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Hintergrund der Erfindung
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1. Technisches Gebiet
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Die
Offenlegung betrifft allgemein Sicherheitsgurtschlösser und
im Spezielleren Sicherheitsgurtschlossbringer auf der Basis eines
aktiven Materials und Verfahren zum Handhaben eines Schlosses mithilfe
einer Betätigung
durch ein aktives Material.
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2. Stand der Technik
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Sicherheitsgurtschlösser wurden
lange Zeit als ein Teil von Sicherheitssystemen entwickelt, die
z. B. in Automobilanwendungen eingesetzt werden. Diese Systeme umfassen
typischerweise eine einsetzbare Struktur (oder „Zunge”), die ausgebildet ist, um
mit dem oben erwähnten
Schloss zusammenzupassen, wenn sie darin eingesetzt sind, um zu
einem angeschnallten Verschluss zu führen. Ein durchgehender Gurt,
der zum Teil aus dem Verschluss gebildet ist, sorgt für einen
umgebenden Rückhalt,
der einen Benutzer z. B. bei Fahrzeugzuständen mit einem plötzlichen
Anhalten schützt.
Von Bedeutung sind jedoch die feststehenden Konfigurationen, welche
diese Systeme traditionellerweise aufweisen. Im Spezielleren ist
einzusehen, dass sich herkömmliche Schlösser entweder
in einer konstant einfach zugänglichen,
jedoch immer sichtbaren Position, oder in einer mehr verdeckten,
jedoch in Bezug auf den Benutzer schwer zu erreichenden Position
befinden.
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Kurzzusammenfassung
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In
Antwort auf die zuvor erwähnten
Probleme zeigt die vorliegende Erfindung einen Sicherheitsgurtschlossbringer
auf der Basis eines aktiven Materials, welcher ausgebildet ist,
um selektiv zu bewirken, dass das Schloss zwischen ausgefahrenen
und verstauten Zuständen
verrückt.
Das heißt,
der erfindungsgemäße Schlossbringer
ist betreibbar, um das Schloss zu verstauen, wenn es nicht benötigt wird, und
das Schloss automatisch zu bringen, wenn es erwünscht ist. Als solches ist
die Erfindung geeignet, um körperlich
beeinträchtigte
Benutzer (z. B. Körperbehinderte, ältere Menschen,
Jugendliche etc.) beim Anlegen ihrer Sitzgurte zu unterstützen, und
dient dazu, daran zu erinnern und die Bequemlichkeit für alle Benutzer
zu erhöhen.
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Die
Verwendung von Aktuatoren mit einem aktiven Material anstelle von
mechanischen Vorrichtungen wie z. B. Solenoiden, Servomotoren und
dergleichen minimiert die Komplexität in Verbindung mit der Automatisierung. Überdies
sorgt die Verwendung von aktiven Materialien allgemein für eine leichtergewichtige
Alternative, minimiert den Unterbringungsraum und reduziert Lärm sowohl
akustisch als auch in Bezug auf Ausgänge elektromagnetischer Felder (EMF).
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Die
Erfindung betrifft somit allgemein einen selbstständigen Sicherheitsschlossbringer,
der zur Verwendung mit einer feststehenden Struktur wie z. B. einem
Fahrgastsitz eines Fahrzeuges geeignet ist. Der Bringer umfasst
ein Schloss, das verrückbar
mit der Struktur verbunden ist, um dazu gebracht zu werden, eine
ausgefahrene und eine verstaute Position zu erreichen, und einen
Aktuator, der zumindest ein Element mit einem aktiven Material umfasst,
welches betreibbar ist, um eine reversible Änderung zu erfahren, wenn es
einem Aktivierungssignal ausgesetzt ist. Der Aktua tor ist antriebstechnisch
mit dem Schloss gekoppelt, sodass das Schloss dazu gebracht wird,
in eine von der ausgefahrenen und der verstauten Position infolge
der Änderung
zu verrücken.
Die Erfindung umfasst ferner eine Quelle, die betreibbar ist, um
das Signal zu erzeugen, um das Element diesem auszusetzen, und zumindest
einen Sensor, welcher ausgebildet ist, um einen Zustand zu detektieren,
und kommunikativ mit dem Aktuator und der Quelle gekoppelt ist.
Der Sensor und die Quelle sind zusammenwirkend ausgebildet, um das
Signal nur dann zu erzeugen, wenn der Zustand detektiert wird.
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Weitere
Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung, welche die Verwendung
eines Formgedächtnislegierungsdrahts
und weiterer aktiver Materialien bei der Betätigung, Verriegelungsmechanismen
für einen
Nullleistungshalt und verschiedene Konfigurationen von Bringern
auf der Basis eines aktiven Material umfasst, werden aus der nachfolgenden
detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform/en und den beigefügten Zeichnungsfiguren
ersichtlich.
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Kurzbeschreibung der verschiedenen
Ansichten der Zeichnung
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Eine
bevorzugte Ausführungsform/en
der Erfindung ist/sind unten stehend unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungsfiguren im Detail beschrieben, in denen:
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1 eine
perspektivische Darstellung eines Fahrgastsitz-, Sicherheitsgurtsystems
ist, welches ein Schloss, eine Schlosslasche und einen Sicherheitsgurtschlossbringer
mit einem Aktuator aus einem aktiven Material umfasst und ferner
einen Sensor, einen Controller und eine Signalquelle umfasst, die
kommunikativ mit dem Aktuator gekoppelt sind;
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1a ein
Aufriss eines Fahrzeuges ist, welches einen Sicherheitsgurtschlossbringer
auf der Basis eines aktiven Materials gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung umfasst;
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2 ein
schematischer Aufriss eines/r verschwenkbaren Schlosses und Lasche
und eines Bringers auf der Basis eines aktiven Materials, welcher
einen Formgedächtnislegierungs(SMA
von shape memory alloy)-Draht, eine Rückstellfeder und einen Verriegelungsmechanismus
umfasst, gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist;
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2a ein
schematischer Aufriss des/der Schlosses, Lasche und Bringers ist,
die in 2 gezeigt sind, wobei der SMA-Draht aktiviert
wurde und sich das Schloss in der ausgefahrenen Position befindet;
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3 eine
perspektivische Darstellung eines/r verschwenkbaren Schlosses und
Lasche und eines Bringers auf der Basis eines aktiven Materials mit
einer Vielzahl von SMA-Drähten,
einer Rückstell-Blattfeder,
die mit einem Sperrhebel in Eingriff steht, und einem Zugentlastungsmechanismus
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist;
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4 ein
schematischer Aufriss eines/r verschwenkbaren Schlosses und Lasche
und eines Bringers auf der Basis eines aktiven Materials mit einem
SMA-Draht, einer Aktuatorfeder und einem Zugentlastungs- und Verriegelungsmechanismus
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist;
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4a ein
schematischer Aufriss des/der Schlosses, Lasche und Bringers ist,
die in 4 gezeigt sind, wobei der Draht deaktiviert wurde
und das Schloss sich in der ausgefahrenen Position befindet;
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5 ein
schematischer Aufriss eines/r verschwenkbaren Schlosses und Lasche
und eines Bringers auf der Basis eines aktiven Materials mit einer
Vielzahl von SMA-Drähten
und einer Rückstellfeder,
die an einem Gegengewicht angebracht ist, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist;
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5a ein
schematischer Aufriss des/der Schlosses, Lasche und Bringers ist,
die in 5 gezeigt sind, wobei das Gegengewicht durch ein
Gleitelement ersetzt ist und die Feder außen an dem Gleitelement angebracht
ist, um eine Vorspannkraft gegen das Schloss sowohl in der verstauten
als auch in der ausgefahrenen Position in Abhängigkeit von der Position des
Gleitelements zu produzieren, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung;
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6 ein
schematischer Aufriss eines/r verschwenkbaren Schlosses und Lasche
und eines Schlossbringers auf er Basis eines aktiven Materials mit
einem äußeren Hebel,
der mit zumindest einem SMA-Draht und dem Schloss ineinandergreift,
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist;
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6a ein
schematischer Aufriss des/der Schlosses, Lasche und Bringers ist,
die in 6 gezeigt sind, wobei der Draht aktiviert wurde
und das Schloss sich in der ausgefahrenen Position befindet;
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7 ein
schematischer Aufriss eines Schlosses, einer flexiblen Lasche mit
einem flexiblen Element darin und eines Schlossbringers auf der
Basis eines aktiven Materials mit zumindest einem SMA-Band, welches
das Schloss mit einer feststehenden Struktur verbindet, gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist;
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7a ein
schematischer Aufriss des/der Schlosses, Lasche und Bringers ist,
die in 7 gezeigt sind, wobei der Draht aktiviert wurde
und das Schloss sich in der ausgefahrenen Position befindet;
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8 ein
schematischer Aufriss eines Schlosses, einer flexiblen Lasche und
eines Schlossbringers auf der Basis eines aktiven Materials mit
zumindest einem SMA-Draht, einem verschwenkbaren Bringerarm, welcher
mit dem Draht verbunden ist, und einem Zugentlastungsmechanismus
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist;
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8a ein
schematischer Aufriss des/der Schlosses, Lasche und Bringers ist,
die in 8 gezeigt sind, wobei der Draht aktiviert wurde
und das Schloss sich in der ausgefahrenen Position befindet;
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9 ein
schematischer Aufriss eines Schlosses, einer zusammenklappbaren
Lasche mit einer Scherenanordnung, die mit dem Schloss verbunden
ist, und eines Schlossbringers auf der Basis eines aktiven Materials
mit zwei SMA-Drähten
und einer Rückstellfeder
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist;
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9a ein
schematischer Aufriss des/der Schlosses, Lasche und Bringers ist,
die in 9 gezeigt sind, wobei die Drähte aktiviert wurden und das Schloss
sich in der ausgefahrenen Position befindet;
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10 ein
schematischer Aufriss eines Schlosses, einer zusammenklappbaren
Lasche und eines Schlossbringers auf der Basis eines aktiven Materials
mit einem SMA-Draht, einem Kabel, das zwischen dem Schloss und dem
Draht liegt und in Längsrichtung
mit diesen verbunden ist, und einer Rückstellfeder, die koaxial mit
dem Kabel ausgerichtet ist, gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist;
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10a ein schematischer Aufriss des/der Schlosses,
Lasche und Bringers ist, die in 10 gezeigt
sind, wobei der Draht deaktiviert wurde und das Schloss sich in
der ausgefahrenen Position befindet; und
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11 ein
schematischer Aufriss eines/r verschwenkbaren und zusammenklappbaren Schlosses
und Lasche und eines Bringers auf der Basis eines aktiven Materials
mit einem SMA-Draht und einer Schraubenrückstellfeder in einer vertikal verstauten
(als verdeckte Linien) und einer ausgefahrenen Position gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist.
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Detaillierte Beschreibung
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Die
vorliegende Erfindung stellt einen Sicherheitsgurtschlossbringer 10 auf
der Basis eines aktiven Materials und Verfahren zum selektiven Ausfahren
und Verstauen eines Sicherheitsgurtschlosses 12 mithilfe
einer Betätigung
durch ein aktives Material vor. Wie in 1 gezeigt,
ist der Bringer 10 zur Verwendung mit einem Sitz-Sicherheitsgurtsystem 14 geeignet,
wie es z. B. in Automobil- und/oder Luftfahrtanwendungen zum Einsatz
kommt. Das System 14 umfasst das oben erwähnte Schloss 12,
eine Schlosslasche, die das Schloss 12 mit einer feststehenden
Struktur (z. B. einem Rahmenelement des zugeordneten Fahrgastsitzes,
der Mittelkonsole oder dem Boden eines Fahrzeuges etc.) 16 verbindet,
ein Sicherheitsgurtband 18 und eine strapazierfähige Struktur 20,
die an dem Gurtband 18 angebracht und ausgebildet ist,
um im Inneren des Schlosses 12 eingesetzt zu sein, um einen
Verschluss zu bilden. Im verschlossenen Zustand bewirkt ein Spanner
(nicht gezeigt), dass das Gurtband 18 einen umgebenden Rückhalt um
den Insassen (ebenfalls nicht gezeigt) herum bildet. Wenngleich
er unter Bezugnahme auf einen Fahrgastsitz 16 gezeigt und
beschrieben ist, ist einzusehen, dass der erfindungsgemäße Bringer 10 überall eingesetzt
werden kann, wo die Erleichterung der Verwendung eines Sicherheitsgurtsystems
erwünscht
ist.
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I. Aktives Material, Erläuterung
und Funktion
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Wie
hierin verwendet, soll der Ausdruck „aktives Material” das bedeuten,
was ein Fachmann darunter versteht, und umfasst jedes/n Material
oder Verbundstoff, das/der eine reversible Änderung in einer fundamentalen
(z. B. chemischen oder intrinsischen physikalischen) Eigenschaft
zeigt, wenn es/er einer äußeren Signalquelle
ausgesetzt wird. Somit sollen akti ve Materialien jene Zusammensetzungen umfassen,
die in Ansprechen auf das Aktivierungssignal, welches vom Typ für verschiedene
aktive Materialien, von elektrischen, magnetischen, thermischen und
dergleichen Feldern sein kann, eine Änderung von Steifigkeitseigenschaften,
der Form und/oder Abmessungen zeigen können.
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Geeignete
aktive Materialien zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung
umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf Formgedächtnismaterialien
wie z. B. Formgedächtnislegierungen
und Formgedächtnispolymere.
Formgedächtnismaterialien
beziehen sich allgemein auf Materialien oder Zusammensetzungen,
die die Fähigkeit
besitzen, sich an ihre ursprüngliche
zumindest eine Eigenschaft wie z. B. die Form zu erinnern, die später abgerufen
werden kann, indem ein äußerer Stimulus
angewendet wird. Als solches ist die Verformung gegenüber der
ursprünglichen
Form ein temporärer
Zustand. Auf diese Weise können
sich Formgedächtnismaterialien
in Ansprechen auf ein Aktivierungssignal in die eingelernte Form ändern. Beispielhafte
aktive Materialien umfassen die zuvor erwähnten Formgedächtnislegierungen
(SMA) und Formgedächtnispolymere
(SMP), wie auch Formgedächtniskeramiken,
elektroaktive Polymere (EAP), ferromagnetische SMAs, elektrorheologische
(ER)-Zusammensetzungen, magnetorheologische (MR)-Zusammensetzungen,
dielektrische Elastomere, Ionenpolymer-Metallverbundstoffe (IPMC),
piezoelektrische Polymere, piezoelektrische Keramiken, verschiedene
Kombinationen aus den oben stehenden Materialien und dergleichen.
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Formgedächtnislegierungen
(SMAs) beziehen sich allgemein auf eine Gruppe von metallischen Materialien,
die die Fähigkeit
besitzen, zu einer zuvor definierten Form oder Größe zurückzukehren,
wenn sie einem entsprechenden thermischen Stimulus unterworfen werden.
Formgedächtnislegierungen
sind in der Lage, Phasenumwandlungen zu erfahren, in denen ihre
Fließgrenze,
Steifigkeit, Abmessung und/oder Form als eine Funktion der Temperatur
verändert
werden. Der Ausdruck „Fließgrenze” bezieht sich
auf die Spannung, bei der ein Material eine genau angegebene Abweichung
von der Proportionalität
zwischen Spannung und Dehnung zeigt. Im Allgemeinen können Formgedächtnislegierungen
in der Niedrigtemperatur- oder Martensitphase plastisch verformt
werden und werden sich, wenn sie einer höheren Temperatur ausgesetzt
sind, in eine Austenitphase oder Mutterphase umwandeln und in ihre Form
vor der Verformung zurückkehren.
Materialien, die diesen Formgedächtniseffekt
nur beim Erwärmen zeigen,
werden als solche bezeichnet, die ein Formgedächtnis in eine Richtung aufweisen.
Jene Materialien, die auch beim Wiederabkühlen ein Formgedächtnis zeigen,
werden als solche bezeichnet, die ein Formgedächtnisverhalten in zwei Richtungen
aufweisen.
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Formgedächtnislegierungen
liegen in mehreren verschiedenen temperaturabhängigen Phasen vor. Die am häufigsten
verwendeten dieser Phasen sind die sogenannte Martensit- und die
Austenitphase, die oben erläutert
sind. In der nachfolgenden Erläuterung
bezieht sich die Martensitphase allgemein auf die stärker verformbare
Phase niedrigerer Temperatur, wohingegen sich die Austenitphase
allgemein auf die starrere Phase höherer Temperatur bezieht. Wenn
sich die Formgedächtnislegierung
in der Martensitphase befindet und erwärmt wird, beginnt sie, sich
in die Austenitphase zu ändern.
Die Temperatur, bei der dieses Phänomen beginnt, wird oft als Austenit-Anfangstemperatur
(As) bezeichnet. Die Temperatur, bei der
dieses Phänomen
endet, wird als Austenit-Endtemperatur (Af)
bezeichnet.
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Wenn
sich die Formgedächtnislegierung
in der Austenitphase befindet und abgekühlt wird, beginnt sie, sich
in die Martensitphase zu ändern,
und die Temperatur, bei der dieses Phänomen beginnt, wird als Martensit- Anfangstemperatur
(Ms) bezeichnet. Die Temperatur, bei der
der Austenit aufhört,
sich in Martensit umzuwandeln, wird als Martensit-Endtemperatur
(Mf) bezeichnet. Im Allgemeinen sind die Formgedächtnislegierungen
in ihrer martensitischen Phase weicher und leichter verformbar und
in der austenitischen Phase härter,
steifer und/oder starrer. Im Hinblick auf das zuvor Gesagte ist
ein geeignetes Aktivierungssignal zur Verwendung mit Formgedächtnislegierungen
ein thermisches Aktivierungssignal in einer Größenordnung, um Umwandlungen zwischen
der Martensit- und der Austenitphase zu bewirken.
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Formgedächtnislegierungen
können
abhängig
von der Legierungszusammensetzung und der bisherigen Verarbeitung
einen Formgedächtniseffekt in
eine Richtung, einen intrinsischen Effekt in zwei Richtungen oder
einen extrinsischen Formgedächtniseffekt
in zwei Richtungen zeigen. Geglühte
Formgedächtnislegierungen
zeigen typischerweise nur den Formgedächtniseffekt in eine Richtung.
Ein ausreichendes Erwärmen
anschließend
an eine Verformung des Formgedächtnismaterials
bei niedriger Temperatur wird die Martensit/Austenit-Umwandlung induzieren
und das Material wird die ursprüngliche, geglühte Form
wiedererlangen. Somit werden Formgedächtniseffekte in eine Richtung
nur beim Erwärmen
beobachtet. Aktive Materialien, die Formgedächtnislegierungszusammensetzungen
umfassen, welche Gedächtniseffekte
in eine Richtung zeigen, bilden sich nicht automatisch zurück und es ist
wahrscheinlich, dass sie eine äußere mechanische
Kraft benötigen,
um die Form zurückzubilden.
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Intrinsische
und extrinsische Zweirichtungs-Formgedächtnismaterialien sind durch
eine Formänderung
sowohl beim Erwärmen
von der Martensitphase in die Austenitphase als auch eine zusätzliche
Formänderung
beim Abkühlen
von der Austenitphase zurück
in die Martensitphase gekennzeichnet. Aktive Materialien, die einen
intrinsischen Formgedächtnis effekt
zeigen, sind aus einer Formgedächtnislegierungszusammensetzung
hergestellt, die bewirken wird, dass sich die aktiven Materialien
infolge der oben angeführten
Phasenumwandlungen automatisch selbst zurückbilden. Ein intrinsisches
Formgedächtnisverhalten
in zwei Richtungen muss in dem Formgedächtnismaterial durch die Bearbeitung
induziert werden. Solche Prozeduren umfassen eine extreme Verformung
des Materials, während
es sich in der Martensitphase befindet, ein Erwärmen/Abkühlen unter Zwang oder Belastung,
oder eine Oberflächenmodifizierung
durch z. B. Laserglühen,
Polieren oder Kugelstrahlen. Sobald dem Material beigebracht wurde,
den Formgedächtniseffekt
in zwei Richtungen zu zeigen, ist die Formänderung zwischen den Niedrig-
und Hochtemperaturzuständen
allgemein reversibel und bleibt über viele
thermische Zyklen hinweg erhalten. Im Gegensatz dazu sind aktive
Materialien, die die extrinsischen Formgedächtniseffekte in zwei Richtungen zeigen,
Verbund- oder Mehrkomponentenmaterialien, die eine Formgedächtnislegierungszusammensetzung
kombinieren, welche einen Effekt in eine Richtung mit einem weiteren
Element zeigt, das eine Rückstellkraft
bereitstellt, um die ursprüngliche
Form zurückzubilden.
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Die
Temperatur, bei der sich die Formgedächtnislegierung an ihre Hochtemperaturform
erinnert, wenn sie erwärmt
wird, kann durch geringfügige Änderungen
in der Zusammensetzung der Legierung und durch Wärmebehandlung angepasst werden.
In Nickel-Titan-Formgedächtnislegierungen
kann sie z. B. von über
etwa 100°C
auf unter etwa –100°C geändert werden.
Der Formwiedererlangungsprozess findet über einen Bereich von nur wenigen
Graden statt und der Anfang oder das Ende der Umwandlung kann, abhängig von
der gewünschten
Anwendung und Legierungszusammensetzung, innerhalb von einem oder
zwei Graden gesteuert werden. Die mechanischen Eigenschaften der
Formgedächtnislegierung
variieren stark über
den Temperaturbereich, der ihre Umwandlung überspannt, und verleihen dem System
typischerweise Formgedächtniseffekte,
superelastische Effekte und ein hohes Dämpfungsvermögen.
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Geeignete
Formgedächtnislegierungsmaterialien
umfassen ohne Einschränkung
Legierungen auf Nickel-Titan-Basis, Legierungen auf Indium-Titan-Basis, Legierungen
auf Nickel-Aluminium-Basis, Legierungen auf Nickel-Gallium-Basis,
Legierungen auf Kupferbasis (z. B. Kupfer-Zinklegierungen, Kupfer-Aluminiumlegierungen,
Kupfer-Gold- und Kupfer-Zinnlegierungen), Legierungen auf Gold-Cadmium-Basis,
Legierungen auf Silber-Cadmium-Basis, Legierungen auf Indium-Cadmium-Basis,
Legierungen auf Mangan-Kupfer-Basis, Legierungen auf Eisen-Platin-Basis,
Legierungen auf Eisen-Palladium-Basis und dergleichen. Die Legierungen
können binär, ternär oder von
irgendeiner höheren
Ordnung sein, vorausgesetzt, die Legierungszusammensetzung zeigt
einen Formgedächtniseffekt
wie z. B. eine Änderung
der Formorientierung, des Dämpfungsvermögens und
dergleichen.
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Es
ist daher einzusehen, dass SMAs für die Zwecke dieser Erfindung
einen Modulanstieg des 2,5-fachen und eine Abmessungsänderung
von bis zu 8% (je nach Vorverformung) aufweisen, wenn sie über ihre
Martensit/Austenit-Phasenumwandlungstemperatur erwärmt werden.
Es ist einzusehen, dass thermisch induzierte SMA-Phasenumwandlungen
in eine Richtung verlaufen, sodass ein Vorspannkraft-Rückstellmechanismus
(z. B. eine Feder) erforderlich sein würde, um die SMA in ihre Ausgangskonfiguration
zurückzubringen,
sobald das angelegte Feld weggenommen wird. Eine Ohm'sche Heizung kann
verwendet werden, um das gesamte System elektronisch steuerbar zu
machen. Spannungsinduzierte Phasenänderungen in einer SMA verlaufen
jedoch von Natur aus in zwei Richtungen. Die Anwendung einer ausreichenden
Spannung, wenn sich eine SMA in ihrer austenitischen Phase befindet,
wird bewirken, dass sie sich in ihre mar tensitische Phase mit niedrigerem
Modul umwandelt, in der sie eine „superelastische” Verformung
von bis zu 8% zeigen kann. Die Wegnahme der angewendeten Spannung wird
bewirken, dass sich die SMA in ihre austenitische Phase zurückstellt
und dabei ihre Ausgangsform und den höheren Modul wiedererlangt.
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Ferromagnetische
SMAs (FSMAs), die eine Unterklasse der SMAs sind, können in
der vorliegenden Erfindung ebenfalls verwendet werden. Diese Materialien
verhalten sich wie herkömmliche SMA-Materialien,
die eine spannungs- oder thermisch induzierte Phasenumwandlung zwischen
Martensit und Austenit zeigen. Außerdem sind FSMAs ferromagnetisch
und besitzen eine starke magnetokristalline Anisotropie, was zulässt, dass
ein äußeres magnetisches
Feld die Orientierung/den Anteil von feldausgerichteten martensitischen
Varianten beeinflusst. Wenn das magnetische Feld entfernt wird, kann
das Material ein vollständiges
Formgedächtnis in
zwei Richtungen, ein partielles in zwei Richtungen oder eines in
eine Richtung aufweisen. Für
ein partielles oder Formgedächtnis
in eine Richtung kann ein äußerer Stimulus,
eine Temperatur, ein magnetisches Feld oder eine Spannung zulassen,
dass das Material in seinen Ausgangszustand zurückkehrt. Ein perfektes Formgedächtnis in
zwei Richtungen kann für
eine proportionale Steuerung, bei der eine kontinuierliche Energie
zugeführt
wird, verwendet werden. Ein Formgedächtnis in eine Richtung ist
am besten geeignet für
Schienenfüllanwendungen. Äußere magnetische
Felder werden in Kraftfahrzeuganwendungen im Allgemeinen über Elektromagneten
mit einem weichmagnetischen Kern erzeugt, wenngleich für ein schnelles
Ansprechen auch ein Paar Helmholtz-Spulen verwendet werden kann.
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Formgedächtnispolymere
(SMPs) beziehen sich allgemein auf eine Gruppe von Polymermaterialien,
die die Fähigkeit
zeigen, in eine zuvor definierte Form zurückzukehren, wenn sie einem
geeigneten thermischen Stimulus unterworfen sind. Formgedächtnispolymere
sind in der Lage, Phasenumwandlungen zu erfahren, in denen ihre
Form als eine Funktion der Temperatur verändert wird. Im Allgemeinen besitzen
SMPs zwei Hauptsegmente, ein hartes Segment und ein weiches Segment.
Die zuvor definierte oder permanente Form kann festgelegt werden,
indem das Polymer bei einer Temperatur geschmolzen oder verarbeitet
wird, die höher
ist, als der höchste thermische Übergang,
gefolgt von einem Abkühlen unter
diese thermische Umwandlungstemperatur. Der höchste thermische Übergang
ist üblicherweise die
Glasübergangstemperatur
(Tg) oder der Schmelzpunkt des harten Segments.
Eine temporäre
Form kann festgelegt werden, indem das Material auf eine Temperatur
erwärmt
wird, die höher
ist als die Tg oder die Umwandlungstemperatur
des weichen Segments, aber niedriger als die Tg oder
der Schmelzpunkt des harten Segments. Die temporäre Form wird festgelegt, während das
Material bei der Umwandlungstemperatur des weichen Segments bearbeitet
wird, gefolgt von einem Abkühlen,
um die Form zu fixieren. Das Material kann in die permanente Form
zurückgebracht
werden, indem das Material über
die Umwandlungstemperatur des weichen Segments erwärmt wird.
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Zum
Beispiel kann die permanente Form des Polymermaterials ein Draht
sein, der eine im Wesentlichen gerade Form aufweist und eine erste
Länge definiert,
während
die temporäre
Form ein ähnlicher Draht
sein kann, der eine zweite Länge
definiert, die kürzer
ist als die erste. In einer weiteren Ausführungsform kann das Material
eine Feder bilden, die einen ersten Elastizitätsmodul aufweist, wenn sie
aktiviert ist, und einen zweiten Modul, wenn sie deaktiviert ist.
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Die
für die
Wiederherstellung der Permanentform erforderliche Temperatur kann
bei einer beliebigen Temperatur zwischen etwa –63°C und etwa 120°C oder darüber festgelegt
sein. Die technische Planung der Zusammensetzung und Struktur des
Polymers selbst kann die Wahl einer bestimmten Temperatur für eine gewünschte Anwendung
zulassen. Eine bevorzugte Temperatur für die Formwiedererlangung ist
höher oder
gleich etwa –30°C, stärker bevorzugt
höher oder
gleich etwa 0°C
und am stärksten bevorzugt
eine Temperatur höher
oder gleich etwa 50°C.
Auch ist eine bevorzugte Temperatur für die Formwiedererlangung niedriger
oder gleich etwa 120°C
und am stärksten
bevorzugt niedriger oder gleich etwa 120°C und höher oder gleich etwa 80°C.
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Geeignete
Formgedächtnispolymere
umfassen Thermoplaste, Duroplaste, Durchdringungsnetzwerke, halbdurchdringende
Netzwerke oder gemischte Netzwerke. Die Polymere können ein
einzelnes Polymer oder eine Mischung von Polymeren sein. Die Polymere
können
lineare oder verzweigte thermoplastische Elastomere mit Seitenketten
oder dendritischen Strukturelementen sein. Geeignete Polymerkomponenten
zum Bilden eines Formgedächtnispolymers
umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf Polyphosphazane, Polyvinylalkohole,
Polyamide, Polyesteramide, Polyaminosäuren, Polyanhydride, Polycarbonate,
Polyacrylate, Polyalkylene, Polyacrylamide, Polyalkylenglykole,
Polyalkylenoxide, Polyalkylenterephthalate, Polyorthoester, Polyvinylether, Polyvinylester,
Polyvinylhalogenide, Polyester, Polylaktide, Polyglykolide, Polysiloxane,
Polyurethane, Polyether, Polyetheramide, Polyetherester und Copolymere
davon. Beispiele für
geeignete Polyacrylate umfassen Polymethylmethacrylat, Polyethylmethacrylat,
Polybutylmethacrylat, Polyisobutylmethacrylat, Polyhexylmethacrylat,
Polyisodecylmethacrylat, Polylaurylmethacrylat, Polyphenylmethacrylat,
Polymethylacrylat, Polyisopropylacrylat, Polyisobutylacrylat und
Polyoctadecylacrylat. Beispiele für weitere geeignete Polymere
umfassen Polystyrol, Polypropylen, Polyvinylphenol, Polyvinylpyrrolidin,
chloriertes Polybutylen, Polyoctadecylvinylether, Ethylenvinylacetat,
Polyethylen, Polyethylenoxid- Polyethylen-Terephthalat,
Polyethylen/Nylon (Pfropf-Copolymer), Polycaprolaktonpolyamid (Blockcopolymer),
Polycaprolaktondimethacrylat-n-Butylacrylat,
polyhedrales oligomeres Polynorbornylsilsequioxan, Polyvinylchlorid,
Urethan/Butadien-Copolymere, Polyurethan-Blockcopolymere, Styrol-Butadienstyrol-Blockcopolymere
und dergleichen.
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Es
ist somit einzusehen, dass für
die Zwecke dieser Erfindung SMPs einen dramatischen Abfall des Moduls
zeigen, wenn sie über
die Glasübergangstemperatur
ihres Bestandteiles erwärmt
werden, das eine niedrigere Glasübergangstemperatur
aufweist. Wenn eine Belastung/Verformung aufrechterhalten wird,
während
die Temperatur abfällt,
wird die verformte Form des SMP eingestellt, bis es ohne Belastung
wieder erwärmt
wird, wobei es unter dieser Bedingung wieder in seine Gussform zurückkehren wird.
Während
SMPs verschiedentlich in Block-, Tafel-, Platten-, Gitter-, Gebinde-,
Faser- oder Schaumformen verwendet werden könnten, benötigen sie eine kontinuierliche
Leistung, um in ihrem Zustand mit niedrigerem Modul zu bleiben.
Somit sind sie zur reversiblen Formfestlegung des Einsatzes 10 geeignet.
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Geeignete
piezoelektrische Materialien umfassen, sollen jedoch nicht beschränkt sein
auf anorganische Verbindungen, organische Verbindungen und Metalle.
Was organische Materialien betrifft, so können alle Polymermaterialien
mit einer nicht zentralsymmetrischen Struktur und (einer) Gruppe(n)
mit einem starken Dipolmoment an der Hauptkette oder an der Seitenkette
oder an beiden Ketten innerhalb der Moleküle als geeignete Kandidaten
für den
piezoelektrischen Film verwendet werden. Beispielhafte Polymere
umfassen z. B., sind jedoch nicht beschränkt auf Poly(natrium-4-Styrolsulfonat),
Poly(Poly(vinylamin)-Hauptketten-Azochromophor) und ihre Derivate;
Polyfluorkohlenstoffe, umfassend Polyvinylidenfluorid, sein Copolymer
Vinylidenfluorid („VDF”), Co-Trifluorethylen
und seine De rivate; Polychlorkohlenstoffe, umfassend Polyvinylchlorid,
Polyvinylidenchlorid und seine Derivate; Polyacrylnitrile und ihre Derivate;
Polycarbonsäuren,
umfassend Polymethacrylsäure
und ihre Derivate; Polyharnstoffe und ihre Derivate; Polyurethane
und ihre Derivate; Biomoleküle
wie z. B. Poly-L-Milchsäuren
und ihre Derivate und Zellmembranproteine wie auch Phosphat-Biomoleküle wie z.
B. Phosphodilipide; Polyaniline und ihre Derivate und alle Derivate
der Tetramine; Polyamide umfassend aromatische Polyamide und Polyimide,
umfassend Kapton und Polyetherimid und ihre Derivate; alle Membranpolymere;
Poly-N-vinylpyrrolidon (PVP)-Homopolymer und seine Derivate und
Zufalls-PVP-Co-Vinylacetat-Copolymere; und alle aromatischen Polymere
mit Dipolmomentgruppen in der Hauptkette oder Seitenketten oder
sowohl in der Hauptkette als auch den Seitenketten, und Mischungen
davon.
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Piezoelektrische
Materialien können
auch Metalle umfassen, die aus der Gruppe gewählt sind, welche aus Blei,
Antimon, Mangan, Tantal, Zirconium, Niobium, Lanthan, Platin, Palladium,
Nickel, Wolfram, Aluminium, Strontium, Titan, Barium, Calcium, Chrom,
Silber, Eisen, Silizium, Kupfer, Legierungen, die mindestens eines
der vorhergehenden Metalle umfassen, und Oxiden, die mindestens
eines der vorhergehenden Metalle umfassen, besteht. Geeignete Metalloxide
umfassen SiO2, Al2O3, ZrO2, TiO2, SrTiO3, PbTiO3, BaTiO3, FeO3, Fe3O4,
ZnO und Mischungen davon und Verbindungen der Gruppen VIA und IIB
wie z. B. CdSe, CdS, GaAs, AgCaSe2, ZnSe,
GaP, InP, ZnS und Mischungen davon. Bevorzugt ist das piezoelektrische
Material aus der Gruppe gewählt,
die aus Polyvinylidenfluorid, Bleizirconattitanat und Bariumtitanat
und Mischungen daraus besteht.
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Elektroaktive
Polymere umfassen jene Polymermaterialien, die piezoelektrische,
pyroelektrische oder elektrostriktive Eigenschaften in Ansprechen auf
elektrische oder mechanische Felder besitzen. Ein Beispiel eines
elek trostriktiven Pfropfelastomers mit einem piezoelektrischen Polyvinylidenfluorid-Trifluorethylen-Copolymer.
Diese Kombination besitzt die Fähigkeit,
eine variable Menge von ferroelektrischen elektrostriktiven molekularen
Verbundsystemen zu erzeugen. Diese können als ein piezoelektrischer
Sensor oder sogar als ein elektrostriktiver Aktuator betrieben werden.
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Materialien,
die zur Verwendung als ein elektroaktives Polymer geeignet sind,
können
jedes/n im Wesentlichen isolierende/n Polymer oder Gummi (oder eine
Kombination davon) umfassen, das/der sich in Ansprechen auf eine
elektrostatische Kraft verformt, oder dessen Verformung zu einer Änderung eines
elektrischen Feldes führt.
Beispielhafte Materialien, die zur Verwendung als ein vorverformtes
Polymer geeignet sind, umfassen Silikonelastomere, Acrylelastomere,
Polyurethane, thermoplastische Elastomere, Copolymere mit PVDF,
druckempfindliche Klebstoffe, Fluorelastomere, Polymere, die Silikon-
und Acrylkomponenten umfassen, und dergleichen. Polymere, die Silikon-
und Acrylkomponenten umfassen, können
z. B. Copolymere mit Silikon- und Acrylkomponenten, Polymermischungen
mit einem Silikonelastomer und einem Acrylelastomer umfassen.
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Materialien,
die als ein elektroaktives Polymer verwendet werden, können auf
der Basis einer oder mehrerer Materialeigenschaften wie z. B. einer hohen
elektrischen Durchbruchsfeldstärke,
eines niedrigen Elastizitätsmoduls
(für große oder
kleine Verformungen), einer hohen Dielektrizitätskonstante und dergleichen
ausgewählt
sein. In einer Ausführungsform
ist das Polymer derart ausgewählt,
dass es einen Elastizitätsmodul
von höchstens
etwa 100 MPa aufweist. In einer weiteren Ausführungsform ist das Polymer
derart ausgewählt,
dass es einen maximalen Betätigungsdruck
zwischen etwa 0,05 MPa und etwa 10 MPa und bevorzugt zwischen etwa
0,3 MPa und etwa 3 MPa aufweist. In einer weiteren Ausführungsform
ist das Polymer derart ausgewählt, dass
es eine Dielektrizitätskon stante
zwischen etwa 2 und etwa 20 und bevorzugt zwischen etwa 2,5 und etwa
12 aufweist. Die vorliegende Offenlegung soll nicht auf diese Bereiche
beschränkt
sein. Idealerweise wären
Materialien mit einer höheren
Dielektrizitätskonstante
als die oben angegebenen Bereiche wünschenswert, wenn die Materialien
sowohl eine hohe Dielektrizitätskonstante
als auch eine hohe Durchschlagfestigkeit hätten. In vielen Fällen können elektroaktive
Polymere als dünne
Filme hergestellt und implementiert sein. Geeignete Dicken für diese dünnen Filme
können
unterhalb von 50 Mikrometer liegen.
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Da
elektroaktive Polymere sich bei hohen Belastungen durchbiegen können, sollten
sich an den Polymeren befestigte Elektroden ebenso durchbiegen,
ohne die mechanische oder elektrische Leistung zu beeinträchtigen.
Im Allgemeinen können
zur Verwendung geeignete Elektroden jede Form aufweisen und aus
jedem Material sein, vorausgesetzt, sie sind in der Lage, eine geeignete
Spannung an ein elektroaktives Polymer zu liefern oder von diesem eine
geeignete Spannung zu empfangen. Die Spannung kann entweder konstant
sein oder sich mit der Zeit andern. In einer Ausführungsform
haften die Elektroden an einer Oberfläche des Polymers. Elektroden,
die an dem Polymer haften, sind bevorzugt fügsam und passen sich der sich
verändernden
Form des Polymers an. Dementsprechend kann die vorliegende Offenlegung
fügsame
Elektroden umfassen, die sich der Form eines elektroaktiven Polymers,
an dem sie befestigt sind, anpassen. Die Elektroden können nur
an einem Abschnitt eines elektroaktiven Polymers angelegt sein und
eine aktive Fläche
gemäß ihrer
Geometrie definieren. Verschiedene zur Verwendung mit der vorliegenden
Offenlegung geeignete Arten von Elektroden umfassen strukturierte Elektroden
mit Metallspuren und Ladungsverteilungsschichten, texturierte Elektroden
mit verschiedenen Maßen
außerhalb
der Ebene, leitfähige
Pasten wie z. B. Kohlepasten oder Silberpasten, kolloidale Suspensionen,
leitfähige
Materi alien mit einem hohen Aspektverhältnis wie z. B. Kohlenstofffilamente und
Kohlenstoff-Nanoröhrchen
und Mischungen aus ionenleitfähigen
Materialien.
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Materialien,
die für
Elektroden der vorliegenden Offenlegung verwendet werden, können variieren.
Geeignete Materialien, die in einer Elektrode verwendet werden,
können
Grafit, Ruß,
kolloidale Suspensionen, dünne
Metalle, umfassend Silber und Gold, silbergefüllte und kohlenstoffgefüllte Gele
und Polymere und ionisch oder elektronisch leitfähige Polymere umfassen. Es
ist einzusehen, dass bestimmte Elektrodenmaterialien mit gewissen
Polymeren gut funktionieren können
und mit anderen nicht so gut funktionieren können. Zum Beispiel funktionieren Kohlenstofffilamente
gut mit Acrylelastomerpolymeren und nicht so gut mit Silikonpolymeren.
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II. Beispielhafte Konfigurationen, Verfahren
und Anwendungen
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Wendet
man sich der strukturellen Konfiguration der Erfindung zu, so sind
in den 1–11 verschiedene
Ausführungsformen
eines aktiven Sicherheitsgurtschlossbringers 10 gezeigt.
In allen veranschaulichten Ausführungsformen
ist der Bringer 10 antriebstechnisch mit dem Schloss 12 gekoppelt,
das verrückbar
mit der feststehenden Struktur 16 verbunden ist, sodass
es in der Lage ist, eine ausgefahrene und eine verstaute Position
relativ zu dieser zu erreichen. Das heißt, das Schloss 12 ist
verschwenkbar, flexibel oder verschiebbar an der Struktur 16 angebracht
oder durch eine/n zusammenklappende/n, sich teleskopartig zusammen
schiebende/n oder sonst wie rekonfigurierbare/n Vorrichtung, Körper oder
Anordnung daran angebracht, sodass seine räumliche Positionierung verstellt
werden kann, ohne das Schloss 12 von der Struktur 16 zu
lösen.
Die verschiedenen Ausführungsformen
können
einzeln oder in Kombinati on mit weiteren Ansätzen verwendet werden, um die
individuell erforderliche Kraft zu reduzieren.
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Der
Bringer 10 umfasst einen Aktuator 22, der zumindest
ein Element 24 verwendet, welches ein aktives Material
umfasst, wie in Teil (I) beschrieben. Der Aktuator 22 ist
derart ausgebildet, dass er, wenn das Material aktiviert oder deaktiviert
wird, d. h. beispielsweise, wenn ein thermisch aktiviertes Material
einer Umwandlungswärmeenergie
ausgesetzt wird oder dazu gebracht wird, einer Ohm'schen Erwärmung durch
einen elektrischen Strom zu erfahren, ein magnetorestriktives Element
einem Magnetfeld ausgesetzt wird, oder ein spannungsaktiviertes Element
einer Umwandlungskraft ausgesetzt wird, eine Antriebskraft entwickelt.
Der Aktuator 22 ist mit dem Schloss 12 gekoppelt,
sodass die Kraft wirksam ist, um das Schloss 12 dazu zu
bringen, in die ausgefahrene oder die verstaute Position zu verrücken. Wie
in den veranschaulichten Ausführungsformen gezeigt
und unten stehend weiter erläutert,
umfasst der bevorzugte Bringer 10 ferner einen Vorspannmechanismus 26 wie
z. B. eine Feder, ein Gewicht oder ein Hydraulik/Pneumatikdrucksystem,
einen Zugentlastungsmechanismus 28, der ausgebildet ist,
um eine/n Spannung/Zug innerhalb des Elements 24 zu entlasten,
wenn das Ausfahren des Schlosses 12 anderweitig blockiert
ist, und einen Verriegelungsmechanismus 30.
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In
einer ersten Ausführungsform,
die in den 2 und 2a gezeigt
ist, ist das Schloss 12 verschwenkbar mit der Struktur 16 verbunden;
zum Beispiel kann das Schloss 12 mit einer horizontalen Schiene
des Fahrgastsitzrahmens (nicht gezeigt) verbunden sein. Das Schloss 12 ist
mit der Struktur 16 bevorzugt über eine starre Lasche 32 verbunden, welche
ein das Schloss einrückendes
und ein freies Ende sowie eine Schwenkachse p definiert. Wie gezeigt,
ist die Schwenkachse bevorzugt näher
an dem freien Ende der Lasche 32 definiert, um einen mechanischen
Vorteil in Bezug auf eine Verschiebung vorzusehen. Ein erster Stift 34 ist
feststehend an der Lasche 32 angebracht und schneidet die
Schwenkachse orthogonal (2). Der Aktuator 22 besteht allgemein
aus zumindest einem SMA-Draht 24,
der mit dem distalen Ende des ersten Stiftes 34 und mit der
feststehenden Struktur 16 an dem anderen Ende verbunden
ist. Der Aktuator 22 kann an der Lasche 32 direkt
angebracht sein, ohne dass der Stift 34 notwendig ist.
Um die strukturellen Fähigkeiten
zu erhöhen,
kann ein Befestigungselement (nicht gezeigt) wie z. B. eine metallische
Crimpverbindung oder ein abgeflachtes Rohr verwendet werden, um
den Draht 24 und den Stift 34 miteinander zu verbinden. Schließlich ist
einzusehen, dass eine Vielzahl von SMA-Drähten 24 bevorzugt
verwendet wird, um eine Redundanz vorzusehen (wie in 3 gezeigt).
Wenn die Drähte 24 durch
ein thermisches Aktivierungssignal dazu gebracht werden, sich zusammenzuziehen, übertragen
sie eine lineare Kraft an dem Verbindungspunkt des ersten Stiftes 34,
die ein Moment um die Schwenkachse herum bewirkt.
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Wie
veranschaulicht, kann der Zugentlastungsmechanismus 28 eine
Zugfeder 36 umfassen, die dazwischen liegend zwischen dem
Draht 24 und der Struktur 16 gekoppelt ist (2).
Wie in 3 gezeigt, kann der Entlastungsmechanismus 28 ferner
einen Hebel 38 umfassen, der dazwischen liegend zwischen
der Feder 36 und dem Draht 24 gekoppelt ist und
eine Drehachse definiert. Der Hebel 38 erleichtert die
Unterbringung und/oder sieht einen mechanischen Vorteil in dem Mechanismus 28 vor, wo
eine nicht mittige Drehachse definiert ist. Stärker bevorzugt weist der Hebel 38 einen
verstellbaren Abstand zwischen den Verbindungspunkten zwischen dem
Draht 24 oder der Feder 36 und dem Hebel 38 auf,
wie z. B. über
eine Schlitz- und Befestigungselement-Verbindung (nicht gezeigt).
Wie einzusehen ist, sorgt dies für
einen verstellbaren Entlastungsauslöser, der z. B. dabei hilft,
einen oder mehrere defekte Drähte 24 mit
einer un gleichen Vielzahl oder Konfiguration von Drähten auszutauschen.
Schließlich
ist auch einzusehen, dass andere Energiespeicherelemente anstelle
oder zusätzlich
zu der Feder 36 verwendet werden können, wie z. B. ein Band aus
einem elastischen Material.
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Es
ist einzusehen, dass das Gewicht des Schlosses 12 und der
Lasche 32 deren Verrücken nach
unten zurück
in die verstaute Position (2–3)
bewirken wird, wenn der Draht 24 deaktiviert ist. Stärker bevorzugt
und wie zuvor erwähnt,
umfasst der Bringer 10 jedoch einen Vorspann- oder Rückstellmechanismus 26.
Der Vorspannmechanismus 26 kann eine Zugfeder 40 (oder ein
elastisches Band etc.), das mit der Lasche 32 zwischen
dem Schloss 12 und der Schwenkachse p und mit der Struktur 16 unter
der Lasche 32 verbunden ist, umfassen. Als solches drängt die
Vorspannfeder 40 das Schloss 12, in die deaktivierte
Position zurückzukehren.
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In 3 weist
die Rückstellfeder 40 eine Blattkonfiguration
auf, die mit einem Sperrhebel 42 in Eingriff steht; der
Sperrhebel 42 ist verschwenkbar an dem Schloss 12 und
der Lasche 32 mit einer Scheibe 44 angebracht
und versucht, damit zu rotieren, wenn zumindest ein Teil der Drähte 24 aktiviert ist.
Die Feder 40 und der Sperrhebel 42 sind zusammenwirkend
ausgebildet, um das Schloss 12 in Richtung der verstauten
Position vorzuspannen (3).
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Wie
zuvor erwähnt,
umfasst der bevorzugte Bringer 10 ferner einen Verriegelungsmechanismus (d.
h. einen Schnäpper) 30.
In den 2 und 2a ist der Schnäpper 30 ausgebildet,
um mit dem Schloss 12 in der ausgefahrenen Position in
Eingriff zu stehen, um einen Nullleistungshalt aufzuweisen, wenn
die Änderung
umgekehrt wird (d. h. das Element 24 deaktiviert wird).
Im Spezielleren ist ein mit dem Schnäpper in Eingriff stehender
zweiter Stift 46 in Längsrichtung
an dem freien Ende der Lasche 32 angebracht. Der Stift 46 ist
ausgebildet, um mit dem Schnäpper 30 in
Eingriff zu stehen und ihn zurück
zu treiben, wenn sich die Lasche 32 dreht. Sobald der Schnäpper 30 frei
ist, schnappt er zurück
in seinen ausgefahrenen Zustand und verhindert dadurch, dass sich
die Lasche 32 im Uhrzeigersinn dreht. Es ist einzusehen,
dass, wenn eine Betätigung
durch ein aktives Material verwendet wird, um das Schloss 12 zu
verstauen, der Schnäpper 30 repositioniert
und orientiert werden kann, um so mit dem zweiten Stift 32 in
Eingriff zu stehen und das Schloss in der verstauten Position zu
halten (4). Schließlich ist auch einzusehen,
dass der veranschaulichte Verriegelungsmechanismus 30 schematisch
gezeigt ist, und dass weitere Verriegelungsmechanismen verwendet
werden können.
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Wie
auch in den 4 und 4a gezeigt, kann
die Rückstellfeder 40 eine
Druckfeder sein, die parallel mit der Betätigungskraft ausgerichtet ist.
Zum Beispiel können
die Druckfeder 40 und der SMA-Draht 24 an der
Lasche 32 zwischen dem Schloss 12 und der Schwenkachse
p und an der feststehenden Struktur 16 an deren gegenüberliegenden Enden
angebracht sein. Die Feder 40 und der Draht 24 erstrecken
sich gemeinsam seitlich von derselben Seite der Lasche 32 weg;
die spezielle Seite hängt davon
ab, ob das Schloss 12 vertikal oder horizontal verstaut
werden soll. Ein Zugentlastungsmechanismus 28 ist vorzugsweise
zwischen dem Draht 24 und der Struktur 16 vorgesehen,
wie zuvor beschrieben.
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Somit
hat in dieser Konfiguration eine Aktivierung des Materials und eine
Kontraktion des Drahtes 24 das Zusammendrücken der
Feder 40 zur Folge (4). Wenn
das Material deaktiviert ist und zugelassen wird, dass es über seine
Umwandlungstemperatur hinaus abkühlt,
setzt die Feder 40 ihre gespeicherte Energie frei, wodurch
bewirkt wird, dass die Lasche 32 und das Schloss 12 in
die ausgefahrene Position zurückkehren
(4a). Es ist einzusehen, dass durch Dehnen des
Drahtes 24 die Freisetzung ge speicherter Energie durch
die Feder 40 die Umwandlungsgeschwindigkeit des Drahtes 24 zurück in den
martensitischen Zustand beschleunigt.
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In
einer weiteren verschwenkbaren Ausführungsform, die in 5 gezeigt
ist, umfasst der Bringer 10 ein Gegengewicht 48,
welches ausgebildet ist, um eine längs gerichtete Führungsbahn 48a entlang zu
gleiten, die durch die Lasche 32 definiert ist. Die Lasche 32 ist
verschwenkbar mit der feststehenden Struktur 16 verbunden
und definiert die Schwenkachse p. Abhängig von der Positionierung
des Gewichts 48 relativ zu der Achse wird das Schloss 12 dazu
gebracht, im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn zu schwingen.
Der bevorzugte Aktuator 22 umfasst zumindest einen und
stärker
bevorzugt zwei SMA-Drähte 24,
die feststehend mit der Lasche 32 an dem oder in der Nähe des Schlossende/s
und mit dem Gewicht 48 verbunden sind. Die Drähte 24 werden über einen
mit der Lasche in Eingriff stehenden Stift 50 oder dergleichen
an dem oder in der Nähe des
freien Ende/s der Lasche 32 gedoppelt, bevor sie mit dem
Gewicht 48 verbunden werden, und sind in Längsrichtung
ausgebildet, um zu bewirken, dass der Schwerpunkt des Gewichts 48 die
Achse quert, wenn sie aktiviert werden.
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Eine
Rückstellfeder 40 ist
vorzugsweise an dem Gewicht 48 und der Lasche 32 an
dem oder in der Nähe
des Schlossende/s angebracht und ausgebildet, um zu bewirken, dass
das Gewicht 48 die Achse neuerlich quert, wenn der Draht 24 deaktiviert wird,
wodurch die Rückkehr
des Schlosses 12 in die verstaute Position bewirkt wird
(5). Es ist einzusehen, dass die Feder 40 als
solche eine Vorspannkraft auf das Gewicht 48 ausübt, die
kleiner ist als die Betätigungskraft,
die durch den/die aktivierten Draht/Drähte 24 erzeugt wird,
um dadurch während des
Ausfahrens überwunden
zu werden. Um die Drähte 24 vor
einer konstanten Beanspruchung unter der Federbelastung zu schützen, können ferner
ein ers ter und ein zweiter Anschlag 52 an der Lasche 32 angebracht
sein, wie gezeigt (5).
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
kann die Feder 40 selbst aus einem Formgedächtnislegierungsmaterial
in einem normalen (d. h. deaktivierten) austenitischen Zustand gebildet
sein. Infolgedessen sind die antagonistischen SMA-Drähte 24 und
die Feder 40 zusammenwirkend derart ausgebildet, dass die
thermische Aktivierung der Drähte 24 eine
spannungsinduzierte Umwandlung der Feder 40 in den martensitischen
Zustand bewirkt. Dies verringert den Modul der Feder 40 und
verlängert
auch das Federmaterial. Wenn die Drähte 24 deaktiviert
werden, kehrt die Feder 40 in den austenitischen Zustand
zurück,
wodurch sich ihr Modul erhöht,
und bewirkt, dass das Gewicht 48 in die Normalposition
zurückkehrt.
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In 5a ist
das Gegengewicht 48 durch ein Gleitelement 54 ersetzt
und eine Doppelfunktionsfeder 56 ist außen an dem Gleitelement 54 angebracht. Die
Feder 56 ist an der feststehenden Struktur 16 an einem
Punkt in Längsrichtung
eben mit der Schwenkachse der Lasche 32 angebracht (5a),
um einen diagonalen Vorspannkraftvektor zu erzeugen, der wirksam
ist, um ein Moment um die Achse herum zu erzeugen. Diesbezüglich ist
die Feder 56 in Bezug auf die statische Reibung zwischen
dem Gleitelement 54 und der Bahn 48 derart ausgebildet
(zum Teil durch die vertikale Kraftkomponente des Vektors verursacht),
dass das Gleitelement 54 in der ausgefahrenen und der verstauten
Position seitlich gesichert ist.
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Wenn
die Drähte 24 aktiviert
werden, und das Gleitelement 54 dazu gebracht wird, die
Achse zu queren, wird die Orientierung der Feder 56 geändert, sodass
der Kraftvektor ein entgegengesetztes Moment um die Achse herum
bewirkt. Als solches ist die Feder 56 ausgebildet, um eine
Vor spannkraft gegen das Schloss 32 in sowohl der verstauten
als auch der ausgefahrenen Position in Abhängigkeit von der Positionierung
des Gleitelements 54 in Bezug auf die Achse zu produzieren.
Der/die bevorzugte Aktuator 22 und Feder 56 sind
zusammenwirkend derart ausgebildet, dass die Feder 56 einen
Großteil
der notwendigen Ausfahr- und Verstauungskraft erbringt; es ist einzusehen,
dass infolgedessen ein weniger aktives Material (z. B. eine geringere
Vielzahl von Drähten 24)
verwendet werden kann.
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In
einer noch weiteren Schwenklaschen-Ausführungsform, die in 6 gezeigt
ist, umfasst der Bringer 10 einen äußeren Hebel 58, der
mit dem Aktuator 22 gekoppelt ist, um von diesem angetrieben
zu werden und das Schloss 12 anzutreiben. Wie veranschaulicht,
ist der Aktuator 22 wiederum beispielhaft durch zumindest
einen SMA-Draht 24 dargestellt. Der Hebel 58 definiert
eine Hebelachse und einen ersten und einen zweiten Hebelarm 60, 62. Der
erste Arm 60 ist an dem/den Draht/Drähten 24 angebracht,
um vorzugsweise einen orthogonalen Winkel dazwischen zu definieren
(6). Der zweite Arm 62 steht mit der unteren
Kante der Lasche 32 in Eingriff. Die Lasche 32 weist
in dieser Konfiguration einen starren Schwenkarm auf. Stärker bevorzugt weisen
der erste und der zweite Arm 60, 62 verschiedene
Längen
auf, um einen mechanischen Vorteil vorzusehen, wie zuvor beschrieben.
Zum Beispiel ist in der veranschaulichten Ausführungsform der Ausschlagbogen
vergrößert und
die angewendete Kraft ist an dem distalen Ende des zweiten Armes
in Bezug auf das distale Ende des ersten verringert. Wenn der Draht 24 die
Betätigungskraft
auf den ersten (oder kurzen, wie veranschaulicht) Arm 60 ausübt, werden der
Hebel 58 und der lange Arm 62 zum Verschwenken
gebracht und die Lasche 32 wird durch die Wirkung des langen
Armes 62 dazu gebracht, um die Hauptschwenkachse herum
zu schwingen (6a). Eine Rückstellfeder 40 kann
an der Lasche 32 und der feststehenden Struktur 16 ange bracht
sein, wie gezeigt, sodass das Schloss 12 in Richtung der
verstauten Position vorgespannt ist.
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In
einem weiteren Beispiel kann die Lasche 32 feststehend
an der Struktur 16 angebracht sein, jedoch eine/n flexiblen/s,
zusammenklappenden/s, sich teleskopartig zusammenschiebenden/s Mechanismus
oder Material aufweisen, sodass das Schloss 12 verrückbar an
der Struktur 16 angebracht ist. In 7 ist die
Lasche 32 z. B. aus einer äußeren Schicht aus einem verformbaren
(z. B. biegsamen etc.) Material 64 wie z. B. einer natürlichen
oder gewebten Faser, Haut, Folie oder Hülle gebildet und umfasst, wo
es erforderlich ist, ein inneres flexibles Element 66,
welches das Schloss 12 und die Struktur 16 miteinander
verbindet. Der Aktuator 22 kann aus einem SMA- oder SMP-Band
oder -Stab 24 bestehen, das/der mit dem Schloss 12 und
der Struktur 16 auch verbunden ist. Das Band 24 ist
ausgebildet, um eine deaktivierte verstaute und eine aktivierte
ausgefahrene Form zu erreichen, die wiederum die Positionierung
des Schlosses 12 verändern
(vergleiche die 7 und 7a). Das
bevorzugte Element 66 ist widerstehend flexibel, um eine
Unterstützung
für das Schloss 12 vorzusehen,
wenn sich das Band 24 in der deaktivierten martensitischen
Phase befindet.
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In
einer weiteren Ausführungsform
einer flexiblen Lasche, die in 8 gezeigt
ist, ist die Lasche 32 aus einem verformbaren Material
gebildet und kann ein flexibles Element 66 (nicht gezeigt)
zur strukturellen Verstärkung
umfassen. Der Bringer 10 umfasst einen äußeren Schwenkarm 68,
der eine Gabel 70 an seinem distalen Ende definiert. Die
Lasche 32 ist in der Gabel 70 mitgeführt und
ist in der Lage, sich in Längsrichtung
darin zu bewegen. Zusammen sind die Lasche 32 und der Arm 68 zusammenwirkend
derart ausgebildet, dass das Schloss 12 dazu gebracht wird,
die ausgefahrene Position zu erreichen, wenn der Arm 68 in
eine Zehn-Uhr- Position geschwungen
ist (8a). Der Aktuator 22 ist ausgebildet,
um ein Moment um die durch den Arm 68 definierte Schwenkachse
herum zu bewirken, und kann wiederum zumindest einen SMA-Draht 24 umfassen, wie
gezeigt. Der bevorzugte Arm 68 definiert relativ kurze
und lange Armabschnitte 72, 74, die von der Drehachse
herrühren,
und der Draht 24 ist bevorzugt an dem kurzen Arm 72 angebracht,
sodass die lineare Verschiebung des Drahtes 24 na der Gabel 70 verstärkt wird.
Es sind bevorzugt ein Schnäpper 30 und ein
Zugentlastungsmechanismus 28 vorgesehen und ausgebildet,
wie zuvor beschrieben. Schließlich
ist einzusehen, dass nur ein Abschnitt 32a (8)
der Lasche 32 flexibel sein muss, um die vorgesehene Bewegung
zu bewirken.
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In
den 9 und 9a umfasst die Lasche 32 eine
verformbare äußere Schicht
aus einem Material 64 und eine zusammenklappbare Scherenanordnung
(d. h. „Schere”) 76.
Die Schere 76 ist aus einer Vielzahl von distal und medial
miteinander verbundenen Segmenten 78 gebildet, die Drehgelenke an
ihren Verbindungspunkten definieren. Die Schere 76 ist
mit dem Schloss 12 an dem am weitesten distalen Gelenk
und mit der Struktur 16 an dem gegenüberliegenden (z. B. dem untersten)
Gelenk verbunden. Als solches wird das Schloss 12 dazu
gebracht, linear in Bezug auf die Struktur 16 zu verrücken, wenn
die Schere 76 ausfährt
und zusammenklappt. Das Material 64 definiert bevorzugt
eine Akkordeon-Konfiguration, welche die Scherenfunktion erleichtert.
Der Aktuator 22 umfasst zumindest einen und stärker bevorzugt
zwei gegenüberliegend
ausgebildete SMA-Drähte 24 (9a).
Die Drähte 24 sind jeweils
mit den am weitesten distalen und untersten Gelenken verbunden und
winden sich herum, um von den äußeren Gelenken
mitgeführt
zu werden. Wenn die Drähte 24 aktiviert
und dazu gebracht werden, sich zusammenzuziehen, wird der seitliche
Abstand zwischen den äußeren Gelenken
verringert. Infolgedessen wird das Schloss 12 in die ausgefahrene
Position erweitert.
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Wenn
die Drähte 24 deaktiviert
werden, bewirkt das Gewicht des Schlosses 12, dass die
Schere 76 zusammenklappt und das Schloss 12 in
die verstaute Position zurückkehrt.
Stärker
bevorzugt ist eine Zugrückstellfeder 40,
die ebenfalls mit den am weitesten distalen und untersten Gelenken
verbunden ist, vorgesehen, um die Schere 76 weiter in Richtung
des zusammengeklappten Zustands und das Schloss 12 in Richtung
der verstauten Position vorzuspannen.
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In
einer weiteren zusammenklappbaren Laschenkonfiguration (10 und 10a) umfasst der Bringer 10 eine zusammendrückbare Feder 80, die
zwischen dem Schloss 12 und einem feststehenden Abschnitt 82 der
Lasche 32 angeordnet ist. Der Abschnitt 82 kann
an einer Drehachse 84 verankert sein, oder, um einen zusätzlichen
Freiheitsgrad vorzusehen, ein solches mit der feststehenden Struktur 16 bilden.
Das Schloss 12 weist ein an seiner Unterseite befestigtes
Kabel (oder Stab) 86 auf. Der Aktuator 22 umfasst
zumindest einen SMA-Draht 24, der in Längsrichtung mit dem Kabel 86 und
an dem gegenüberliegenden
Ende mit der feststehenden Struktur 16 verbunden ist. Wie
in der veranschaulichten Ausführungsform
gezeigt, kann der Draht 24 koaxial mit dem Kabel 86 ausgerichtet
sein; es ist einzusehen, dass, wenn die Unterbringung es erfordert,
der alternativ Draht 24 jedoch auch um einen feststehenden
Zylinder (nicht gezeigt) gespult und an diesem angebracht sein kann.
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Wenn
der SMA-Draht 24 aktiviert wird, zieht er sich zusammen
und bewirkt, dass das Kabel 86 innerhalb einer diametral
deckungsgleichen Öffnung, die
durch den Abschnitt 82 definiert ist, zurückweicht. Ein
Zugentlastungsmechanismus 28 ist bevorzugt zwischen dem
Draht 24 und der Struktur 16 liegend vorgesehen
und beherbergt den Draht 24, wenn das Schloss 12 und
das Kabel 86 nicht zurückweichen können. Die
Druckfe der 80 speichert Energie während der Aktivierung und besitzt
die Funktion, das Schloss 12 in Richtung der ausgefahrenen
Position vorzuspannen. Schließlich
ist bevorzugt ein Verriegelungsmechanismus 30 vorgesehen,
um das Schloss 12 in der verstauten Position zu halten,
bis ein Ausfahren erwünscht
ist. Im Spezielleren und wie in 10 gezeigt,
kann der Schnäpper 30 zurückziehbare
Stecker (verjüngte
Steckstifte, Kugellager oder dergleichen) 88 umfassen,
die mit Wandbereichen 90 in Eingriff stehen, welche von
der Unterseite des Schlosses 12 ausgehen. Die Stecker 88 führen durch Öffnungen,
die durch eine obere Wand 92 des Laschenabschnitts 82 definiert,
wenn die obere Wand 92 und die Wandbereiche 90 in
Längsrichtung
dazu gebracht werden, konzentrische Hülsen zu bilden (10).
Die Stecker 88 sind bevorzugt in Richtung der erweiterten
Positionen federbelastet. Wenn ein Ausfahren erwünscht ist und der Draht 24 deaktiviert wurde,
wird eine manuelle, elektromechanische, auf einem aktiven Material
basierende oder anderweitige Freigabe des Schnäppers 30 bewirkt.
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Schließlich weist
der Bringer 10 in einer verschwenkbaren und zusammenklappbaren
Ausführungsform
eine vereinfachte Konfiguration auf, die aus zumindest einem SMA-Draht 24 besteht,
welcher um die Drehachse p gewickelt ist, die durch eine/n Achse
oder Stiel definiert ist (11). Die
Lasche 32 ist durch eine Druckfeder (oder einen Druckluftzylinder
etc.) 94 widerstehend zusammenklappbar. Der Draht 24 ist
feststehend mit dem oberen Ende der Lasche 32 und an dem
gegenüberliegenden
Ende mit der feststehenden Struktur 16 verbunden. Zusätzlich zu
der Druckfeder 94 kann der Vorspannmechanismus 26 eine
Torsions-Rückstellfeder 40 umfassen. Wenn
der Draht 24 infolge einer Aktivierung dazu gebracht wird,
sich zusammenzuziehen, werden das Schloss 12 und die Lasche 32 zum
Schwingen gebracht und die Druckfeder 94 und die Torsionsfeder 40 werden
dazu gebracht, Energie zu speichern. Wenn das Material deaktiviert wird,
setzen die Federn 94, 40 ihre Energie antagonistisch
an die Betätigungskraft
frei, sodass das Schloss 12 in Richtung der ausgefahrenen
Position zurückkehrt.
In dieser Konfiguration kann ein vertikales (wie in verdeckten Linien
in 11 gezeigt) oder horizontales Verstauen wiederum
abhängig
von der Orientierung des Drahtes 24 und der seitlichen
Seite der Anbringung an die Lasche 32 erreicht werden.
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Ein
Fachmann wird einsehen, dass in der vorliegenden Erfindung weitere
Aktuatorkonfigurationen und/oder aktive Materialien verwendet werden können. Zum
Beispiel kann ein Drehscharnier aus einem aktiven Material, wie
in der im Miteigentum befindlichen US-Patentanmeldung Nr. 11/744
966 (hierin durch Bezugnahme aufgenommen) offenbart, in Verbindung
mit einer verschwenkbaren Lasche 32 verwendet werden. Weitere
Konfigurationen umfassen Schubrohre auf der Basis eines aktiven
Materials, Formgedächtnispolymerfedern,
die verschiedene aktivierte und deaktivierte Federmoduln aufweisen,
und eine Betätigung
mithilfe eines aktiven Materials kombiniert mit Zahnrädern, Riemenscheiben, Rampen
und weiteren Vorrichtungen, die entworfen sind, um dem Material
einen mechanischen Vorteil zu verleihen.
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In
einem bevorzugten Betriebsmodus ist das Element 24 aus
einem aktiven Material mit einer Signalquelle 96 (1)
wie z. B. dem Ladesystem eines Fahrzeuges gekoppelt. Die Signalquelle 96 wird
betrieben, um ein Signal zu erzeugen und an das Material zu liefern,
welches ausreicht, um das Material zu aktivieren. Es ist einzusehen,
dass das Signal je nach dem speziellen aktiven Material, das verwendet
wird, elektrisch, thermisch, spannungsbezogen, chemisch, magnetisch
oder dergleichen sein kann. In der veranschaulichten Ausführungsform
ist das Element 24 über
eine verdrahtete oder drahtlose Kommunikation mit der Quelle 96 gekoppelt.
Als Nächstes
ist ein Controller 98 dazwischen liegend mit der Quelle 96 und
dem Element 24 gekoppelt und programmierbar ausgebildet,
um selektiv zu bewirken, dass das Element 24 dem Signal
ausgesetzt wird. Der Controller 98 kann z. B. ausgebildet
sein, um das Element 24 über eine vorbestimmte Zeitspanne
(z. B. 10 Sekunden) nach Empfang eines ausreichenden Signals, welches
z. B. aus einem Starten des Fahrzeuges resultieren kann, zu aktivieren.
Wenn eine Vielzahl von Drähten 24 verwendet
wird, ist der Controller 98 bevorzugt separat mit jedem
Draht 24 gekoppelt, um in der Lage zu sein, diese einzeln
zu steuern. Dies bringt die Fähigkeit
mit sich, die Betätigungskraft
und -zeitspanne zu variieren.
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Stärker bevorzugt
ist zumindest ein Sensor 100, der dazu dient, einen Zustand
von Belang zu detektieren, kommunikativ mit dem Controller 98 gekoppelt
und ausgebildet, um Daten an diesen zu senden. Als solche sind der
Controller 98 und der Sensor 100 zusammenwirkend
ausgebildet, um zu bestimmen, wenn eine Schlossausfahrsituation
eintritt, entweder wenn der Zustand detektiert wird, oder wenn ein
nicht konformer Zustand durch einen weiteren Vergleich mit einer
vorbestimmten Zustandsschwelle bestimmt wird; zum Beispiel kann
ein Eintreten festgestellt werden, wenn ein Kraft von mehr als 90
N (d. h. 20 Pfund) anfänglich
von einem piezoelektrisch basierten Lastsensor 100 detektiert
wird (1). Wenn ein Eintreten festgestellt wird, wird
das Element 24 dem Signal ausgesetzt, bis es aktiviert
ist, um das Schloss 12 zu bringen (wiederum kann alternativ
die Umkehrung zum Verstauen angewendet werden).
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Der
Auslösezustand
kann der Vorgang das Ziehen des Sicherheitsgurtbandes 18,
das Öffnen oder
Schließen
einer Fahrzeugtür 102,
das Einnehmen des zugeordneten Fahrgastsitzes 16, das Anlegen
oder Lösen
der Schnallenstruktur 20 und des Schlosses 12 oder
das Ein- oder Ausschalten des Zündschalters 104 sein.
Der Controller 98 ist derart ausgebildet, dass er, sobald
das Element 24 aktiviert ist, das Signal nach einer vorbe stimmten
Zeitspanne (z. B. 10 Sekunden) unterbricht, um dem/der Benutzerin
oder Insassen/in ausreichend Gelegenheit zu bieten, seinen oder
ihren Sitzgurt anzulegen. Es ist einzusehen, dass alternativ eine
verzögerte
Rückkehr,
die eine entsprechende Ausfahrdauer zur Folge hat, durch Isolieren
der Drähte 24 bewerkstelligt
sein kann, sodass das Abkühlen
verzögert
ist.
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Die
hierin offenbarten Bereiche sind inklusive und kombinierbar (z.
B. Bereiche von „bis
zu etwa 25 Gewichts-% oder im Spezielleren etwa 5 Gewichts-% bis
etwa 20 Gewichts-%” sind
inklusive der Endpunkte und aller Zwischenwerte der Bereiche von „etwa 5 Gewichts-%
bis etwa 25 Gewichts-%” usw.). „Kombination” ist inklusive
Mischungen, Gemischen, Legierungen, Reaktionsprodukten und dergleichen.
Ferner bezeichnen die Ausdrücke „erste/r/s”, „zweite/r/s” und dergleichen
hierin keinerlei Reihenfolge, Menge oder Wichtigkeit, sondern dienen
dazu, ein Element von einem anderen zu unterscheiden, und die Begriffe „ein/e/s” bezeichnen
hierin keine Beschränkung
einer Menge, sondern bezeichnen das Vorhandensein von zumindest
einem der Elemente, auf die Bezug genommen wird. Die Angabe „etwa”, die in
Verbindung mit einer Größe verwendet
wird, versteht sich einschließlich
des angegebenen Werts und besitzt die durch den Kontext bestimmte
Bedeutung (umfasst z. B. den der Messung der speziellen Größe zugehörigen Fehlergrad).
Das Suffix „(e)”, wie hierin verwendet,
soll sowohl den Singular als auch den Plural des Begriffes umfassen,
den es modifiziert, und umfasst daher einen oder mehrere von diesem Begriff
(z. B. umfasst/en der/die Farbstoff/e einen oder mehrere Farbstoffe).
Die Bezugnahme über
die gesamte Beschreibung auf „eine
bestimmte Ausführungsform”, „eine weitere
Ausführungsform”, „eine Ausführungsform” und dergleichen
bedeutet, dass ein bestimmtes Element (z. B. ein Merkmal, eine Struktur
und/oder eine Eigenschaft), das in Verbindung mit der Ausführungsform
beschrieben ist, in zumindest einer hierin beschriebenen Ausführungsform enthalten
ist und in anderen Ausführungsformen
vorhanden sein kann oder nicht. Darüber hinaus sollte einzusehen
sein, dass die beschriebenen Elemente auf jede beliebige geeignete
Weise in den verschiedenen Ausführungsformen
kombiniert sein können.
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(Ein)
geeignete(s) Algorithmen, Verarbeitungsvermögen und Sensoreingänge im Hinblick
auf diese Offenlegung sind dem Fachmann überlassen. Die Erfindung wurde
unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben; für den Fachmann
wird einzusehen sein, dass verschiedene Änderungen vorgenommen und Elemente
davon durch Äquivalente
ersetzt sein können,
ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Überdies können zahlreiche
Abwandlungen vorgenommen werden, um ein/e bestimmte/s Situation
oder Material an die Lehre der Erfindung anzupassen, ohne von deren
wesentlichem Schutzumfang abzuweichen. Die Erfindung soll daher
nicht auf eine spezielle Ausführungsform
beschränkt
sein, die als beste Art, die Erfindung auszuführen, in Erwägung gezogen
wird. Vielmehr wird die Erfindung alle Ausführungsformen einschließen, die
in den Schutzumfang der beiliegenden Ansprüche fallen.