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In Anlehnung an das Tempcore-Verfahren wurde an wärmebehandeltem Stabstahl das Zugverfestigungsverhalten des Kernes, der Außenhaut sowie dem gesamten Stab experimentell und numerisch ermittelt. Es zeigte sich, dass die Dehnungen am Kern und am äußeren Rand gleich sind und der Einfluss des Kerngefüges entscheidend für den Beginn der Einschnürung in der Außenhaut ist. Eine Verbesserung der Eigenschaften des Kerngefüges kann somit die Bruchempfindlichkeit des gesamten Stabes reduzieren.
Der Einsatz von adaptiv arbeitenden Sicherheitssystemen im Kraftfahrzeugbereich wird ständig zunehmen. Im vorliegenden Projekt soll ein einfach arbeitendes und schnellschaltendendes Aktorprinzip mit Hilfe des Einsatzes von Formgedächtniselementen realisiert werden. Ein solch kostengünstiges und sehr sicher arbeitendes System wird nicht nur vorhandene teure und aufwendige Systeme ersetzen können, sondern es wird auch durch die hohe Integrierbarkeit und günstige Recyclebarkeit den Einsatz von Aktoren im Kraftfahrzeugbereich erhöhen. Gegenstand dieses Projektes ist die werkstoffkundliche Entwicklung eines adaptiven Sicherheitssystems mit Formgedächtnislegierungen zum Einsatz in Kraftfahrzeugen. Durch die spontane Umwandlung der FGL beim Überschreiten einer kritischen Temperatur, können sehr schnell und funktionssicher Linearbewegungen ausgeführt werden. Das Problem der Langzeitstabilität des Formgedächtniseffektes soll in diesem Forschungsvorhaben betrachtet werden. Hierzu werden durch Auslagerungsversuche sowohl die Auswirkungen von Ausscheidungen, als auch die metallkundlichen Hintergründe für die Entstehung der Ausscheidungen betrachtet. Durch die Kenntnis der ablaufenden Vorgänge sollte es möglich sein Legierungen einzusetzen, welche die erforderliche Langzeitstabilität aufweisen. In einem weiteren Projektschritt sollen Schnellerwärmungssysteme entwickelt und erprobt werden, die es ermöglichen mit dem vorhandenen Bordstromnetz eine schnellstmögliche und sichere Erwärmung der FG-Elemente zu gewährleisten.
In the automotive industry a strong effort has been undertaken to reduce the weight of modern vehicles. In order to reduce the energy consumption and to improve the environmental sustainability, the importance of weight reduction activities is even growing faster. As lightweight designing is becoming more and more expensive and show less potential savings, new approaches are needed. One promising technology could be the use of shape memory elements. In the last years a lot of potential application possibilities were presented, demonstrating the benefit of these functional elements in automotive design solutions: they often reduce complexity, weight and design space of an actuation device and enable new functions. In addition they work silently and are therefore ideally suitable for comfort applications in the passenger cabin. Because of the current trend to electric vehicle the hitherto existing drawback of a high electrical energy consumption of shape memory actuators in some design proposals is not given any more.
Ziel dieses Projektes war die Entwicklung eines Linearantriebes mittels Formge-dächtnislegierungen (FGL) zur Knochenverlängerung und Defektüberbrückung ent-sprechend der Methode nach Betz und Baumgart. Der zu entwickelnde Linearantrieb sollte im Idealfall folgende Eigenschaften aufweisen: • mechanisch einfach aufgebaut • leicht zu miniaturisieren • großer Arbeitsweg • variable Positionierung • hohe Leistung • kostengünstig Zur Entwicklung eines derartigen FG-Marknagels sollten die folgenden Teilprobleme gelöst werden: • Auswahl einer geeigneten FGL zur Realisierung der benötigten Kräfte innerhalb der möglichen Temperaturdifferenz • Auswahl der Heizspirale und Messung der Aufheiztemperaturen an der Marknagel-oberfläche • Ausarbeiten der konstruktiven Lösung hinsichtlich der ermittelten Werte bezüglich des Verhältnisses Kraft/Weg • Werkstoffauswahl hinsichtlich der Implantierbarkeit, der Schweißbarkeit mit Laser und der Aufheizung • Mechanische Sicherung (Arretiermechanismus) bei Belastung der Extremität durch den Patienten und Entwicklung eines Rückstellmechanismus • Verbindungstechnik der Komponenten • Erprobung der entwickelten Prototypen in Labortests
