changes the phase of the Alloy from a low temperature phase to a high temperature phase (e.g. from martensite to austenite). The high temp raturphase is a second form, the shape memory Taking advantage of properties, imprinted. With the phase change lung changes the shape of the rivet, which is inventive moderately widened like a head in the area of the shaft, so that it engages behind the other object.
Die Erfindung lässt also ein Verbinden durch einfaches Ein stecken des Montageelements und entsprechende Temperaturerhö hung zu. Die Gegenstände werden fest miteinander verbunden, wobei dieses Verbinden sehr schnell, einfach und aufwandslos erfolgt, da hierfür das Gerät lediglich beispielsweise durch einen Wärmeofen transportiert werden muss. Weiterhin benötigt das Montageelement wesentlich weniger Platz als eine häufig beachtlich lange Verbindungsschraube, weshalb es insbesondere auch in kleinen Gerätschaften eingesetzt werden kann. Auch sind die Anforderungen hinsichtlich der Dimensionierung der Verbindungsbereiche nicht wie bei einer Schraubenverbindung, vielmehr kann in diesen Bereichen Material eingespart werden. Schließlich ist auch eine einfache Demontage möglich, da die Formgedächtnis-Legierung bei einer hinreichenden Abkühlung eine erneute Phasenänderung zeigt, und von der Hochtempera turphase in die Tieftemperaturphase wandelt. Die Hochtempera turphase ist deutlich härter als die Niedertemperaturphase. Martensit ist beispielsweise um ca. einen Faktor 5 weicher als Austenit. Dies ermöglicht es, den Niet im weichen Zustand einfach zu entfernen. Damit ist es möglich, die verbundenen Gegenstände auf einfache Weise durch Abkühlen zu demontieren, da die mechanischen Verbindungen hierdurch leicht lösbar wer den. Wertvolle Bauelemente und unbelastete Komponenten wie Kunststoffgehäuse, Joche, Anker, Speicherbauelemente, Edelme tallkontakte etc. können auf diese Weise sehr leicht wieder gewonnen und wiederverwendet werden.The invention thus allows a connection by a simple one insert the mounting element and corresponding temperature increases hung too. The objects are firmly connected to each other, this connection is very quick, easy and effortless takes place because the device is only used for this, for example a heating oven must be transported. Still needed the mounting element much less space than one often remarkably long connecting screw, which is why it is particularly can also be used in small devices. Also are the requirements regarding the dimensioning of the Connection areas not like a screw connection, rather, material can be saved in these areas. Finally, a simple disassembly is possible because the Shape memory alloy with sufficient cooling shows another phase change, and from the high temperature phase converts to the low temperature phase. The high temperature turphase is significantly harder than the low-temperature phase. For example, martensite is softer by a factor of 5 as austenite. This allows the rivet to be soft easy to remove. With this it is possible to the connected Disassemble objects easily by cooling, because the mechanical connections are easily detachable the. Valuable components and unloaded components such as Plastic housing, yokes, anchors, memory components, Edelme tallkontakte etc. can very easily in this way again recovered and reused.
Ein weiterer beachtlicher Vorteil ist ferner die erhöhte Si cherheit im Betrieb des jeweiligen Geräts bzw. bei der Be handlung der verbundenen Gegenstände, da die erfindungsgemäße Verbindung sich durch Vibrationen und handhabungsbedingte Krafteinwirkung nicht lockert. Vielmehr wird eine kraft schlüssige, unter Vorspannung stehende Verbindung realisiert.Another notable advantage is the increased Si safety in the operation of the respective device or when loading act of the related objects, since the invention Connection itself through vibrations and handling-related Force does not loosen. Rather, it becomes a force conclusive, pre-stressed connection realized.
Nach einer ersten Erfindungsausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das Schaftende ein- oder mehrfach längs geschlitzt ist. Dies ermöglicht es, dass sich die Schaftenden bei der temperaturerhöhungsbedingten Formwandlung nach außen umbiegen und den Gegenstand hintergreifen können. Ein einfacher Längs schlitz ist bereits ausreichend, das heißt, die Schaftenden verbiegen sich entgegengesetzt zueinander. Denkbar ist aber auch eine Kreuzschlitzung, so dass sich insgesamt vier Schaftabschnitte nach außen umbiegen.After a first embodiment of the invention can be provided be that the shaft end slits one or more times lengthways is. This enables the shaft ends to be in contact with the Bend shape change due to temperature increase to the outside and can reach behind the object. A simple longitudinal slot is already sufficient, that is, the shaft ends bend opposite to each other. But is conceivable also a cross recess, so that there are a total of four Bend the shaft sections outwards.
Eine weitere Erfindungsalternative sieht vor, dass sich zu mindest das Schaftende während der Formwandlung in die zweite Form verkürzt und gleichzeitig verbreitert. Die Verkürzung und Verbreiterung führt zu einer Vergrößerung des Durchmes sers, wobei der hierdurch verbreiterte Schaftbereich den Ge genstand hintergreift.Another alternative to the invention provides that itself at least the shaft end during the shape change into the second Shortened shape and widened at the same time. The shortening and broadening leads to an increase in the diameter sers, whereby the widened shaft area the Ge object.
Um zu vermeiden, dass eine aus dem Betrieb des Geräts, umge bungsbedingt oder sonst wie resultierende Temperaturverände rung in irgendeiner Form zu einer Phasenänderung der Formge dächtnis-Legierung führt, die zu einer ungewollten Formwand lung entweder in die eine oder in die andere Richtung, je nach Temperaturänderung, führt, kann zweckmäßigerweise vorge sehen sein, dass das Montageelement aus einer Formgedächtnis- Legierung besteht, die eine Umwandlungstemperatur, bei der sich aufgrund einer Temperaturerhöhung eine Hochtemperatur phase bildet und der Niet die zweite Form einnimmt, und eine um mindestens 30°, besser 50° unterhalb dieser Umwandlungs temperatur liegenden Umwandlungstemperatur, bei welcher bei einer Abkühlung die Umwandlung in die Tieftemperaturphase er folgt, aufweist. Die unterschiedlichen Umwandlungstemperatu ren liegen also möglichst weit auseinander, um zu vermeiden, dass etwaige Temperaturschwankungen sich in irgendeiner Form negativ auswirken können. Dabei kann erfindungsgemäß die Um wandlungstemperatur zum Übergang in die Hochtemperaturphase ≧ 40°C insbesondere 50°C und die Umwandlungstemperatur zum Übergang in die Tieftemperaturphase ≦ 0°C, insbesondere ≦ - 40°C sein. To avoid getting out of operation of the device, vice versa due to exercise or otherwise resulting temperature changes in some form to a phase change in the shape memory alloy leads to an unwanted mold wall either one way or the other, depending after temperature change, leads, can be conveniently pre- be seen that the assembly element from a shape memory Alloy, which has a transition temperature at which high temperature due to an increase in temperature phase forms and the rivet takes the second form, and one by at least 30 °, better 50 ° below this conversion temperature lying transformation temperature at which a cooling down he conversion into the low temperature phase follows. The different transformation temperatures so are as far apart as possible to avoid that any temperature fluctuations are in some form can have a negative impact. According to the invention, the order conversion temperature for the transition to the high temperature phase ≧ 40 ° C in particular 50 ° C and the transition temperature to Transition to the low-temperature phase ≦ 0 ° C, especially ≦ - 40 ° C.
Erfindungsgemäß kann die Formgedächtnis-Legierung einen Ein- Weg-Effekt aufweisen. Bei dieser Erfindungsausgestaltung wan delt sich der Niet bei einer Temperaturerhöhung in die zweite Form um, bei einer Temperaturerniedrigung unter die zweite Phasenbildungstemperatur tritt lediglich eine Phasenumwand lung in die Tieftemperaturphase ein, die zweite Form bleibt hierbei jedoch erhalten. Das Material wird also lediglich weich, behält aber seine formwandlungsbedingte Form. Eine einfache Demontage ist aufgrund der Weichheit des Materials trotz allem möglich.According to the invention, the shape memory alloy can Show path effect. In this embodiment of the invention wan If the temperature rises, the rivet turns into the second Form at a temperature lower than the second Phase formation temperature occurs only a phase change into the low-temperature phase, the second form remains received here however. So the material is just soft, but retains its shape-related shape. A easy disassembly is due to the softness of the material possible despite everything.
Eine zweckmäßige Erfindungsalternative sieht vor, dass die Formgedächtnis-Legierung einen Zwei-Weg-Effekt aufweist, bei dem der Niet bei der Umwandlung in die Tieftemperaturphase die eingeprägte erste Form einnimmt. Bei dieser Erfindungsal ternative wandelt der Niet zwischen den beiden eingeprägten Formen. Das heißt, im Falle einer Abkühlung zur Demontage nimmt der Niet wieder seine ursprüngliche Montageform mit langgestrecktem Schaft ein. Die mechanische Verbindung kann sehr einfach gelöst werden.An expedient alternative of the invention provides that the Shape memory alloy has a two-way effect that of the rivet during the transformation into the low-temperature phase takes the embossed first shape. In this invention al Alternatively, the rivet converts between the two embossed To form. That is, in the case of cooling for dismantling the rivet takes back its original assembly form elongated shaft. The mechanical connection can be solved very easily.
Die Formgedächtnis-Legierung selbst kann eine TiNi- oder NiMn- oder CuAl-Legierung sein, die ggf. noch mindestens ei nen weiteren Legierungspartner enthält.The shape memory alloy itself can be a TiNi or NiMn or CuAl alloy, which may still be at least one contains a further alloy partner.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung er geben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbei spielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:Further advantages, features and details of the invention he result from the implementation described below play as well as based on the drawings. Show:
Fig. 1 eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Montage elements einer ersten Ausführungsform im Montagezu stand, Fig. 1 of an assembly according to the invention elements of a first embodiment in Montagezu was a diagram
Fig. 2 das Montageelement aus Fig. 1 in der Montageend stellung, Position Fig. 2 shows the mounting member of Fig. 1 in the Montageend,
Fig. 3 ein Diagramm zur Darstellung des Spannungsverlaufs im Montageelement über die anliegende Temperatur, Fig. 3 is a diagram showing the voltage waveform in the mounting member on the applied temperature,
Fig. 4 ein Diagramm zur Darstellung des Austenitanteils und damit der Härte der Formgedächtnis-Legierung ü ber die Temperatur, Fig. 4 is a diagram showing the Austenitanteils and thus the hardness of the shape memory alloy over the temperature above,
Fig. 5 eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Montage elements einer zweiten Ausführungsform im Montage zustand und Fig. 5 is an illustration of an inventive assembly element of a second embodiment in the assembly state and
Fig. 6 das Montageelement aus Fig. 5 in der Montageend stellung. Fig. 6, the assembly element of Fig. 5 in the assembly end position.
Fig. 1 zeigt in Form einer Prinzipskizze ein erfindungsgemä ßes Montageelement 1 in Form eines Niets. Der Niet besitzt einen Nietkopf 2 sowie einen im Wesentlichen zylindrischen Nietschaft 3. Der Nietschaft kann natürlich auch einen belie bigen anderen Querschnitt aufweisen. Der Nietschaft 3 ist ü ber einen Teil seiner Länge mittels seines Längsschnitzes 4 geschlitzt, wobei der Schlitz in eine Durchgangsbohrung 5 mündet. Fig. 1 shows in the form of a schematic diagram a mounting element 1 according to the invention in the form of a rivet. The rivet has a rivet head 2 and an essentially cylindrical rivet shaft 3 . The rivet shank can of course also have any other cross section. The rivet shaft 3 is slit over part of its length by means of its longitudinal cut 4 , the slit opening into a through hole 5 .
Das Montageelement 1, also der Niet wird in zwei miteinander fluchtende Bohrungen 6, 7 zweier miteinander zu verbindender Gegenstände 8, 9 eingesteckt. Bei diesen Gegenständen kann es sich beispielsweise um zwei Gehäusehälften eines Geräts oder dergleichen handeln. Der Durchmesser der Durchgangsbohrungen 6, 7 ist etwas größer als der Durchmesser des Niets. Der Niet wird so weit eingeschoben, bis der Nietkopf 2 an dem Gegens tand 9 anliegt. Das Einsetzen des Niets erfolgt beispielswei se bei Raumtemperatur. Um nun die Gegenstände miteinander zu verbinden wird der Niet erwärmt. Bei einer Temperatur von z. B. < 50°C wandelt nun der Niet bzw. der Schaft seine Form, bedingt durch eine Änderung der Phase der Formgedächtnis- Legierung, aus der der Niet insgesamt, zumindest aber der Schaft in seinem Endbereich besteht. Im Rahmen dieser Formänderung in die in Fig. 2 gezeigte zweite Form, die dem Niet ursprünglich aufgeprägt wurde, biegen sich die beiden Schaft abschnitte 10, 11, die sich aus dem Längsschnitt 4 ergeben, nach außen um und hintergreifen den Gegenstand 8, wie Fig. 2 ersichtlich zeigt. Auf diese Weise ist eine feste mechanische Verbindung der beiden Gegenstände 8, 9 realisiert.The mounting element 1 , that is to say the rivet, is inserted into two mutually aligned bores 6 , 7 of two objects 8 , 9 to be connected to one another. These objects can be, for example, two housing halves of a device or the like. The diameter of the through holes 6 , 7 is slightly larger than the diameter of the rivet. The rivet is inserted until the rivet head 2 abuts against the opposing 9 . The rivet is inserted, for example, at room temperature. The rivet is heated to connect the objects. At a temperature of e.g. B. <50 ° C, the rivet or the shaft changes its shape due to a change in the phase of the shape memory alloy from which the rivet as a whole, or at least the shaft in its end region, is made. In the course of this change in shape into the second shape shown in FIG. 2, which was originally impressed on the rivet, the two shaft sections 10 , 11 , which result from the longitudinal section 4 , bend outward and engage behind the object 8 , as shown in FIG . 2 is visible. In this way, a firm mechanical connection of the two objects 8 , 9 is realized.
Im Fall der Demontage wird das Montageelement auf eine deut lich unterhalb der ersten Phasenbildungstemperatur von z. B. 50°C abgekühlt, z. B. auf ca. -40°C. Bei oder unterhalb dieser Temperatur tritt eine erneute Phasenumwandlung in die Tief temperaturphase ein, in der die Formgedächtnis-Legierung ur sprünglich in der Montageform, wie sie Fig. 1 zeigt, vorlag. Aufgrund der Abkühlung der damit einsetzenden Phasenänderung liegt der Niet in einer weicheren Phase vor, das heißt, das Material ist wesentlich weicher als in der Hochtemperaturpha se. Zeigt die Formgedächtnis-Legierung einen Ein-Weg-Effekt, so bleibt trotz Phasenwandlung die gemäß Fig. 2 eingenommene Montageendstellung bzw. diese Form erhalten. Aufgrund der Weichheit des Materials können jedoch die beiden Gegenstände 8, 9 problemlos voneinander getrennt werden, da die Schaft abschnitte 10, 11 ohne größeren Kraftaufwand wieder nach in nen gebogen und die Gegenstände 8, 9 voneinander getrennt werden können. Zeigt die Formgedächtnis-Legierung demgegen über einen Zwei-Weg-Effekt, so wandelt sich die in Fig. 2 ge zeigte Form wieder in die in Fig. 1 gezeigte erste Form, die dem Niet ebenfalls aufgeprägt ist, um. Der Niet kann damit problemlos herausgezogen werden.In the case of disassembly, the mounting element is at a significantly lower than the first phase formation temperature of z. B. 50 ° C cooled, e.g. B. to about -40 ° C. At or below this temperature, a new phase change occurs in the low-temperature phase, in which the shape memory alloy was originally in the assembly form as shown in FIG. 1. Due to the cooling of the phase change that begins, the rivet is in a softer phase, i.e. the material is much softer than in the high-temperature phase. If the shape memory alloy shows a one-way effect, the phase change shown in FIG. 2 Assumed final assembly position or get this shape. Due to the softness of the material, however, the two objects 8 , 9 can be separated from one another without any problems, since the shaft sections 10 , 11 can be bent in again without great effort and the objects 8 , 9 can be separated from one another. In contrast, if the shape memory alloy shows a two-way effect, the shape shown in FIG. 2 is converted back into the first shape shown in FIG. 1, which is also stamped on the rivet. The rivet can be pulled out easily.
Die Fig. 3 und 4 zeigen den Verlauf der Spannung im Niet über die Temperatur bzw. den Austenitanteil über die Temperatur. Dargestellt ist der Verlauf für einen Niet mit einer ersten Umwandlungstemperatur von 50°C, bei der die Bildung der Austenit-Phase bei einer Temperaturerhöhung einsetzt, und ei ner zweiten Umwandlungstemperatur von ca. -40°C, bei der bei einer Abkühlung die Bildung der Martensit-Phase beginnt. Er sichtlich nimmt die inhärente Spannung mit Einsetzen der Austenit-Phasenbildung deutlich zu. Wird nun abgekühlt, so bleibt die Spannung bis zur zweiten Umwandlungstemperatur von ca. -40°C weitgehend erhalten und bricht erst danach relativ rasch ab, da dann in verstärktem Maß die Martensit-Bildung einsetzt und das Material weicher wird und Spannungen abge baut werden. FIGS. 3 and 4 show the variation of the voltage in the rivet on the temperature or the austenite on the temperature. The course is shown for a rivet with a first transition temperature of 50 ° C, at which the formation of the austenite phase begins when the temperature rises, and a second transition temperature of approx. -40 ° C, at which the formation of the Martensite phase begins. It visibly increases the inherent stress with the onset of austenite phase formation. If cooling is now carried out, the tension is largely retained up to the second transition temperature of approx. -40 ° C and only then breaks off relatively quickly, since then the formation of martensite sets in to an increased extent and the material becomes softer and tensions are reduced.
Einen entsprechenden Hystereseverlauf zeigt die in Fig. 4 ge zeigte Kurve. Wird der Niet bei Raumtemperatur RT eingesetzt und anschließend über 50°C erwärmt, so setzt ersichtlich eine starke Austenit-Bildung ein. Das Material wird insgesamt sehr hart, die Wandlung in die zweite aufgebogene Form setzt ein. Dieser harte Zustand und damit der hohe Austenit-Anteil bleibt bei einer nachfolgenden Abkühlung solange erhalten, bis die zweite Phasenbildungstemperatur von -40°C erreicht bzw. unterschritten ist. Der Austenit-Anteil sinkt dann auf grund der Bildung der Martensit-Phase, das Material wird weich. Wird eine Legierung mit einem Zwei-Weg-Effekt verwen det, so setzt gleichzeitig die erneute Formwandlung ein.The curve shown in FIG. 4 shows a corresponding hysteresis curve. If the rivet is used at room temperature RT and then heated above 50 ° C, a strong formation of austenite appears. The material becomes very hard overall, the change to the second bent shape begins. This hard state and thus the high austenite content is retained during subsequent cooling until the second phase formation temperature of -40 ° C is reached or fallen below. The proportion of austenite then drops due to the formation of the martensite phase, the material becomes soft. If an alloy with a two-way effect is used, the new shape change begins at the same time.
Ersichtlich zeigen beide Kurven einen hystereseartigen Ver lauf, der es ermöglicht, dass ein erfindungsgemäßes Montage element beliebig oft verwendet werden kann, da die Hysterese ohne sich auf die mechanische Verbindung nachteilig auswir kende Alterungseffekte beliebig oft durchfahren werden kann.Both curves clearly show a hysteresis-like ver run, which enables an inventive assembly element can be used as often as required because of the hysteresis without adversely affecting the mechanical connection aging effects can be run through as often as desired.
Schließlich zeigen die Fig. 5 und 6 ein weiteres erfindungs gemäßes Montageelement 12. Auch dieses ist als Niet ausge führt mit einem Nietkopf 13 und einem länglichen, z. B. zy lindrischen Nietschaft 14. Wird das Montageelement in die fluchtenden Bohrungen 15, 16 der beiden Gegenstände 17, 18 eingesetzt und anschließend erwärmt, so verkürzt sich bei diesem Montageelement der Schaft 14 und verbreitert sich gleichzeitig. Hierdurch bildet sich im Bereich des Schaften des eine kopfartige Verbreiterung 19 aus, die ersichtlich den Gegenstand 17 hintergreift. Finally, FIGS . 5 and 6 show another mounting element 12 according to the invention. This is out as a rivet leads with a rivet head 13 and an elongated, for. B. cylindrical rivet shaft 14 . If the mounting element is inserted into the aligned bores 15 , 16 of the two objects 17 , 18 and then heated, the shaft 14 shortens and widens at the same time in this mounting element. As a result, a head-like widening 19 is formed in the region of the shank, which obviously engages behind the object 17 .
Wie ausgeführt bestehen sämtliche gezeigten Aktoren bzw. Ak torstreifen zumindest teilweise aus einer bekannten Formge dächtnis-Legierung. Beispiele solcher Legierungen sind Ti-Ni- Legierungen, wobei die Ti-Komponente als auch die Ni- Komponente die Hauptkomponenten bilden und noch weitere Le gierungspartner vorhanden sein können. Daneben sind auch Cu- Al-Legierungen mit weiteren Legierungspartnern bekannt, wobei der Anteil der Al-Komponente größer oder kleiner als der des weiteren Legierungspartners sein kann. Als besonders geeignet sind Ti-Ni-Legierungen anzusehen. So gehen z. B. aus "Materi als Science and Engineering", Vol. A 202, 1995, Seiten 148 bis 156 verschieden zusammengesetzte Ti-Ni- und Ti-Ni-Cu- Legierungen hervor. In "Intermetallic", Vol. 3, 1995, Seiten 35 bis 46 und "Scripta METALLURGICA et MATERIALIA", Vol. 27, 1992, Seiten 1097 bis 1102 sind verschiedene Ti50Ni50-xPdx- Formgedächtnis-Legierungen beschrieben. Statt der Ti-Ni- Legierungen sind selbstverständlich auch andere Formgedächt nis-Legierungen geeignet. So kommen beispielsweise Cu-Al- Formgedächtnis-Legierungen in Frage. Eine entsprechende Cu- Zn24A13-Legierung ist aus "Z. Metallkde.", Bd. 79, H. 10, 1988, Seiten 678 bis 683 zu entnehmen. In "Scripta Materia lia", Vol. 34, No. 2, 1996, Seiten 255 bis 260 ist eine wei tere Cu-Al-Ni-Formgedächtnis-Legierung beschrieben. Selbst verständlich können zu den vorerwähnten binären oder ternären Legierungen noch weitere Legierungspartner wie z. B. Hf, Pd, Au, Pt, Cr oder gegebenenfalls Ti in an sich bekannter Weise hinzulegiert sein. Beispielsweise liegt der Anteil dieser mindestens einen weiteren Komponente unter 5 Atom-Prozent. Er kann jedoch auch davon stärker abweichen. Weitere mögliche Legierungspartner verschiedener binärer Memory-Metalle, u. a. auch für Ni-Mn-Legierungen, sind in "Transactions of the ASME", Vol. 121, Jan. 1999, Seiten 98 bis 101 genannt.As stated, all the actuators or gate strips shown are at least partially made of a known shape memory alloy. Examples of such alloys are Ti-Ni alloys, the Ti component and the Ni component forming the main components and other alloying partners may also be present. In addition, Cu-Al alloys with other alloy partners are also known, the proportion of the Al component being greater or less than that of the further alloy partner. Ti-Ni alloys are particularly suitable. So go z. B. from "Materi als Science and Engineering", Vol. A 202, 1995, pages 148 to 156 differently composed Ti-Ni and Ti-Ni-Cu alloys. In "Intermetallic", Vol. 3, 1995, pages 35 to 46 and "Scripta METALLURGICA et MATERIALIA", Vol. 27, 1992, pages 1097 to 1102, various Ti 50 Ni 50-x Pd x shape memory alloys are described. Instead of the Ti-Ni alloys, other shape memory alloys are of course also suitable. For example, Cu-Al shape memory alloys come into question. A corresponding Cu-Zn24A13 alloy can be found in "Z. Metallkde.", Vol. 79, H. 10, 1988, pages 678 to 683. In "Scripta Materia lia", vol. 34, no. 2, 1996, pages 255 to 260, a further Cu-Al-Ni shape memory alloy is described. Of course, other alloy partners such as, for example, can be added to the aforementioned binary or ternary alloys. B. Hf, Pd, Au, Pt, Cr or optionally Ti may be added in a conventional manner. For example, the proportion of this at least one further component is less than 5 atomic percent. However, it can also deviate more from this. Further possible alloy partners of various binary memory metals, including also for Ni-Mn alloys, are mentioned in "Transactions of the ASME", vol. 121, Jan. 1999, pages 98 to 101.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Montageelements ist, dass die verbundenen Gehäuseteile, sofern sie leitfähig sind, durch den Niet miteinander elektrisch kontaktiert wer den können, was aus Gründen der elektromagnetischen Verträglichkeit sowie für Schutzmechanismen des Gehäuses vorteilhaft ist.Another advantage of the mounting element according to the invention is that the connected housing parts, provided they are conductive are electrically contacted by the rivet which can, for reasons of electromagnetic compatibility and advantageous for protective mechanisms of the housing is.
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