Schadensvermeidung
Die Fachzeitschrift für Nickel und seine Anwendungen
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IN DIESEM PATENT wird die Motorhaube (12) eines Autos durch einen Stab (24) angehoben, der mit einem
sogenannten 'aktiven' Werkstoff (18) wie z. B. NiTiNOL verbunden ist. Die Formgedächtnislegierung ist über
ein Verbindungsstück (22) mit einem Gerät verbunden, das sie durch ein Temperatursignal aktiviert. Bei einem
Aufprall sendet das Aktivierungsgerät ein elektrisches Signal an die Formgedächtnislegierung, wodurch sich
ihre Temperatur ändert. Die Formgedächtnislegierung zieht sich dadurch zusammen, was dazu führt, dass sich
der Abstand (20) zwischen der Motorhaube und dem Motor (16) durch Drehung um einen Scharnierpunkt (14)
erhöht.
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ZERKNAUTSCHTE MOTORHAUBEN wie diese könnten zu geringerer Beschädigung des Motors führen, wenn die
Motorhaube bei einem Aufprall angehoben würde.
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Unser Nickel-Patent des Monats könnte das Autofahren sicherer machen
Von Dean Jobb
Nickel Magazine, Juli 2006 -- Eine Nickellegierung könnte fester Bestandteil eines neu patentierten Mechanismus werden, mit dem Motorhauben, Kofferraumdeckel und andere Fahrzeugteile widerstandsfähiger gegen Schäden infolge Aufprall werden.
General Motors (GM) wurde im Juni 2006 ein Patent für einen Anhebmechanismus für die Motorhaube erteilt. In diesem Patent werden sogenannte „aktive Werkstoffe“ zum Anheben und Umlegen von Teilen eines Fahrzeugs bei einer Aktivierung der Aufprallsensoren verwendet. Durch Hinzugabe einer Formgedächtnislegierung – Nitinol ( N01555), eine gleichanteilige Mischung von Nickel und Titan, gehört zu den bevorzugten Legierungen – könnten die Bauteile bei kleineren Aufprallunfällen ihre ursprüngliche Form wieder annehmen. Dadurch ließen sich teure Reparaturen vermeiden.
In dem beim US-amerikanischen Patentamt eingereichten Dokument bemerkt GM, dass Motorhauben und andere mit Scharnieren versehene Fahrzeugbauteile aus dünnem Blech bestehen, das durch gestanzte Rippen verstärkt wird. Bemühungen, Fahrzeuge aerodynamischer und kraftstoffeffizienter sowie schnittiger und eleganter zu machen, erfordern, dass der Abstand zwischen Motorhaube und den darunter liegenden Motorteilen möglichst klein ist.
Bei einem Zusammenstoß kann die Motorhaube nicht soviel Aufprallenergie aufnehmen, bevor sie sich ausbuchtet. An dieser Stelle kommt der Motorhaubenheber zum Tragen: Aktiviert durch die Stoßsensoren erhöht er den Zwischenraum zwischen der Motorhaube und den darunterliegenden Motorteilen.
„Die Motorhaubenheber ändern die Ausrichtung der Motorhaube, indem sie diese über dem Motorraum anheben,“ bemerkt GM in seinem Patentdokument. (Bei den meisten Mechanismen wird die Motorhaube an einer Hinterkante angehoben, während sie an der Vorderkante an der Karosserie befestigt bleibt.) „Durch den größeren Zwischenraum kann durch Verformung des Blechs vor dem Ausbuchten mehr Energie aufgenommen werden.“
Es gibt allerdings einen Nachteil: Wenn der Hebemechanismus bei einem kleineren Aufprall ausgelöst wird, muss die Motorhaube ersetzt oder repariert werden. Die Hinzugabe von Formgedächtnislegierungen, die sich als Reaktion auf Temperaturänderungen verformen und die Verformung wieder rückgängig machen, bedeutet trotzdem, dass der Mechanismus seine ursprüngliche Form wieder annehmen kann, sobald die Aufprallsensoren deaktiviert werden.
Laut Patent könnte die Technologie auch beim Herstellen von Passagiertüren, Kofferraumdeckeln, Kraftstofftankdeckeln, Frachtluken und Hecktüren verwendet werden.
Millionen von Fahrzeugen könnten mit dem Hebemechanismus ausgerüstet werden. Nach Aussagen von GM-Mitarbeitern würde für jeden Hebemechanismus etwa 50 g nickelhaltiges Material benötigt.
Als Formgedächtnislegierung wird im Patent-Nr. 7,063,377 Nitinol spezifiziert. (NiTi ist der Handelsname für eine Nickel-Titan-Legierung; NOL ist die Abkürzung für Naval Ordnance Laboratory, in dem die Legierung in den sechziger Jahren entdeckt wurde.) Die Formgedächtnislegierung ist bei der in Kalifornien ansässigen Firma Shape Memory Applications Inc. erhältlich.
Das Patent spezifiziert außerdem Nickel-Aluminium- und Nickel-Gallium-Legierungen als mögliche Formgedächtniswerkstoffe, zusammen mit einer langen Liste von Legierungen mit Kupfer, Platin und Cadmium und Formgedächtnispolymeren wie Thermoplastik.
Das Patent wurde General Motors und der Universität von Michigan erteilt. Die Erfinder sind Diann Brei, John Redmond, Nathan A. Wilmot, Alan L. Browne, Nancy L. Johnson und Gary L. Jones.
Dean Jobb ist ein in Halifax (Neuschottland, Kanada) ansässiger freier Mitarbeiter.
FOTOS: istockphoto
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U.S. Patent Office |
