Стопорное кольцо

Изобретение относится к удерживающим устройствам, в особенности к стопорным кольцам, и направлено на сокращение времени деформации стопорного кольца под воздействием температуры. Стопорное кольцо содержит сердцевину и часть из обвитой проволоки, сформированную вокруг сердцевины. Сердцевина стопорного кольца или часть из обвитой проволоки стопорного кольца содержит сплав с памятью формы или биметалл, так что стопорное кольцо приспособлено для деформирования при изменении температуры до заданного значения и для обеспечения требуемого пружинящего или воспринимающего усилие эффекта. Сердцевина сформирована из одной или из нескольких частей сердцевины. 8 з.п. ф-лы, 10 ил.

 

Предпосылки создания изобретения

Изобретение относится к стопорному кольцу согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

Изобретение в целом относится к удерживающим устройствам, в особенности к стопорным кольцам.

Известны детали из сплавов с памятью формы, которые деформируются при определенной температуре обучения. Обычным для деталей из сплавов с памятью формы является то, что они чрезвычайно пластичны, т.е. являются гибкими по меньшей мере в необученном положении, в связи с чем они не пригодны как таковые для использования в качестве стопорных колец, которые должны быть жесткими во всех ситуациях. Кроме того, проволоки, содержащие сплав с памятью формы, обычно являются довольно тонкими в диаметре, так что они не пригодны для целей, при которых кольцевая часть стопорного кольца требует достаточно большой толщины, например, благодаря довольно большим допускам цели применения. При использовании более толстых проволоки или прутка из сплава с памятью формы возникает проблема их более медленной реакции на изменение температуры, так что деформация происходит слишком медленно для некоторых областей применения.

Целью настоящего изобретения является предложение полностью нового решения в связи со стопорными кольцами, при котором стопорное кольцо может деформироваться в зависимости от температуры. Другая цель заключается в предложении стопорного кольца, которое деформируется в зависимости от температуры, позволяя исключить недостатки известных технических решений.

Раскрытие изобретения

Изобретение основано на принципе, согласно которому стопорное кольцо формируется из по меньшей мере двух частей, сердцевины, состоящей из по меньшей мере одной детали, и части из проволоки, обвитой поверх нее.

При более подробном описании стопорное кольцо согласно изобретению отличается главным образом тем, что сердцевина стопорного кольца или часть из обвитой проволоки стопорного кольца содержит сплав с памятью формы или биметалл, так что стопорное кольцо приспособлено для деформирования при изменении температуры до заданного значения и для обеспечения требуемого пружинящего или воспринимающего усилие эффекта и тем, что сердцевина сформирована из одной или из нескольких частей сердцевины.

Стопорное кольцо согласно изобретению дополнительно характеризуется тем, что указано в п.п.2-9 формулы изобретения.

Техническое решение согласно изобретению имеет многочисленные значительные преимущества. Форма стопорного кольца меняется автоматически, как только к нему прикладывается нужное тепловое воздействие. Благодаря использованию в стопорном кольце согласно изобретению двух различных элементов существует возможность получить с помощью него требующийся пружинящий или воспринимающий усилие эффект, ввиду того, что часть из сплава с памятью формы подвергается требующейся деформации при заданной температуре. Часть стопорного кольца, содержащая сплав с памятью формы, может работать как таковая также и в качестве нагревательного элемента, осуществляющего деформацию в случае пропуска через нее электрического тока. Кроме того, существует возможность получения более обширной системы с автоматическим контролем. С помощью изобретения можно использовать стопорное кольцо из более тонкой проволоки из сплава с памятью формы, с помощью которой обеспечивается быстрая реакция на изменение температуры и, таким образом, быстрая деформация.

Краткое описание чертежей

Далее изобретение будет описано подробно с помощью примеров со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

на фиг.1 показано стопорное кольцо в соответствии с вариантом реализации согласно изобретению в первом положении;

на фиг.2 показана в увеличенном масштабе деталь А согласно фиг.1;

на фиг.3 показано стопорное кольцо в соответствии с вариантом реализации согласно изобретению во втором положении;

на фиг.4 показана в увеличенном масштабе деталь В согласно фиг.3;

на фиг.5 показано другое стопорное кольцо в соответствии с вариантом реализации согласно изобретению в первом положении с разрезом;

на фиг.6 показана в увеличенном масштабе деталь С согласно фиг.5;

на фиг.7 показано другое стопорное кольцо в соответствии с вариантом реализации согласно изобретению во втором положении с разрезом;

на фиг.8 показана в увеличенном масштабе деталь D согласно фиг.7;

на фиг.9 показан поперечный разрез стопорного кольца согласно изобретению;

на фиг.10 показана в увеличенном масштабе деталь Е согласно фиг.1.

Подробное описание изобретения

На фиг.1-4 показан вариант реализации стопорного кольца 6 согласно изобретению.

Стопорное кольцо 6 приспособлено для деформирования при определенной температуре. На фиг.1 стопорное кольцо показано в первом положении и на фиг.3 - во втором положении. В варианте реализации, показанном на фигурах, стопорное кольцо 6 является кольцевой частью, так что в первом положении круг стопорного кольца имеет первую длину и имеет первый диаметр d₁, при кольцевой форме. Во втором положении стопорное кольцо 6 имеет вторую длину, которая в варианте реализации, показанном на фигурах, больше первой длины. В варианте реализации, показанном на фиг.3, стопорное кольцо 6 имеет во втором положении второй диаметр d₂ при кольцевой форме, так что стопорное кольцо 6 увеличивается при деформировании.

Стопорное кольцо 6 преимущественно содержит сплав с памятью формы (SMA). Сплав с памятью формы может иметь заданную температуру, при которой происходит деформирование.

В варианте реализации, показанном на фигурах, стопорное кольцо 6 содержит сердцевину 61 и часть 62 из проволоки, обвитой вокруг нее. Согласно первому варианту реализации сердцевину 61 формируют из сплава с памятью формы. Тогда, при температуре T₁, т.е. нормальной температуре, проволока из сплава с памятью формы, образующая сердцевину, является пластичной, и наружная часть 62 из обвитой проволоки стягивает вместе первый конец 63 и второй конец 64 сердцевины 61, действуя подобно цилиндрической пружине. На фигуре между первым концом 63 и вторым концом 64 сердцевины 61 имеется промежуток s₁.

Когда температура достигает значения второй температуры T₂, т.е. температуры обучения сплава с памятью формы, сердцевина 61 деформируется в соответствии с обучением. В варианте реализации согласно изобретению сердцевина действует как пружинная сталь после повышения температуры до температуры обучения Т₂ или выше ее. Диаметр стопорного кольца 6 возрастает до диаметра d₂, и длина окружности увеличивается. Концы 63, 64 сердцевины смещаются таким образом до промежутка s₂ между собой. На фиг.1-4 s₂ больше, чем s₁. Аналогичным образом диаметр d₂ стопорного кольца 6 больше во втором положении, чем диаметр d₁ в первом положении.

Согласно второму варианту реализации часть 62 из обвитой проволоки состоит из сплава с памятью формы и поэтому ее длина изменяется после достижения температурой заданного значения. При этом сердцевина является в первом положении пружинным элементом, который также воспринимает усилия, преобладающие по сторонам стопорного кольца, действуя, таким образом, как усиливающая часть стопорного кольца. Затем, после того как температура достигает заданного значения Т₂, часть 62 из обвитой проволоки деформируется подготовленным путем, т.е. на фиг.1-4 диаметр кольца увеличивается от первого диаметра d₁ до второго диаметра d₂.

Согласно другому варианту реализации (фиг.5-8) длина окружности стопорного кольца 6 уменьшается (и диаметр d уменьшается) из первого положения до второго положения при изменении температуры до заданного значения Т₂. Далее, длина стопорного кольца 6 уменьшается и диаметр уменьшается от первого диаметра d₁ до второго диаметра d₂ после того, как температура достигает заданного значения Т₂. Кроме того, сердцевина 61 образуется из нескольких частей 65 сердцевины, которые размещаются в части 62 из обвитой проволоки, и заполняет пространство, остающееся внутри витков части 62 из обвитой проволоки, когда это подходит. Когда части 62 из обвитой проволоки укорачиваются в результате деформирования, между соседними частями 65 сердцевины в первом положении должны быть зазоры для того, чтобы деформация стала возможной. В варианте реализации, показанном на фигуре, промежуток между соседними частями уменьшается от величины s₁ до величины s₂. Далее, когда часть из обвитой проволоки сжимается вместе, длина окружности кольца уменьшается и диаметр d уменьшается от величины d₁ до величины d₂ (d₁>d₂).

Согласно другому варианту реализации изобретения стопорное кольцо 6 является кольцевой деталью, диаметр которой d возрастает, когда температура достигает заданного значения Т₂, от первого диаметра d₁ до второго диаметра d₂ (d₁<d₂).

Согласно дополнительному варианту реализации изобретения стопорное кольцо 6 является кольцевой деталью, диаметр которой d уменьшается, когда температура достигает заданного значения Т₂, от первого диаметра d₁ до второго диаметра d₂ (d₁>d₂). Обычно температура достигает заданного значения T₂ в случае пожара. Заданное значение Т₂ может составлять, например, 70-100 градусов С.

Согласно предпочтительному варианту реализации сердцевина стопорного кольца содержит сплав с памятью формы.

Согласно другому варианту реализации часть из обвитой проволоки содержит сплав с памятью формы.

Согласно предпочтительному варианту реализации стопорное кольцо 6 содержит сердцевину 61 и часть из обвитой проволоки 62. Далее, по меньшей мере одна из частей стопорного кольца может содержать сплав с памятью формы. Кроме того, возможно также сэкономить сплав с памятью формы путем изготовления другой части из какого-либо другого материала, без ухудшения функциональных свойств.

Согласно варианту реализации сердцевина 61 стопорного кольца 6 выполнена из сплава с памятью формы.

Согласно другому варианту реализации часть 62 из обвитой проволоки стопорного кольца 6 выполнена из сплава с памятью формы.

Изобретение относится, таким образом, к стопорному кольцу 6, которое содержит сердцевину 61 и часть 62 из обвитой вокруг него проволоки. Согласно изобретению стопорное кольцо содержит сплав с памятью формы, в котором стопорное кольцо 6 приспособлено для деформирования при изменении температуры до заданного значения.

Согласно предпочтительному варианту реализации стопорное кольцо 6 является кольцевой деталью, диаметр которой d увеличивается при достижении температурой заданного значения.

Согласно другому предпочтительному варианту реализации стопорное кольцо 6 является кольцевой деталью, диаметр которой d уменьшается при достижении температурой заданного значения.

Согласно предпочтительному варианту реализации сердцевина 61 стопорного кольца 6 содержит сплав с памятью формы. Согласно второму варианту реализации часть 62 из обвитой проволоки стопорного кольца содержит сплав с памятью формы. Согласно третьему варианту реализации сердцевина 61 выполнена из нескольких частей 65 сердцевины. Части 65 сердцевины могут быть частями, последовательно размещенными так, как на фиг.5 и 7, или же параллельными проволочными или прутковыми частями, т.е. жилами.

Часть 62 из обвитой проволоки может быть выполнена из пружинного материала, в то время как сердцевина 61 содержит сплав с памятью формы. Равным образом сердцевина 61 выполнена из пружинного материала, в то время как часть 62 из обвитой проволоки содержит сплав с памятью формы.

Часть 62 из обвитой проволоки выполняют из стали, в то время как сердцевина 61 содержит сплав с памятью формы. Разумеется, часть из обвитой проволоки может быть из какого-либо другого подходящего материала, такого как сталь.

Сердцевину 61 выполняют из стали, в то время как часть 62 из обвитой проволоки содержит сплав с памятью формы.

Сердцевина 61 может, таким образом, содержать несколько

параллельных проволочных или прутковых частей, т.е. жил из сплава с памятью формы.

Стопорное кольцо, содержащее сплав с памятью формы, может также быть снабжено дистанционным управлением путем присоединения к нему электрических проводов, так что элемент из сплава с памятью формы сердцевины или части из обвитой проволоки действует как тепловой элемент. Повышение температуры элемента вызывает переход стопорного кольца из первого положения во второе положение. Часть стопорного кольца, содержащая сплав с памятью формы, может быть присоединена таким образом, чтобы быть частью электрического контура, по которому может быть пропущен электрический ток. Путем контролируемого подключения электрических проводов возможно регулирование стопорных колец по одному или в виде групп из нескольких стопорных колец.

В данном описании не показано, каким образом следует «обучать» стопорное кольцо, содержащее сплав с памятью формы, но предполагается, что это известно из других областей применения сплавов с памятью формы. Применяемый сплав с памятью формы может быть любым подходящим сплавом с памятью формы. Сплавом, который широко используется в качестве сплава с памятью формы, является, например, Нитинол, или сплав NiTi.

Стопорное кольцо может быть частично или полностью выполнено из какого-либо другого материала, действующего соответственно. Альтернативным решением является, например, биметалл. Равным образом, например, сердцевина стопорного кольца может быть выполнена из биметалла. Биметалл является полосой, выполненной из двух металлов, которые расширяются различным образом. Полосы быстро соединяются между собой, так что они могут расширяться свободно. Это ведет к тому, что изменение температуры ведет к изменению формы полосы. Биметалл отклоняется в ином направлении при нагреве по сравнению с охлаждением.

Специалистам в данной области техники должно быть ясно, что изобретение не ограничивается вариантами реализации, описанными выше, но может варьироваться в пределах, установленных прилагаемой формулой изобретения. В случае необходимости признаки, возможно описанные в этом описании вместе с другими признаками, могут использоваться отдельно друг от друга.

1. Стопорное кольцо (6), которое содержит сердцевину (61) и часть (62) из обвитой проволоки, сформированную вокруг сердцевины, отличающееся тем, что сердцевина (61) стопорного кольца (6) или часть (62) из обвитой проволоки стопорного кольца содержит сплав с памятью формы или биметалл, так что стопорное кольцо приспособлено для деформирования при изменении температуры до заданного значения и для обеспечения требуемого пружинящего или воспринимающего усилие эффекта, и тем, что сердцевина (61) сформирована из одной или из нескольких частей (65) сердцевины.

2. Стопорное кольцо по п.1, отличающееся тем, что стопорное кольцо (6) является кольцевой деталью, диаметр (d) которой увеличивается при достижении температурой заданного значения.

3. Стопорное кольцо по п.1, отличающееся тем, что стопорное кольцо (6) является кольцевой деталью, диаметр (d) которой уменьшается при достижении температурой заданного значения.

4. Стопорное кольцо но любому из пп.1-3, отличающееся тем, что часть (62) из обвитой проволоки выполнена из пружинного материала, в то время как сердцевина (61) содержит сплав с памятью формы.

5. Стопорное кольцо по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что сердцевина (61) выполнена из пружинного материала, в то время как часть (62) из обвитой проволоки содержит сплав с памятью формы.

6. Стопорное кольцо по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что часть (62) из обвитой проволоки выполнена из стали, в то время как сердцевина (61) содержит сплав с памятью формы.

7. Стопорное кольцо по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что сердцевина (61) выполнена из стали, в то время как часть (62) из обвитой проволоки содержит сплав с памятью формы.

8. Стопорное кольцо по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что сердцевина содержит несколько жил из сплава с памятью формы.

9. Стопорное кольцо по п.1, отличающееся тем, что сердцевина (61) стопорного кольца (6) или часть (62) из обвитой проволоки стопорного кольца (6), содержащая сплав с памятью формы, функционирует также в качестве нагревательного элемента, осуществляющего деформацию, в случае переключения через него электрического тока.