连接元件、加固件、以及连接元件的用途的制作方法

本发明涉及一种用于将第一部件与第二部件进行压入配合和/或形状配合连接的连接元件。此外，本发明涉及一种加固件、以及连接元件的用途。

背景技术：

1、在本发明的范围内，部件可以被理解为是来自建筑施工、土木工程、工业设备工程、造船和/或钢结构等领域的部件。术语部件可能不涵盖电子部件。

2、混凝土零件通常需要设置有加固件。加固件可以包括至少一个加固元件。通常，存在将一个加固元件连接到另一加固元件的问题。

3、迄今为止，这种连接通常需要对加固元件的至少一个端部进行加工。特别地，迄今为止，有必要形成至少一个螺纹或对端部进行镦锻。这些加工操作与大量的努力相关联并且经常需要重型和昂贵的设备。此外，具有螺纹的解决方案的缺点是加固元件通常必须在配合期间旋转。

4、进一步替代性方案在于连接元件的用途，该连接元件需要被按压以连接要连接的部件。然而，为此所需的压制工具通常非常重，并且在通常受约束的条件下很难使用或有时甚至根本无法使用。

技术实现思路

1、因此，本发明的目标是提供允许一个部件以简单并且仍牢固的方式连接到另一部件的装置。

2、通过连接元件来实现该目标，该连接元件用于将第一部件与第二部件进行压入配合和/或形状配合连接，该连接元件包括具有形状记忆材料的连接部分。

3、形状记忆材料可以是这样一种材料，它从起始几何形状开始，作为激活过程的结果而具有将其自身自动地重新成形成目标几何形状的趋势。在下文中，这种趋势被称为形状记忆效应。特别优选地，起始几何形状和/或目标几何形状可以赋予由形状记忆材料制成的元件。目标几何形状是否实际上实现在这里可以取决于外部情况、特别是外部几何约束。优选地，在阻止实现目标几何形状的约束的情况下，形状记忆材料被配置成对产生约束的本体施加对应的力和/或压力。

4、本发明是基于通过利用形状记忆效应允许免工具或至少很大程度上免工具配合的理念。特别地，形状记忆效应可以取代借助于压制工具对连接部分进行其他必要的按压。连接元件的用户因此只需要激活连接元件并且特别是形状记忆材料，这与设备或动力工具的先前传统使用相比能够是特别地简单的。激活还可以在难以到达的位置处进行。

5、为了建立两个部件之间所期望的连接，所有所需的是能够快速执行的少量初步工作。因此，特别是当旨在建立大量连接时，可以实现特别高的生产率。

6、由于形状记忆效应是形状记忆材料的固有趋势，因此可以在很大程度上排除用户所做出的操作错误，例如按压过弱或按压连接元件的不合适的点，并且因此可以特别可靠地建立两个部件之间的连接。

7、形状记忆材料可以是可热激活的。特别地，该形状记忆材料可以被设计成通过(特别是从正常温度开始)短暂的加热(例如在几秒的范围内，例如在从5秒到50秒的范围内)来激活。

8、在这种情况下，当形状记忆材料具有高于室温、优选地高于100℃、特别优选地高于140℃并且更优选地至少高达170℃的激活温度时，这是特别有利的。因此，该形状记忆材料可以通过被加热到高于正常室温、优选地高于100℃、特别优选地高于140℃并且更优选地至少高达170℃的温度来激活。甚至在大约200℃的温度下激活是可想象到的。在这种情况下，正常室温可以与上文提到的正常温度相对应。该正常室温可以优选地在5℃与25℃之间的范围内，例如20℃。因此，可以在正常环境温度下建立连接。

9、在一个类别的实施例中，形状记忆材料可以是可磁性激活的，使得为了激活，将磁体(例如条形磁体)带到形状记忆材料附近就足够了。即使在非常不同的环境条件下，例如即使在高湿度下，这种激活也是特别容易实现的。

10、形状记忆材料可以包括铁基形状记忆合金。例如，这种铁基形状记忆合金可以包含铁和锰、硅、铬和/或镍。[这里可能提到具有合金含量的优选合金]。这种铁基形状记忆合金是充分地并且成本有效地可用的。这些合金的形状记忆效应可以带来相对高的夹紧力和/或夹紧压力。这些合金可以是可热激活的，特别是在高于室温的温度下是如此的。

11、当连接部分被配置成接收加固元件(例如加强筋)时，出现特别是在建筑施工和/或土木工程领域中的多种可能的用途。

12、优选地，至少连接部分可以是套筒状的。连接部分因此可以具有两个敞开端。然后，可以至少将在各自情况下要连接的部件的端部之一引入到在各自情况下敞开端之一中。特别优选地，整个连接元件是套筒状的，使得连接元件占用相对小的空间以便建立连接。

13、这种套筒形状特别适合于要连接的两个部件的笔直连接。例如，杆状加强筋因此可以通过第二杆状加强筋来延伸。其他优选地管状形状也是可想象到的。因此，连接元件可以呈成角度的管的形式，以用于跨拐角连接两个部件。该连接元件也可以是t形或十字形的，特别是呈t形或十字形管的形式，以便将三个部件或分别将四个部件彼此连接。

14、一般来说，连接元件可以被设计成将两个或更多个部件彼此连接。为此，连接元件、特别是连接部分可以具有适当数量的敞开端。

15、特别优选本发明的实施例，其中，连接部分具有至少一个锥体、特别是内锥体。优选地，连接部分可以具有至少两个锥体、特别是在两个端的锥体。该连接部分可以周向地围封部件中的至少一个部件。锥体的最小内径可以等于或基本上等于要引入到连接部分中的部件或其端部的典型直径。

16、锥体使得可以将部件、特别是其要引入的端部无间隙或基本上无间隙地引入到连接部分中。这允许以特别高的夹紧力或夹紧压力进行压入配合。另外，可以均匀地引入夹紧力或夹紧压力；因此可以避免作用于要引入的部件的局部应力峰值。锥体也允许连接元件的特别多样化的使用，特别是对于不同种类和/或尺寸的部件是如此的。

17、一般来说，连接部分的敞开端中的一个或多个可以设置有内锥体。

18、用于设置可实现的夹紧应力或夹紧压力的设计特征由锥体的斜率引起，特别是取决于所使用的形状记忆材料。

19、在这种情况下，至多10％、优选地至多5％、特别是至多3％、特别优选地至多2％的锥体斜率已被证明是特别有利的。为了实现锥形形状的充分作用，锥体斜率也可以是至少0.1％、特别是至少0.5％。

20、进一步设计特征在于锥体的长度。锥体的长度可以特别地取决于要连接的部件中的至少一个部件的类型来选择。在这里，可以考虑到传统部件展现特别是在要引入的端部的厚度和/或直径方面的公差。该长度特别地可以是这样的：即使在部件在容许公差的极限的情况下，仍然可以获得用于产生足够的夹紧应力或足够的夹紧压力所必要的剩余夹紧长度。

21、优选地，连接元件、特别是其连接部分还可以被设计成使得被激活的连接部分的夹紧力大于要连接的部件中的至少一个部件的特别典型的和/或最大的抗拉强度。为此，连接元件可以被设计成连接一个或多个类别的部件。这可以特别地利用0.5％与1％之间的锥体斜率来实现。

22、在开篇提到的连接目标特别地在特别是用于加固混凝土的加固件的情况下实现。连接元件的有利类别因此可以被设计成将加固元件作为第一部件连接到第二部件，该第二部件可以同样优选地是加固元件。例如，加固元件可以是加强筋。

23、如上文所指示的，至少对于某些形状记忆材料，可进行热激活。如果这些形状记忆材料是导电的，则它们可以特别简单地被电加热，并且因此被激活。使用电池运行和/或电网运行激活装置进行激活对于连接元件的用户来说是可以想象的。激活装置可以被设计成在连接元件中、特别是在连接部分中产生电流。为此，激活装置可以被设计成在连接元件的两个不同的点之间产生电压。替代性地或附加地，激活装置可以被设计成通过感应产生电流。

24、如果至少连接部分是电绝缘的，则电加热可以集中于要激活的形状记忆材料。电绝缘可以另外地减少或避免腐蚀效应。电绝缘可以形成在连接元件、特别是连接部分的接触面区域中，连接元件利用这些接触面区域与连接在一起的部件接触。在套筒状连接部分的情况下，该电绝缘特别地可以是连接部分的内侧。

25、当连接部分、特别是连接部分的内侧具有结构化表面部分时，可以改进形状配合和/或压入配合。可以另外地形成结构化表面部分，以便与要连接的部件中的至少一个部件或至少其要引入的端部的表面互补或基本上互补。一般来说，结构化表面部分可以是粗糙的。

26、为了避免在现场(例如在施工侧)的初步工作，连接元件、特别是其连接部分并且在这种情况下至少是形状记忆材料可以是预先伸长的。套筒状连接部分可以另外地径向地扩展，即可以增加其直径。这种预先伸长的状态可以与起始几何形状相对应。在激活之后，形状记忆材料因此往往会采用更紧密的几何形状作为目标几何形状，使得位于连接部分中的部件通过形式配合和/或压入配合来连接。

27、本发明的范围还覆盖特别是用于加固混凝土零件的加固件，该加固件包括加固元件，在该加固元件上布置有根据本发明的连接元件。第二元件、特别是第二加固元件可以以特别简单和牢固的方式附接到这种加固件，其中，第二部件被引入到连接元件的连接部分中并且随后激活连接部分的形状记忆材料。

28、本发明还涵盖连接元件的用途，该连接元件具有用于将两个部件、特别是至少一个加固元件和另一部件压入配合和/或形状配合连接的铁基形状记忆合金。该另一部件可以是第二加固元件。通过加固元件，至少一个特别是用于加固混凝土零件的加固件可以是可生产的和/或被生产。

29、为此，特别地，可以使用根据本发明的上文描述的连接元件之一。

30、如果使用具有铁基形状记忆合金的连接元件，则可以将铁基形状记忆合金加热到至少100℃、优选地130℃至230℃、特别优选地160℃至200℃以进行激活。

31、取决于形状记忆材料，可以避免过热(例如大大高于200℃、例如高于250℃)，以便不减少或不显著减少可实现的夹紧力或夹紧压力。

32、特别优选一种用途，其中，物理地(特别是通过电流和/或通过相变)、化学地(特别是通过生热化学反应)和/或通过热物质(特别是热气体)来激活形状记忆材料、特别是铁基形状记忆合金。对于借助于相变的物理加热，充电的或至少可充电的潜热储存器可以布置和/或可布置在连接元件上。为了激活形状记忆材料，可以例如通过机械脉冲激活先前充电的潜热储存器，使得释放用于激活形状记忆材料的热量。对于化学的、特别是热化学的激活，化学活性材料(例如，铝热剂混合物)可以布置和/或可布置在连接元件上。可以启动与化学活性材料相关联的反应，以便以这种方式依次激活形状记忆材料。特别是当使用高放热材料(例如，铝热剂混合物)时，除了或代替压入配合和/或形状配合，还能够建立形状配合。

33、可以使用上文描述的激活装置、特别地通过施加电压和/或以电感方式进行通过电流的激活。可以通过使用由气体燃烧器产生的热废气进行通过热气体的激活。

34、可以在施工现场上、特别是建筑工地和/或土木工程工地上使用。

35、为了使用，形状记忆材料可以在被激活之前是预先伸长和/或预加应力的。

36、可以在-50℃与50℃之间的范围内、特别是在5℃至25℃的环境温度下进行使用。

37、本发明的进一步特征和优点从以下参照附图的本发明示例性实施例的详细描述中以及从权利要求中显现出来，这些附图示出了本发明必不可少的细节。在此所示的特征不一定要被理解为是真实比例，并且是以使得根据本发明的特殊特征能够清晰可见的方式示出的。在本发明的变型中，各种特征可以是以其本身单独地实现的，或是以任何组合形式集合地实现的。

38、在示意图中，在以下描述中更详细地示出并解释了本发明的示例性实施例。