BE1000335A3

BE1000335A3 - Drukelement dat op zijn omgevingstemperatuur reageert.

Info

Publication number: BE1000335A3
Application number: BE8700163A
Authority: BE
Inventors: Van Moorleghem Wilfried
Original assignee: Proteus N V
Priority date: 1987-02-23
Filing date: 1987-02-23
Publication date: 1988-10-25

Abstract

Drukelement dat op zijn omgevingstemperatuur reagerend een onderlinge verplaatsing veroorzaakt tussen twee lichamen waartussen het drukelement is opgesteld, met het kenmerk dat het drukelement bestaat uit één, of meerdere op elkaar geplaatste plaatjes die vervaardigd zijn uit een vormgeheugenlegering, die zodanig behandeld zijn geweest dat ze bij het bereiken van hun reactietemperatuur van een platte vorm naar een konische- of bolvorm overgaan en die met hun middelpunten op eenzelfde as, loodrecht op de opgestapelde plaatjes, zijn gelegen.

Description

"Drukelement dat op zijn omgevingstemperatuur reageert".
EMI1.1

--------------
De huidige uitvinding heeft betrekking op een drukelement dat bij het bereiken van een bepaalde reactietemperatuur van vorm verandert, en daarbij, een bepaalde drukkracht uitoefent tussen t wee lichamen met of zonder anderlinge verplaatsing.
EMI1.2

Dergelijke voor een brede waaier van toepassingen in aanmerking.

,. Ze kunnen bijvoor- drukelementen komenbeeld toegepast worden voor het openen van de rookdeuren van een gebouw bij brand. zodanig dat de rook kan ontsnappen, voor het dichtdrukken van matrijzen in een oven, bij het bedienen van een vergrendelmechanisze in funktie van de temperatuur, enz...

Die temperatuurstijging kan eventueel kunstaatig opgewekt worden door de omgeving van het drukelement op te warmen met bijvoorbeeld een electrische weerstand.

Dit laat bijvoorbeeld toe om een deur van op afstand te ontgrendelen.

De reactie kan ook bij een dalende temperatuur newest zijn. In d t geval kan het drukelement volgens de uitvinding bij het overschrijden van de reactietempera- tuur. plots overgaan naer de corresponderende vorm op lane temperatuur, met het afbouwen van een bestaande druk met of zonder verplaatsing van een lichaam in kontakt met betrokken drukelement.

Een gekend. dergelijk drukelenent is de veer vervaardigd uit een vormeheugeniegerins. Vormgeheugenlegeringen zijn trouwens wel bekend. Het zijn legeringen die
EMI1.3
hi)))'bereiken tcnpertuur. rgaan van cen bepaalde temperatuur, de reactie-zich bij lagere temperaturen bevinden, naar hun austenietfase, waarin ze zieh bij hogere temperaturen bevinden. Om
EMI1.4
ht seheugeneffect te bekomen wordt een dergelij'e in

i ; f"venste vorhaar artensietfa8e. van een oorspronkelijke vorm naar een tweede vorn. Bij het opwarmen van de legering. zodat die naar haar austenietfase overgaat, neemt de legering terug haar oorspronkelijke vorn aan. De legering herinnert zieh dus, na de koudvervorning, haar oorspronkelijke vorm.

Bij het terug afkoelen, neemt de legering terug min of eer haar tweede vorm aan. Als de legering dan terug pre- cies naar die tweede vor wordt vervormd en terug opgewarmd wordt, neemt ze terug haar oorspronkelijke vorm aan. Bij het terug afkoelen wordt de tweede vorm echter al met een grotere precisie benadert. Na het herhaaldelijk toepas- sen van deze bewerking. wordt de terugkeer naar de tweede vorn neer en meer nauwkeurig. Deze herhaalde cyclussen van koudvervormen, opwarmen en afkoelen is een werkwijze on produkten uit vormgeheugenlegeringen te vervaardigen.

Veren vervaardigd uit een vormgeheugenlegering en toegepast als drukelement hebben echter het nadeel dat hun draadsectie, lengte, diameter en behandeling voor elke nieuwe toepassing of vereisten van verplaatsing en/of drukkracht opnieuw dienen bepaald te worden. Dit maakt het economisch produceren van dergelijke veren in serie praktisch onmogelijk.

Het doel van de uitvinding is dit nadeel te verhelpen door het verschaffen van een drukele. ient dat cp een zodanige manier is samengesteld dat het op een eenvoudige manier is aan te passen aan de verplaatsingen/of drukkrachtvereisten.

Het drukelement volgens de uitvinding heeft het kenmerk dat het bestaat uit een. of meerdere op elkaar geplaatste plaatjes die vervaardigd zijn uit een vormge- heugenlegering, die zodanig behandeld zijn geweest dat ze bij het bereiken van hun reactietemperatuur van een platte vorm naar een konische-of bolvorm overgaan en die met hun middelpunten op eenzelfde as, loodrecht op dp opgestapelde plaatjes. gelegen zijn.

Gewoonlijk ligt de gewenste drukrichting en/of verplaatsing evenwijdig met de as. Toch bij het overgaan naar een konische- of bolvorm van het drukelement verminderen de afmetingen van de basis en kan juist die eigenschap benuttigd worden om een ontgrendeling of vergrendeling te bekomen.

Bij een eerste uitvoeringsvorm van het drukelement volgens de uitvinding hebben de betrokken plaatjes die het drukelenent samenstellen, bij voorkeur een ronde en platte vorn. ij overschrijdin3 van de reactietemperatuur, krijgen de plantés een bolvorm.

Het i de centrale zone die de grootste buiging ondergaat, zodat het vornverschil tussen beide vormtoestanden, plat eil bol, daardoor benerkt is-
Bij een andere voorkeurdragende uitvoeringsvorm van het drukelement volgens de uitvinding hebben de plaatjes de vorr van een onderlegring of, met andere woorden, hebben de plaatjes die het druk-element samenstellen, de vorn van een rond plaatje voorzien van een centraal gelegen oDninss.') uor de eliminatie van de centrale zone met haar sp@nningen kan het vornverschil van de plaatjes tussen hun beide vormtoestanden, plat-konisch, groter zijn.

Een ander kenmerk van het drukelenent volgens de uitvinding is (IA opstelling en de rangschikking van de e verschillende glaatjes binnenin het drukelement. De vernlaatsing die per. plaatje vervaardigd uit een vormgeheugenlegering veroorzaakt, en de drukkracht die het daarbij kan uitoefenen, zLjn, tf1H, nkelijk van de vorm van het plaatje en de behandeliag die het vooraf heeft gekregen. Of, met andere woorden, de verplaatsing en de drukkracht die door een plaatje kan veroorzaakt worden zijn vooraf te bepalen door het een bepaalde vorm en behandeling mee
EMI3.1
te kunnen dus in een aantal standanrduitvopringpn, verplaatsing en drukkracht, in grote worden.

Als er vcor een bepaalde toepassing een welbepaalde druk-

gpven. Derlei ijke plaatjeskracht en verplaatsing vereist zijn. kunnen die op een eenvoudige manier bekomen worden door het samenbrengen van een aantal plaatjes van een aantal standaarduitvoeringen en door het op een welbepaalde manier opstellen en rangschikken van die plaatjes binnenin het drukelement.

Door het stapelen van plaatjes met verschillende reactietemperaturen, kan men in de plaats van een discontinue verplaatsing. meer een trapsgewijze verplaatsing of opbouwen van onderlinge druk bekomen.

Het drukelement volgens de uitvinding wordt verder gekenmerkt doordat een aantal tegen elkaar liggende plaatjes van het drukelenent zodanig gelegen zijn dat ze bij het bereiken van hun reactietemperatuur in tegengestelderichting bol worden ter optelling van hun verplaatsingseffecten en doordat een aantal tegen elkaar liggende plaatjes van het drukelement zodanig gelegen zijn dat ze bij het overschrijden van hun reactietemperatuur in dezelfde richting bol worden ter optelling van hun drukkrachteffecten.

Een ander kenmerk van het drukelement volgens je uitvinding is dat bij bereiken van hun reactietempera- tuur. waarbij er van een platte vorm naar een konische- bolvorm overgegaan wordt, de basis van het konisch of bolvormig element vermindert van diameter, zonder deze eigenschakan gebruikt worden om de onderlinge vergrendeling of ontgrendeling van twee lichamen te bekomen.

Meer bjjzonderheden en voordelen van het drukelement volgens de uitvinding zullen blijken uit de hiernavolgende beschrijving van een voorkeurdragende uitvoering- vorm van het drukelement volgens de uitvinding. Deze beschrijving verwijst naar de hierbijgevoegdp figuren, waarin :
Figuur 1 een perspectief zicht is op een ring. van het drukelement volgens de uitvinding, in platte toestand.

Figuur 2 een perspectief zicht is op een ring, van het drukelement volgens de uitvinding, in konische toestand.

Figuur 3 een dwarsdoorsnede is van een ring van een drukel-rient volgens de uitvinding.

Figuur 4 een schematische doorsnede is van een drukelenent, volgens de uitvinding. waarvan de ringen in platte toestand zijn.

Figuur 5 een schematische doorsnede is van het drukelement van figuur 4 waarvan de ringen in konische toestand zijn en maximale verplaatsing bewerken.

Figuur 6 een schematische doorsnede is van het drukelement van figuur 4 waarvan de ringen in konische toestand zijn en anders gerangschikt zijn dan op figuur 5.

Een ring (l), figuren l en 2. vervaardigd uit een vormgeheugenlegering en die daartoe vooraf behandeld is geweest, heeft in zijn martensietfase een platte vorm, figuur l. en zal bij het bereiken van de reactietemperatuur van de vormgeheugenlegering overgaan naar zijn austenietfase en, mits de juiste behandeling vooraf, een konische vorm aannemen. figuur 2.

Zoals reeds hoger beschreven kan men door het bepalen van de vorm en het vooraf behandelen van een ring vervaardigd uit een vormgeheugenlegering, de verplaatsing pn de drukkracht die die ring zal kunnen opbrengen. vastlp"""n. Een dergelijke ring (1) is op figuur 3, zowel in h, nr r itte (streeplijn) als konische vorm veergegeven en veroorzaakt een verplaatsing A, bijvoorbeeld gelijk aan 2 mm, tussen de twee aanliggende lichamen (2 & 3) en oefent daarbij een drukkracht uit van bijvoorbeeld 50 N.

Alsmentienringen (1)opelkaarplaatst, bekamt men een dru'Jenent (4) dat een hepaalde verplaat- sinp kan veroorzaken tussen de aanliggende lichamen

(2 & 3) en dat daarbij een bepaalde drukkracht kan uitoefenen. De grootte van die verplaatsing en drukkracht zijn enerzijds afhankelijk van de verplaatsing en drukkracht die elk van de ringen van het drukelement (4) kunnen opbrengen, maar anderzijds ook van de opstelling en de rangschikking van de verschillende ringen (1).

In de veronderstelling dat het drukelement (4) uit tien identieke ringen, die elk een verplaatsing van 2 mm en een drukkracht van 50 N kunnen veroorzaken, is oP3ebouwd, figuur 4, kan hetzelfde drukelement (4) een verplaatsing B veroorzaken van 20 mm met een drukkracht van 50 N, figuur 5, of een verplaatsing C veroorzaken van 10 mm met een drukkracht van 100 N, figuur 6, afhankelijk van de opstelling en de rangschikking van de ringen (1).

Worden de ringen (1) zodanig opgesteld dat alle tegen elkaar liggende ringen bij het bereiken van hun reactietemperatuur in tegengestelde richting bol worden, figuur 5, dan is de uiteinr1plijke verplaatsing B gelijk aan de som van de verplaatsingen A van de individuele ringen en is de drukkracht gelijk aan die van een individuele ring. Worden de ringen (1) echter zodanig opgesteld dat er vijf reeksen zijn van elk twee ringen (1) die in dezelfde richting konisch worden en dat alle tegen elkaar aanliggende reeksen van ringen (1) bij het bereiken van de reactietemperatuur in tegengestelde richting konisch worden, figuur 6, is de uiteindelijke verplaatsing C gelijk aan vijf keer de verplaatsing A van een individuele ring en is de drukkracht gelijk aan twee keer de drukkracht van een individuele ring.

Hieruit blijkt het grote voordeel dat het drukelement volgens de uitvinding heeft op bijvoorbeeld een drukelement dat bestaat uit een veer vervaardigd uit een vormgeheugenlegerin3. Daar waar een dergelijke veer voor el' :

e toepassing. waar een welbepaalde verplaatsing

en drukkracht vereist is, apart ontworpen, berekend-en vervaardigd dient te worden, kan een drukelement"olgena de uitvinding voor elke toepassing geschikt genaakt worden door het samenbrengen van een aantal plaatjes van een
EMI7.1
aantal met elk hun eigen drukkracht en verplaatsing. standaardtypesde uitvinding, een beperkt aantal standaardtype van die plaatjes op grote schaal te vervaardigen om voor elke toepassing een drukelement te kunnen aanbieden.

Claims

CONCLUSIES 1. Drukelement dat op zijn omgevingstemperatuur reagerend een onderlinge verplaatsing veroorzaakt tussen twee lichamen waartussen het drukelement is opgesteld. m e t h e t k e n m e r k d a t het drukelement bestaat uit een, of meerdere op elkaar geplaatste plaatjes. die vervaardigd zijn uit een vormgeheugenlegering die zodanig behandeld zijn geweest dat ze bij het bereiken van reactietemperatuur van een platte vorm naar een konische-of bolvorm overgaan.
2. Drukelement volgens conclusie 1 m e t h e t k e n m e r k d a t de plaatjes die het drukelement samenstellen, hun middelpunt hebben op eenzelfde as, loodrecht op de opgestapelde plaatjes.
3. Drukelement volgens conclusie 1 m e t h e t k e n m e r k d a t de plaatjes voorzien zijn van een centraal gelegen opening.
4. Drukelement volgens conclusie 1 of 2 m e t h p t k e n m e r k d a t de plaatjes de vorm hebben van een onderlegring.
5. Drukelement volgens een van de voorgaanie conclusies, m e t h e t k e n m e r k d a t de verplaatsing die elk plaatje teweegbrengt en de drukkracht die het uitoefent bij het bereiken van zijn reactietemperatuur vooraf vastgelegd zijn door de vorn en de behandeling van dat plaatje.
6. Drukelement volgens een van de voorgaande conclusies m e t h e t k e n m e r k d a t een aantal tegen elkaar liggende plaatjes van het drukelement zodanig gelegen zijn dat ze bij het bereiken van hun reactietemperatuur in tegengestclp rieht ing vprvor- EMI8.1 men ter optelling van 0 verplaatsingseffecten.
7. Drukelement volgens een van de voorgaande conclusies m e t h e t k e n m e r k d a t een aantal EMI8.2 tegen elkaar liggende plaatjes van het drukelement u <Desc/Clms Page number 9> zodanig gelegen zijn dat ze bij het bereiken van hun reactietemperatuur in dezelfde richting vervormen ter optelling van hun drukkrachteffecten.
8. Drukelement volgens een van de voorgaande conclusives waarbij de gevraagde verplaatsing N millimeter is en de daartoe vereiste drukkracht M Newton is, waarbij elk plaatje voor een verplaatsing van n millimeter en een drukkracht van m Newton zorgt en waarbij N gelijk is aan x maal n en M gelijk is aan y maal m m e t h e t k e n m e r k d a t het aantal plaatjes van het drukelement in x reeksen van elk y plaatjes zijn onderverdeeld en waarbij alle plaatjes binnen een reeks in dezelfde richting vervormd worden en de plaatjes van aan elkaar aangrenzende reeksen in tegen- gestelde richting vervormd worden.
9. Druckelement volgens één van de voorgaande conclusies waarbij de gevraagde verplaatsing N millimeter is en de daartoe vereiste drukkracht M Mewton is met h e t k e n m e r k d a t de gevraagde verplaat- sing en drukkracht bekomen worden door een combinatie van een aantal plaatjes van een aantal standaardtypes met elk hun eigen vooraf vastgelegde verplaatsing en drukkracht. lO. Opstelling waarbij een drukelement volgens één van de voorgaande conclusies is voorzien voor het opbouwen of afbouwen van een druk tussen twee lichamen met of zonder hun verplaatsing.