CN1319267A - 温控线卡 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于,实现一种能够可靠而确定释放的温控线卡。按照本发明这个目的由此而解决,线卡(1)由形状记忆性材料加工而成而线材(14)通过被挤压的开口(2)夹紧在线卡(1)的开口(2)里面,当线卡(1)的温度升高到一定运行温度时被挤压的开口自动松开并释放线材。本发明应用于温控线卡,在达到一定的运行温度时该线卡将位于机械压力作用下被固定的线材(14)释放。
Description
本发明涉及权利要求1前序内容所述的温控线卡，该线卡受温度控制地将位于机械应力作用下被固定的线材释放。
位于拉应力作用下的线材在其弯曲的终端通过熔丝固定，这在宇宙航行技术中是公知的(DE-A1-196 49 739)，熔丝在电流通过时熔化从而释放线材。呈圈环形的、位于拉应力作用下的线材由可分的两半螺栓固定在一起。当线材释放时两半螺栓在弹簧力作用下相互翻开而使螺栓从螺栓固定件中松开。例如在火箭起飞时通过螺栓将宇宙航行体的太阳能电池板组装在一起，太阳能电池板在完成任务时通过松开螺栓而被释放。熔丝的应用存在松开不可靠和不确定的缺陷。
本发明的目的在于，实现一种能够可靠而确定释放的温控线卡。
按照本发明此目的通过权利要求1的特征而实现。本发明的其它结构在从属权利要求中给出。
本发明应用了形状记忆合金(shape Memory Alloys)特性。这种形式的例如以钛镍为基体的合金公知具有两个不同固态相，即在低温时为马氏体而在高温时为奥氏体，即加热合金时具有分级相态变化。按照本发明利用这种合金的所谓“单向效应”。在此在马氏体中产生合金的“假塑性”变形，这种变形在通过温度升高建立的奥氏体中又公知地回复到原状。而紧接着冷却到马氏体却不会导致继续变形，而是保持在在奥氏体中回复原状的状态。
按照本发明的线卡具有由很少部件构成的优点，由于紧凑的结构形式可以容易地组合进现有的设计中并由此使公知的线卡结构简单化。按照本发明线卡的另一个优点在于，在释放线材时不存在例如在高温技术下释放时的破裂部件并且在释放时没有部件受损。通过专门的机械加工过程进行预处理的形状记忆合金的特殊应用使奥氏体起始温度明显地高于市场上所获得的钛镍合金的温度值。在应用这种合金时按照本发明的线卡具有优点的可以在较高环境温度下使用，如在宇宙航行任务中可能出现的那样。
下面根据图例详细描述本发明的实施例。
图1画出了带有摩擦接合的线卡，
图2画出了这种线卡的夹紧和释放过程，
图3画出了带有附加的形状相配的接合部的线卡，
图4画出了固定体和
图5a和图5b画出了用于提供焦耳热的不同连接可能性。
在图1中所示的实施例是一个由钛镍薄板腐蚀而成的线卡1，该线卡在边缘具有作为切口的开口2，开口为了夹紧插进开口里的线材是可挤压的。开孔3用于将线卡1固定在固定体6上；见图3。线卡在图1中以放大的尺寸比例画出。
钛镍薄板在腐蚀前的尺寸为12×22×1mm并以专门的轧制过程进行这样的预处理，使线卡1的奥氏体起始温度值大于100℃。
在必要时可以考虑与图1所示的长方形薄板线卡结构有区别的其它形状，其中设置有可挤压的开口。例如线卡可以由带有可挤压开口的盘片构成。在必要时也可以变换图1所示的切口式的可挤压开口2的结构。例如可以设想开口为裂缝形或盲孔。对于形状结构具有决定性的是要达到足够的夹紧和松开作用的目的。对材料选择具有决定性的是确定所期望的奥氏体起始温度。可以采用具有形状记忆功能的不同合金；例如一般的没有进行过专门机械预处理的奥氏体起始温度在60至80℃之间的钛镍薄板。
在图1中所示的线卡1和开口2尺寸只是作为线卡示例，该线卡具有大约5kg的夹紧力而在必要时可以适应于其它空间要求和夹紧力要求。
在图2中所示的夹紧和松开过程通过前后衔接的过程步骤“A”,“B”和“C”画出。在过程步骤“A”和“B”线卡在低温度条件下位于马氏体而在步骤“C”在高温度条件下位于奥氏体。在步骤“A”首先挤压线卡1的开口2，这在图2中以方向箭头15来表示。接着按照箭头16方向将线材14顶进事先挤压过的开口2。对于夹紧操作的这种过程方法起到对于被夹紧线材具有好的夹紧力的作用。但是开口2的挤压也可以与前面所述的过程方法不同，可在先将线材插进开口2以后再进行挤压。
步骤“B”画出了在马氏体下夹紧在线卡1里的线材14而步骤“C”画出了在达到奥氏体起始温度以后线材14在箭头17方向上的释放。
图3画出了图1中的线卡在构成开口2的切口的侧面附有缺口4。在图3所示的实施例中缺口4由圆弧构成并容纳由球体构成的线材14增大部。由于这种形状相配的连接改善了线卡1的夹紧作用。在图3中所示的圆弧尺寸及其在开口2中的位置仅仅作为示例给出而在必要时可以改变。也可以设想其它与球体-圆形-体系有区别的形状相配的连接结构；例如线材增大部可以是比线材直径更大的线材终端，该终端固定在开口2相应的缺口里面。
图4画出了固定体6的实施例的侧截面图、顶视图和前视图。固定体6由耐高温塑料聚醚醚酮(PEEK)加工而成。这种材料作为宇宙航行材料是合格的并且电特性及绝缘性与其它塑料相比非常好。采用其它耐高温并电绝缘的材料也是可以的。线卡1固定在侧面开口的缝隙7里面并通过一个塑料螺栓11(图5a)固定在缝隙里。为此在固定体6上配有螺纹孔9。线卡1以其开口2对着封闭的固定体前棱并以对于无摩擦打开过程足够的距离位于缝隙里，在固定体上配有用于将线材14插进开口2的透孔8。
固定体6上的长孔10用于固定体的定位和紧固。
必要时在注意到线卡尺寸的情况下图4中所示固定体6的尺寸可以变化。
在图5a和图5b中画出了用于提供焦耳热的实施例，通过焦耳热可以将线卡加热到奥氏体起始温度。在图5a中电流在固定螺栓处从线卡1的上面流向下面从而加热线卡。为此在电导线13的端部连接铜制圈环12，圈环通过螺栓11压紧在线卡1的上面和下面。
在图5b所画的实施例中电流在固定螺栓处侧向地通过线卡流动。为此电导线13的绝缘端机械式地夹紧在线卡1上侧孔3的两侧。
代替前面所述的焦耳热加热也可以直接对线卡加热，例如通过安放正温度系数(PTC)元件或其它可控热源进行加热。
Claims (12)
1．在达到一定的运行温度时将位于机械压力下被固定的线材(14)释放的温控线卡，其特征为，线卡(1)由具有形状记忆性的材料制成并且线材(14)通过开口(2)的挤压被夹紧在线卡(1)的开口(2)里面而当线卡(1)温度升高到一定的运行温度时被挤压的开口(2)自动松开并释放线材。
2．如权利要求1的线卡，其特征为，被夹紧的线卡(1)利用形状记忆性材料的“单向效应”在温度升高时不可逆地松开。
3．如权利要求1或2的线卡，其特征为，线卡由一薄板制成而可挤压的开口(2)由薄板边缘上的切口构成。
4．如权利要求3的线卡，其特征为，这样产生用于夹紧的形状相配的连接，即切口在两个侧边具有缺口(4)而线材(14)的终端具有增大部，在线卡夹紧状态增大部容纳在这个缺口(4)里面。
5．如权利要求4的线卡，其特征为，缺口(4)为圆弧状而线材(14)增大部为球形。
6．如权利要求1至5之一的线卡，其特征为，形状记忆性材料以钛镍基体合金为基础。
7．如权利要求6的线卡，其特征为，形状记忆性材料是专门通过机械方法进行预处理的薄板，通过这种预处理使薄板具有大于100℃的奥氏体起始温度。
8．如权利要求7的线卡，其特征为，线卡(1)由经过预处理的薄板腐蚀而成。
9．如权利要求1至8之一的线卡，其特征为，线卡(1)固定在固定体(6)里面，固定体由耐热塑料聚醚醚酮(PEEK)加工而成。
10．如权利要求1至9之一的线卡，其特征为，线卡(1)通过焦耳热加热到奥氏体起始温度。
11．如权利要求10的线卡，其特征为，线卡本身作为产生焦耳热的电阻通道。
12．用于如权利要求1至11之一的线卡的方法，其特征为，夹紧过程这样进行，在较低温度时先将空的开口(2)挤压并且接着将线材(14)顶进被挤压的开口(2)中。
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