[發明專利]具有形狀記憶的連接工具

有效

• 申請號: 201380073502.0
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN105026687B
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 賴納·費克特-海嫩;洛塔爾·帕特博格;約瑟夫·格奧爾格·克芬赫爾斯特;安德烈亞斯·科特;托馬斯·弗拉斯坎普;瓦妮莎·克勒澤;埃里克·希爾弗里奇
• 申請（專利權）人: 蒂森克虜伯鋼鐵歐洲股份公司
• 主分類號: E21D21/00
• 分類號: E21D21/00;F16B1/00
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 顧紅霞;何勝勇

本發明涉及一種用于提供至少兩個連接合作部之間的剛性和/或非剛性連接的連接工具，其中，連接工具具有：至少一個第一區域，其經由剛性和/或非剛性連接與第一連接合作部接合；以及至少一個第二區域，其經由剛性和/或非剛性連接與至少第二連接合作部接合。本發明的目的在于實現一種連接工具，借助該連接工具能夠以簡單且廉價的方式提供至少兩個連接合作部之間的剛性和/或非剛性連接，并且該連接工具滿足高安全要求，連接工具的特征在于：連接工具的至少第二區域包括由具有形狀記憶特性的鐵合金構成的至少部分平整的材料形成的區域，并且當該區域被激活時，該區域通過改變形狀來確保與第二連接合作部的剛性和/或非剛性連接。

技術領域

本發明涉及一種用于提供至少兩個連接合作部之間的剛性和/或非剛性連接的連接工具，其中，連接工具具有：至少一個第一區域，其經由剛性和/或非剛性接合部與第一連接合作部接合；以及至少一個第二區域，其經由剛性和/或非剛性接合部與至少第二連接合作部接合。

背景技術

為了連接兩個連接合作部，使用通常借助剛性和/或非剛性連接來提供連接合作部之間的固定連接的連接工具。這些實例是螺紋連接及插銷等。然而，連接工具也可以用于在例如建筑領域中連接兩個部件，以便將隧道襯砌固定至地面或巖石，或者連接不同的巖石層。此類連接工具稱為巖錨或巖石錨桿。相應的連接部經常受到例如溫度波動、負荷峰值及振動等環境影響，該連接部必須承受住這種環境影響，而不對連接部或部件造成損傷。連接工具在使用幾年后還經常需要更換。到目前為止，安裝和拆卸相應的連接工具是非常困難的，尤其是如果連接工具必須承受高負載(例如，隧道襯砌中的巖錨)。例如，美國專利US4,195,952公開了被插入巖石中的孔中并具有錐形變窄的內螺紋的巖錨。借助螺紋件來提供巖錨在巖石中的非剛性連接，在擴孔過程期間，螺紋件向外擴展該錐形內螺紋。該方案的缺點在于：首先，必須執行繁瑣的螺紋旋擰過程，此外，該過程蘊藏如下風險：螺紋柄中的螺紋因力作用而自身斷裂。例如，俄羅斯專利申請SU 1332029 A公開了一種利用材料的形狀記憶特性的巖石層錨桿。然而，該巖石層錨桿的形狀高度復雜并要求非常高的生產成本。俄羅斯專利申請SU 1454976 A所公開的安全支柱具有固定工具，該固定工具同樣利用具有形狀記憶特性的材料。然而，對所提供的給予兩個連接合作部之間的重負載剛性和/或非剛性連接的連接工具而言，已知的安全支柱的非剛性接合區域或摩擦接合區域非常小。已知的安全支柱似乎不太可能提供較大的非剛性接合區域或摩擦接合區域。

發明內容

以此為出發點，本發明的目的是提供一種連接工具，借助該連接工具能夠以簡單且廉價的方式提供至少兩個連接合作部之間的非剛性和/或剛性連接，并且該連接工具滿足高安全要求。

根據本發明的教導，實現上述目的的特征在于：連接工具的至少第二區域包括由具有形狀記憶特性的至少部分平整的材料形成的區域，并且當該區域被激活時，該區域通過改變形狀來確保與第二連接合作部的剛性和/或非剛性連接。

在本情況下，應該理解的是，由具有形狀記憶特性的鐵合金構成的至少區域性平整或優選地完全平整的材料指的是如下材料：在初始狀態下，該材料至少區域性平整并通過例如冷成型而進入成形狀態。在例如輥壓和/或彎曲狀態等成形狀態下，具有形狀記憶特性的材料能夠通過例如加熱而被激活，使得材料因形狀記憶特性而試圖再次恢復至其平整的初始位置。因此，設置在連接工具的第二區域中的材料因激活而直徑變大，從而可以實現與第二連接合作部的非剛性和/或剛性連接。

作為具有形狀記憶特性的材料，至少部分地設置有由鐵合金構成的形狀記憶合金。具體而言，鐵基形狀記憶合金能夠提供相對高的非剛性或剛性連接力并具有相對高的激活溫度。

例如，使用鐵-錳-硅基形狀記憶合金、鐵-錳-硅-鉻基形狀記憶合金或鐵-錳-硅-鉻-鎳基形狀記憶合金作為形狀記憶合金。因為上述鐵系合金相對于其他合金系更為便宜，所以鐵系合金能夠在大規模生產中使用。此外，鐵基系合金提供了通過高效感應加熱來確保激活形狀記憶特性的可能性，使得能夠以特別簡單的方式來實現激活。未在上文具體提及的其他鐵基合金具有相似的性能。