[发明专利]具有形状记忆的连接工具

说明书

本发明涉及一种用于提供至少两个连接合作部之间的刚性和/或非刚性连接的连接工具，其中，连接工具具有：至少一个第一区域，其经由刚性和/或非刚性连接与第一连接合作部接合；以及至少一个第二区域，其经由刚性和/或非刚性连接与至少第二连接合作部接合。本发明的目的在于实现一种连接工具，借助该连接工具能够以简单且廉价的方式提供至少两个连接合作部之间的刚性和/或非刚性连接，并且该连接工具满足高安全要求，连接工具的特征在于：连接工具的至少第二区域包括由具有形状记忆特性的铁合金构成的至少部分平整的材料形成的区域，并且当该区域被激活时，该区域通过改变形状来确保与第二连接合作部的刚性和/或非刚性连接。

技术领域

本发明涉及一种用于提供至少两个连接合作部之间的刚性和/或非刚性连接的连接工具，其中，连接工具具有：至少一个第一区域，其经由刚性和/或非刚性接合部与第一连接合作部接合；以及至少一个第二区域，其经由刚性和/或非刚性接合部与至少第二连接合作部接合。

背景技术

为了连接两个连接合作部，使用通常借助刚性和/或非刚性连接来提供连接合作部之间的固定连接的连接工具。这些实例是螺纹连接及插销等。然而，连接工具也可以用于在例如建筑领域中连接两个部件，以便将隧道衬砌固定至地面或岩石，或者连接不同的岩石层。此类连接工具称为岩锚或岩石锚杆。相应的连接部经常受到例如温度波动、负荷峰值及振动等环境影响，该连接部必须承受住这种环境影响，而不对连接部或部件造成损伤。连接工具在使用几年后还经常需要更换。到目前为止，安装和拆卸相应的连接工具是非常困难的，尤其是如果连接工具必须承受高负载(例如，隧道衬砌中的岩锚)。例如，美国专利US4,195,952公开了被插入岩石中的孔中并具有锥形变窄的内螺纹的岩锚。借助螺纹件来提供岩锚在岩石中的非刚性连接，在扩孔过程期间，螺纹件向外扩展该锥形内螺纹。该方案的缺点在于：首先，必须执行繁琐的螺纹旋拧过程，此外，该过程蕴藏如下风险：螺纹柄中的螺纹因力作用而自身断裂。例如，俄罗斯专利申请SU 1332029 A公开了一种利用材料的形状记忆特性的岩石层锚杆。然而，该岩石层锚杆的形状高度复杂并要求非常高的生产成本。俄罗斯专利申请SU 1454976 A所公开的安全支柱具有固定工具，该固定工具同样利用具有形状记忆特性的材料。然而，对所提供的给予两个连接合作部之间的重负载刚性和/或非刚性连接的连接工具而言，已知的安全支柱的非刚性接合区域或摩擦接合区域非常小。已知的安全支柱似乎不太可能提供较大的非刚性接合区域或摩擦接合区域。

发明内容

以此为出发点，本发明的目的是提供一种连接工具，借助该连接工具能够以简单且廉价的方式提供至少两个连接合作部之间的非刚性和/或刚性连接，并且该连接工具满足高安全要求。

根据本发明的教导，实现上述目的的特征在于：连接工具的至少第二区域包括由具有形状记忆特性的至少部分平整的材料形成的区域，并且当该区域被激活时，该区域通过改变形状来确保与第二连接合作部的刚性和/或非刚性连接。

在本情况下，应该理解的是，由具有形状记忆特性的铁合金构成的至少区域性平整或优选地完全平整的材料指的是如下材料：在初始状态下，该材料至少区域性平整并通过例如冷成型而进入成形状态。在例如辊压和/或弯曲状态等成形状态下，具有形状记忆特性的材料能够通过例如加热而被激活，使得材料因形状记忆特性而试图再次恢复至其平整的初始位置。因此，设置在连接工具的第二区域中的材料因激活而直径变大，从而可以实现与第二连接合作部的非刚性和/或刚性连接。

作为具有形状记忆特性的材料，至少部分地设置有由铁合金构成的形状记忆合金。具体而言，铁基形状记忆合金能够提供相对高的非刚性或刚性连接力并具有相对高的激活温度。

例如，使用铁-锰-硅基形状记忆合金、铁-锰-硅-铬基形状记忆合金或铁-锰-硅-铬-镍基形状记忆合金作为形状记忆合金。因为上述铁系合金相对于其他合金系更为便宜，所以铁系合金能够在大规模生产中使用。此外，铁基系合金提供了通过高效感应加热来确保激活形状记忆特性的可能性，使得能够以特别简单的方式来实现激活。未在上文具体提及的其他铁基合金具有相似的性能。