THEMA: Memory Draht - Anschlusskabel abgerissen

Hallo Manni,
der Memory-Draht kann leider nicht gelötet werden, wenn der aber noch fest in der Hülse sitzt, solltest du es mal versuchen können. Das dürfte so schnell gehen, dass er durch die Hitze keinen Schaden nimmt. Wie immer: Flussmittel benutzen und heiß, dafür möglichst kurz löten.

Viele Grüße
Carsten

... Danke Carsten,

hab's hingekriegt, die Schranke geht wieder.

Grüssla Manni

Falls noch jemand so ein Problem haben sollte oder vorhat, mit so einem "Memory-Draht" Funktionsmodelle zu bauen, möchte ich an dieser Stelle noch ein paar Infos und Tipps dazugeben. Ich habe mich mal im Rahmen eines Forschungsprojekts recht intensiv damit beschäftigt.

Die nahezu unsichtbaren "Muskeldrähte" eignen sich hervorragend für die filigransten Konstruktionen und sind eine gute, extrem platz- und gewichtssparende Alternative zu Servomotoren. Die Verarbeitung erfordert etwas Fingerspitzengefühl, ist aber schnell erlernt.

1. Material:
Memory-Draht besteht i.d.R. aus NITINOL. Das ist eine Nickel-Titanlegierung. Ein bekannter Handelsname ist FLEXINOL. Man macht sich einen Gedächtnismetalleffekt zu Nutze. Wenn Nitinol in Drahtform mechanisch ausgedehnt wird (je nach Materialstärke sind mehrere % ungewohnt einfach zu dehnen) verändert sich das Kristallgitter im Metall. Wird der Draht nun über eine bestimmte Schwellentemperatur erwärmt, verändert sich das Kristallgitter abermals und der Draht zieht sich mit großer Kraft wieder zusammen. Technisch für uns Modellbahner interessant sind extrem dünne Drähte, teilweise deutlich dünner als Haare. Auch diese Drähte entwickeln beim wieder-Zusammenziehen schon mehrere Newton (entspricht mehreren hundert Gramm) Zugkraft.

2. Ansteuerung:
Der Draht muss erwärmt werden, um arbeiten zu können.  Die Temperaturen hierfür müssen je nach Draht dem Datenblatt entnommen oder experimentell herausgefunden werden. In der Regel sollte die Schwellentemperatur zwischen 60 und 80 °C liegen. Die einfachste Methode, den Draht zu erwärmen ist, seine Leitfähigkeit auszunutzen und einen Strom durch ihn zu schicken. Analog einer Glühbirne fungiert der dünne Draht als ohmscher Wiederstand und erwärmt sich dabei. Aber Vorsicht, wird der Draht zu warm, wird er zerstört. Ein glühender Draht ist definitiv teurer Abfall.

3. Befestigung:
Nitinoldraht ist sehr spröde und bricht beim Knicken sofort. Selbst das Biegen in engen Radien verkraften die Drähte nicht. Die einzig brauchbare Befestigungsmethode ist das Crimpen, sprich Klemmen. Wie im Eingangspost bereits erwähnt, ist der Draht in eine nicht zu enge Schlaufe gelegt und dann mit einer Presshülse befestigt gewesen. Als ich damals zig Sachen ausprobiert habe bin in lustigerweise auf folgende Lösung gekommen (Fotos auf Wunsch):

Es wird benötigt:

Schienensteckverbinder Spur N (Idealerweise die von Arnold aus Neusilber?)
Tacker-Klammer
Seitenschneider
Anschlusskabel (Schaltdraht)
Lötkolben, Lötzinn
kleine Feile

Als erstes wird die Tacker-Klammer zu einer Schlaufe gebogen und in ein Ende des Steckverbinders gesteckt. Jeweils links und rechts in die "Blechrolle". Dazu muss die Klammer genau passend zurechtgebogen werden. mit dem Seitenschneider wird der Verbinder dann an mehreren Stellen über den Klammer-Enden zusammengequetscht. Dabei muss man gut zudrücken, dabei aber vorsichtig sein, um den Verbinder nicht zu zertrennen. Die Klammer ist nun fest eingequetscht und kann nicht mehr verrutschen. Nun feilt man auf der Unterseite des Verbinders die Oxidschicht auf der Hälfte, in der die Klammer steckt ab und lötet den Schaltdraht an.

Nun haben wir einen perfekten Anschluss-Verbinder - Rohling. Den Draht legt man nun vorsichtig in eine Schlaufe und schiebt diese auf der anderen Seite in den Steckverbinder. Dabei wird der Draht nicht geknickt und bricht nicht.  Diese Seite wird nun mit dem Seitenschneider ebenfalls an mehreren Stellen zusammengequetscht. Auch hier vorsichtig vorgehen, damit man sich nicht die ganze Arbeit "zerzwickt". Am anderen Drahtende wiederholen und wie erhalten einen "elektrischen Muskel". An den beiden Klammer-Augen kann der Draht an den beweglichen Bauteilen befestigt werden, ohne zu brechen und zwei Anschlussdrähte haben wir ebenfalls.

4. Vorspannung:

Der Draht kann sich zwar kraftvoll zusammenziehen, aber nicht ohne Einwirkung von Außen wieder auseinander ziehen. Deshalb sollte das bewegliche Bauteil den Draht, wenn dieser abkühlt mit Kraft auseinander ziehen. Entweder es hängt bereits ein entsprechendes Gewicht am Draht, dann geht es von selber oder man verwendet Federn (z.B. federharter Stahl, mit dem die Servos die Ruder an einem ferngesteuerten Flugzeug bewegen.) Die "Rückstellkraft" muss dabei aber kleiner sein, als die Kraft des Drahtes, damit dieser die Bewegung ausführen kann.

5. Die richtige Drahtlänge:
Je nachdem, wie weit die Bewegung sein soll, behilft man sich entweder mit einer Hebelkonstruktion oder macht den Draht entsprechend länger. Wie weit er dehnbar ist, kann dem Datenblatt entnommen werden. Üblich sind einige Prozent der Drahtlänge.

6. Die richtige Ansteuerungsspannung:
Hier ist Netzteil nützlich, bei dem die Spannung stufenlos eingestellt werden kann. Man dehnt den Draht nun vorsichtig aus und schließt das Netzteil an. Nun die Spannung vorsichtig aufdrehen, bis der Draht sich zusammenzieht. Netzteil ausschalten. Den Versuch mehrmals wiederholen und die richtige Spannung immer weiter eingrenzen.

Grundsätzlich gilt:
Je mehr Spannung, desto schneller wird der Draht warm und zieht sich wieder zusammen. Allerdings gehen hohe Temperaturen auf die Lebensdauer des Drahtes und bei Überhitzung wird er zerstört.


7.Bezugsquellen:
Mondotronics - USA http://bit.ly/1mBvAUd
no DNA https://nodna.de/Flexinol-Muskeldraht-verschiedene-Dicken-und-Laengen
http://www.muskeldraht.de