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Die
Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung und ein Verfahren zum Halten
eines Gegenstandes oder einer Person, mit einem Folienbehältnis, das
einen im wesentlichen gasdichten und evakuierbaren Innenraum aufweist,
in dem ein Granulat aufgenommen ist, wobei die Haltevorrichtung
im noch nicht evakuierten Zustand verformbar und an den Gegenstand
anlegbar ist, und wobei das Folienbehältnis und das Granulat im evakuierten
Zustand einen im wesentlichen formstabilen Formkörper mit einer an den Gegenstand
angepassten Kontur bilden.
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Haltevorrichtung
werden beispielsweise auf dem Gebiet der Verpackungstechnik verwendet,
um Gegenstände
vor Beschädigungen
durch Druck, Stößen oder
dergleichen zu schützen.
Man verwendet beispielsweise mit Luft gefüllte kissenartige Verpackungsmittel,
Formkörper
aus Styropor oder dergleichen. Für
diesen Styropor-Formkörper
müssen
jeweils Formen hergestellt werden, was aufwendig ist. Wenn beispielsweise
nur kleine Serien von zu verpackenden Gegenständen verpackt werden müssen, müssen für die jeweiligen
Serien eigens Styropor-Verpackungsformkörper gefertigt werden. Ferner müssen diese
Styropor-Formkörper
in einem Lager vorgehalten werden, wo sie erheblich Platz beanspruchen.
Ein Recycling ist nur schwer möglich.
Häufig
wird das Verpackungsmaterial vernichtet oder beispielsweise durch
Schreddern wieder zerkleinert. Eine einfache Wiederverwendungsmöglichkeit
ist nicht gegeben.
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Eine
Haltevorrichtung der eingangs genannten Art ist z.B. aus dem Gebrauchsmuster
DE 296 08 481 U1 bekannt.
Dort wird erläutert,
dass die Kunststoffhülle
eine hohe Vakuumdichtigkeit aufweist. Es wird beispielsweise eine
mehrschichtige Hülle
mit ei ner Metallschicht als Diffusionsbarriere vorgeschlagen. Zudem
wird diese Metallschicht mit einer Kunststoffschicht bedampft, um
eine hohe Resistenz gegen mechanische und chemische Einflüsse zu realisieren
und zugleich eine große
Vakuumdichtigkeit zu erzielen, damit die Haltevorrichtung den Evakuierungszustand
langfristig und somit die gewünschte Formstabilität und Halte-Eigenschaft beibehält.
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Im
US-Patent 5,009,318 A wird vorgeschlagen, einen Sack bzw. ein Folienbehältnis dicht
zu verschließen,
beispielsweise durch Hochfrequenzschweißen oder Heißverschweißen. Ferner
ist das Folienbehältnis
segmentiert.
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Das
US-Patent 5,515,975 A erwähnt
Granulatkörner,
die Stärke
enthalten, beispielsweise aus Getreide oder Kartoffeln.
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Die
deutsche Offenlegungsschrift
DE 44 23 755 A1 betrifft eine Haltevorrichtung,
deren äußere Formhülle besonders
fest sein soll, um eine Extremität
bzw. ein Körperteil
eines Verletzten besonders gut zu fixieren. Eine Polsterschicht,
die zusätzlich
zu dem formstabilen Körper
vorgesehen ist, ermöglicht
eine Feinanpassung zur Komforterhöhung bzw. zur Anpassung an
den Heilungsprozess. Die äußere Formhülle verbleibt
in einem festgelegten Zustand und ist evakuiert.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Formstabilität bei einer
Haltevorrichtung der eingangs genannten Art zu verbessern. Ferner
ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein entsprechendes Verfahren
zum Halten eines Gegenstandes bereitzustellen.
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Zur
Lösung
der Aufgabe werden eine Haltevorrichtung gemäß der technischen Lehre des
Anspruchs 1 und ein Verfahren gemäß der technischen Lehre eines
weiteren unabhängigen
Anspruchs vorgeschlagen.
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Es
ist eine Verklebung der Granulatkörner vorgesehen. Diese Verklebung
kann beispielsweise thermisch, zum Beispiel durch Wärme oder
Kältebeaufschlagung,
durch Bestrahlung, z.B. mittels UV-Strahlen, durch Unterdruck- oder Überdruckbeaufschlagung
erfolgen. Die Granulatkörner
werden dann zumindest teilweise miteinander verschweißt oder
verklebt. Auch eine Beaufschlagung mit Überdruck oder ein Einbringen
von Klebstoff ist zweckmäßig. Beispielsweise
wird der Klebstoff kurz vor der Evakuierung des Folienbehältnisses
in den Innenraum eingebracht. Nach der Evakuierung wird eine kurze
Zeit gewartet bis der Klebstoff die Granulatkörner miteinander verbindet.
Sodann ist es zwar möglich,
nicht aber erforderlich, das Folienbehältnis im evakuierten Zustand
zu verschließen.
Eine weitere zweckmäßige Variante
der Erfindung sieht vor, dass der Klebstoff in granulatartigen,
dem Granulat beigemischten Behältnissen
untergebracht ist. Diese Behältnisse
sind sozusagen kleine Ampullen, die den Klebstoff enthalten. Wenn
das Folienbehältnis
evakuiert wird, drückt
das Granulat auf die Behältnisse,
so dass diese aufplatzen und der Klebstoff in das Granulat austritt
und die Granulatkörner
verklebt.
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Die
Haltevorrichtung ist einfach herzustellen, insbesondere können ihre
Bestandteile, nämlich
ein Folienbehältnis,
das Granulat sowie Mittel zum Evakuieren jeweils separat bereit
gestellt werden. Beispielsweise kann man unterschiedliche Größen von Folienbehältnissen,
z.B. in Gestalt von Foliensäcken, Folienschläuchen oder
dergleichen bereitstellen, um unterschiedlich große oder
geformte Gegenstände bzw.
Personen zu halten. Der Begriff "halten" ist dabei in einem
sehr weiten Sinne zu verstehen. Beispielsweise kann man mit der
Haltevorrichtung eine Stütze
herstellen, um ein Gegenstand zu stützen. Ferner ist es möglich, dass
eine erfindungsgemäße Haltevorrichtung
einen Gegenstand ganz oder im wesentlichen vollständig umgibt,
so dass dieser optimal geschützt
ist.
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Die
erfindungsgemäße Haltevorrichtung
bildet sozusagen eine Negativform und eignet sich in hervorragender
Weise zum Halten, Stützen
und Transportieren von stoßempfindlichen
Teilen. Verwendet man ein im wesentlichen formbeständiges, festes
Granulat, ist die Haltevorrichtung sehr formstabil. Es ist aber
auch möglich,
eine weichere, zumindest in manchen Bereichen weichere Haltevorrichtung
zu schaffen, indem man ganz oder partiell weicheres Granulat verwendet.
Eine als Verpackungsmittel ausgestaltete erfindungsgemäße Haltevorrichtung
ist ohne weiteres recycelbar, indem man am Zielort, nach dem Auspacken
des Gegenstandes, das Folienbehältnis öffnet, z.B.
aufschneidet, und das Granulat wieder verwendet. Das Folienbehältnis kann
recycelt werden.
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Neben
dem Gebiet der Verpackungstechnik gibt es auch weitere, vorteilhafte
Anwendungsgebiete für
die Erfindung. Beispielsweise kann die erfindungsgemäße Haltevorrichtung
einen Bestandteil einer Werkstückhalterung
bilden. Ein zu bearbeitendes und/oder zu reparierendes Werkstück, beispielsweise
eine Bohrmaschine oder dergleichen, kann durch die Haltevorrichtung
in einer vor bestimmten Position fixiert werden. Der Foliensack,
der im nicht evakuierten Zustand verformbar ist, umgibt die Maschine ganz
oder teilweise. Sodann erzeugt man ein Vakuum, wobei das Folienbehältnis das
Granulat sozusagen zusammendrückt
oder zusammenpresst und sich zugleich als eine Art Negativform an
das zu fixierende Werkstück,
im vorliegenden Fall die Maschine, anlegt. Zur weiteren Verbesserung
der Fixierung kann das Folienbehältnis
auch vor der Evakuierung mittels eines Stützelementes, insbesondere eines Formkastens,
gehalten werden.
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Ein
weiteres vorteilhaftes Anwendungsgebiet sind beispielsweise Sitz-
oder Liegemöbel,
insbesondere Automobilsitze. Die erfindungsgemäße Haltevorrichtung ist beispielsweise
an einer Auflagefläche
und/oder einer Lehnenfläche
des Sitz-/Liegemöbels
angeordnet. Eine Person setzt sich bzw. legt sich auf das erfindungsgemäße Möbel. Dann
wird die Luft evakuiert, so dass eine optimal an die Person angepasste
Sitz- oder Liegeauflage entsteht. Beispielsweise ist es auf diesem
Wege möglich,
einen ergonomisch optimal angepassten Schalensitz zu gestalten.
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Zum
Verschließen
des Folienbehältnisses nach
dem Evakuieren werden verschiedene Möglichkeiten vorgeschlagen,
nämlich
beispielsweise Verschweißen,
Verkleben oder Verschließen
mit Hilfe einer wieder-verschließbaren Verschlusseinrichtung, z.B.
mit einem Absaug-Ventil.
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Das
Folienbehältnis
kann im Grunde genommen verschiedenartige Gestalten aufweisen, beispielsweise
eine schlauchartige oder eine sackartige. Ferner ist eine Ausgestaltung
als eine Umhüllung
des zu haltenden Gegenstandes zweckmäßig.
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Eine
weitere vorteilhafte Variante der Erfindung sieht vor, dass der
Innenraum in mehrere Kammern unterteilt ist. Die Kammern sind vorteilhafterweise
zumindest teilweise gasdurchlässig
miteinander verbunden, so dass beim Evakuieren das Gas bzw. die Luft
aus allen miteinander verbundenen Kammern gleichzeitig an einer
Stelle abgesaugt werden kann. Es ist allerdings zweckmäßig, dass
die Kammern für
das Granulat nicht oder im wesentlichen nicht durchlässig nebeneinander
angeordnet sind, so dass das Granulat, das sich in einer Kammer befindet,
beim Evakuieren bzw. beim späteren
Gebrauch der zu einem Formkörper
verfestigten Haltevorrichtung im wesentlichen an ihrer Position
in der ihnen jeweils zugeordneten Kammer bleiben. An dieser Stelle
sei bemerkt, dass selbstverständlich
die erfindungsgemäße Haltevorrichtung
mehrere jeweils separat evakuierbare Innenräume und/oder Kammeranordnungen
aufweisen kann, in denen jeweils Granulat aufgenommen ist.
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Für das Folienbehältnis werden
mehrere zweckmäßige Materialien
vorgeschlagen. Beispielsweise enthält es Kunststoff und/oder Metall
und/oder organisches Material und/oder mineralisches Material. Es
ist zweckmäßig, eine
reißfeste
Folie zu verwenden. Das Folienbehältnis kann auch ein Verbundmaterial
sein, das beispielsweise zwei oder mehrere Folienwerkstoffe enthält. Es ist
auch möglich,
einen Kunststoff oder ein sonstiges Material mit einem zweiten Material
zu beschichten, beispielsweise mittels galvanischer Beschichtung
oder Bedampfung mit einer Metallschicht zu versehen. Auch ein Walzverfahren
zur Herstellung eines erfindungsgemäßen nutzbaren Folienwerkstoffes
ist vorteilhaft.
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Das
Folienbehältnis
weist je nach Anforderung ausgestaltete Oberflächen auf. Beispielsweise ist
eine adhäsive
oder eine gleitfähige
Oberfläche vorteilhafterweise
vorhanden, so dass der zu haltende Gegenstand beispielsweise bei
der adhäsiven
Variante an der Haltevorrichtung haftet bzw. nicht oder im wesentlichen
nicht wegrutscht. Für
manche Anwendungsbereiche ist es aber auch zweckmäßig, eine
gleitfähige
Oberfläche
zu verwenden, beispielsweise wenn ein Anhaften, insbesondere beim
Auspa cken eines Gegenstandes, nicht gewünscht ist. Ferner ist es denkbar,
eine elastische Oberfläche
vorzusehen, beispielsweise ein Schaumstoffmaterial, das zweckmäßigerweise
an der dem zu haltenden Gegenstand zugewandten Seite der Haltevorrichtung angeordnet
ist.
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Bei
dem Granulat sind verschiedenartige Materialien möglich. Je
nach Anwendungsfall verwendet man zweckmäßigerweise feinkörniges oder grobkörniges Granulat,
wobei zweckmäßigerweise auch
Mischungen aus feinkörnigem
und grobkörnigem
Granulatmaterial möglich
sind. Die Granulatkörner
haben z.B. einen Durchmesser von 0,5 mm bis 7 mm oder dergleichen.
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Vorteilhafterweise
ist das Granulat je nach Anwendungsfall formstabil oder plastisch
oder elastisch verformbar. Auch hier ist es möglich, plastisches bzw. elastisches
Granulatmaterial mit formstabilem Granulatmaterial zu mischen.
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Um
die Formstabilität
des nach dem Evakuieren gebildeten Formkörpers zu gewährleisten,
auch wenn gegebenenfalls später
wieder Luft oder ein sonstiges Gas in des Folienbehältnis gelangt,
sind die nachfolgenden zweckmäßigen Varianten
betreffend das Granulat zweckmäßig.
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Beispielsweise
kann das Granulat Granulatkörner
mit einer adhäsiven
und/oder mit einer kantigen Oberfläche aufweisen. Insbesondere
dann, wenn das Folienbehältnis
evakuiert ist, haften die Granulatkörner dann aneinander bzw. Verkanten
sich gegenseitig, so dass der Formkörper aus Folienbehältnis und
Granulat äußerst formstabil
ist.
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Nachfolgend
werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung vorgestellt. Es zeigen:
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1 eine
erfindungsgemäße Haltevorrichtung
zum Halten eines Gegenstandes im nicht evakuierten Zustand,
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2 die
Haltevorrichtung gemäß 1 im evakuierten,
den Gegenstand haltenden Zustand,
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3 ein
Granulat mit einer kantigen Oberfläche,
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4 ein
kugelförmiges
Granulat mit erfindungsgemäßen Klebstoff-Behältnissen,
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5 ein
Verbund-Folienmaterial für
ein Folienbehältnis
einer erfindungsgemäßen Haltevorrichtung
und
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6 eine
erfindungsgemäße, nicht
evakuierte Haltevorrichtung mit mehreren Kammern.
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Eine
Haltevorrichtung 10 in Gestalt einer Art Sack aus einer
reißfesten
Kunststofffolie dient zum Halten eines Gegenstandes 11,
beispielsweise eines zerbrechlichen Glases oder dergleichen. Die
Haltevorrichtung umfasst ein sackartiges Folienbehältnis 12,
das einen im wesentlichen gasdichten und evakuierbaren Innenraum 13 aufweist.
Es können
auch mehrere derartige Innenräume
vorgesehen sein. In dem Innenraum 13 befindet sich ein
Granulat 14, beispielsweise das in 4 dargestellte
Granulat mit kugelförmigen
Granulatkörnern 15.
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Bei
der Darstellung in 1 ist die Haltevorrichtung 10 bzw.
ist das Folienbehältnis 12 noch
nicht evakuiert. Dementsprechend kann das Folienbehältnis an
den Gegenstand 11 angelegt, im vorliegenden Fall um diesen
Gegenstand 11 herumge legt werden. Im noch nicht evakuierten
Zustand bildet die Haltevorrichtung sozusagen einen schlaffen oder "schlabberigen" Schlauch oder Sack,
der im wesentlichen beliebig verformbar ist. Das Granulat 14 ist
im nicht evakuierten Zustand aufgelockert bzw. lose in dem Innenraum 13 aufgenommen,
so dass das Folienbehältnis 12 sich
sozusagen an dem Gegenstand 11 anschmiegen lässt. Es
ist möglich,
die Haltevorrichtung 10 in diesem noch nicht evakuierten
Zustand bereits in eine Stützvorrichtung 16,
zum Beispiel in einen Karton oder in einen sonstigen Behälter (siehe 2)
einzubringen, so dass die Haltevorrichtung 10 die Form
der Stützvorrichtung 16 annimmt.
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Nachdem
die Haltevorrichtung 10 an den Gegenstand 11 angelegt
ist, wird das Folienbehältnis 12 bzw.
wird der Innenraum 13 evakuiert. Hierzu dient eine Evakuierungsvorrichtung 17 mit
einer Pumpe 18 und einem Schlauch 19, der an eine
Verschlusseinrichtung 21 anschließbar ist, beispielsweise ein
Ventil an der Außenseite
des Folienbehältnisses 12.
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Mit
Hilfe der Evakuierungsvorrichtung 17 wird in dem Innenraum 13 befindliche
Luft abgesaugt. Das Volumen des Innenraumes 13 verkleinert sich,
wobei die Wandungen des Folienbehältnisses 12 das Granulat 14 verdichten,
so dass ein kompakter, im wesentlichen formstabiler Formkörper 21 entsteht
(siehe 2). Sodann wird die Verschlusseinrichtung 21 verschlossen.
Der Formkörper 21 bildet die äußere Gestalt
des Gegenstandes 11 zumindest partiell als eine Art Negativform
nach, so dass er in den jeweiligen Kontaktbereichen an dem Gegenstand 11 im
wesentlichen flächig
anliegt. Dadurch ist der Gegenstand 11 vor Punktlast, Stößen oder
dergleichen in idealer Weise geschützt.
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Zweckmäßigerweise
wird das Granulat 14 miteinander verklebt, so dass der
Formkörper 21 auch
dann, wenn später
wieder Luft in den Innenraum 13 gelangt, seine Form beibehält.
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Dazu
wird beispielsweise ein Klebstoff 22 an der Verschlusseinrichtung 20 oder
an einer sonstigen Stelle in den Innenraum 13 eingebracht,
beispielsweise eingespritzt. Der Klebstoff 22 verklebt
die Granulatkörner 15 des
Granulats 14 miteinander. Der Klebstoff 22 kann
beispielsweise thermisch, zum Beispiel durch Wärme oder Kältebeaufschlagung, durch Ausgasen
eines Lösungsmittels,
durch Bestrahlung, z.B. mittels UV-Strahlen, durch Unterdruck- oder Überdruckbeaufschlagung
oder dergleichen aushärten.
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Der
Klebstoff 22 kann auch bereits im Granulat 14 enthalten
sein. Beispielsweise enthält
das in 4 dargestellte Granulat 14 Klebstoff-Behältnisse oder
Klebstoff-Ampullen 23, 24, die eine kugelartige Gestalt
aufweisen. Die Klebstoff-Behältnisse 23, 24 enthalten
jeweils eine Komponente eines Zweikomponentenklebers. Beim Verdichten
des Granulats 14 drücken
die Granulatkörner 15 auf
die Behältnisse 23, 24,
so dass diese aufplatzen und die Granulatkörner 15 miteinander
verkleben.
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Es
versteht sich, dass auch ein beispielsweise beschichtetes Granulat 14 verwendbar
ist, wobei die Beschichtung des Granulats ein Verkleben bewirkt.
Die Verklebungseigenschaft wird beispielsweise durch eine Bestrahlung
mit UV-Licht, mit Wärme oder
dergleichen, durch Druck (Überdruck
oder Unterdruck) oder dergleichen bewirkt.
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Eine
vorteilhafte adhäsive
bzw. verkantende Eigenschaft weist das in 3 dargestellte
Granulat 25 auf. Das Granulat 25 enthält Granulatkörner 26 mit
einer kantigen Oberfläche
bzw. einer polygonen Oberfläche.
Die Granulatkörner 26 verkanten
sich gegenseitig, wenn das Folienbehältnis 12 evakuiert wird.
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Das
Folienbehältnis 12 eignet
sich zur mehrfachen Verwendung. Beispielsweise öffnet man die Verschlusseinrichtung 20,
die wiederverschließbar ist,
wenn man den Gegenstand 11 auspackt. Dann strömt Luft
in den Innenraum 13, so dass sich dessen Volumen vergrößert. Die
Granulatkörner
werden dann nicht mehr durch den atmosphärischen Druck zusammengepresst
bzw. zusammengehalten, wie im evakuierten Zustand des Folienbehältnisses 12,
sondern können
sich wieder im wesentlichen frei bewegen, so dass die Haltevorrichtung 10 verformbar
ist.
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Neben
der wiederverschließbaren
Verschlusseinrichtung 20 ist auch eine andere Verschlussmöglichkeit
gegeben, indem beispielsweise das Folienbehältnis 12 nach der
Evakuierung verschweißt
wird. Hierfür
eignet sich beispielsweise die Verschweißeinrichtung 27, zum
thermischen Verschweißen
des Folienbehältnisses 12 bzw.
einer Evakuierungsöffnung
des Folienbehältnisses 12.
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Das
Folienbehältnis 12 kann
beispielsweise aus der in Figur dargestellten Verbundfolie 28 hergestellt
sein. Die Verbundfolie 28 ist beispielsweise eine zweischichtige
Verbundfolie mit einer oberen Schicht 29 und einer unteren
Schicht 30. Die Schicht 30 ist beispielsweise
dem Innenraum 13 zugewandt, die Schicht 29 dem
zu verpackenden Gegenstand 11. Die Schicht 30 ist
zweckmäßigerweise
eine im wesentlichen gasdichte Schicht. Die Schicht 29 ist
optimal auf den zu haltenden Gegenstand 11 abgestimmt und
weist beispielsweise federnde, elastische, adhäsive oder sonstige Eigenschaften
auf. Die Schicht 29 kann beispielsweise eine Art Schaumstoffschicht sein,
die Stöße abfedert
bzw. dafür
sorgt, dass die Haltevorrichtung 10 im wesentlichen formschlüssig an
dem Gegenstand 11 im evakuierten Zustand anliegt.
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In 6 ist
ein Folienbehältnis 35 dargestellt,
das eine Kammerstruktur mit mehreren Kammern 36 aufweist.
Die Kammern 36 sind miteinander gasdurchlässig verbunden.
Allerdings kann ein in den Kammern 36 enthaltenes Granulat 37 zwischen den
Kammern 36 nicht zirkulieren oder zumindest im wesentlichen
nicht zirkulieren. Dies bedeutet, dass das jeweils in einer Kammer 36 enthaltene
Granulat 37 in dieser Kammer 36 verbleibt, auch
wenn die jeweilige Kammer 36 evakuiert wird. Die Evakuierung gestaltet
sich jedoch sehr einfach, indem beispielsweise an einer Verschlusseinrichtung 38,
die der Verschlusseinrichtung entspricht, in allen Kammern 36 befindliche
Luft evakuiert wird.
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Das
Folienbehältnis 35 kann
beispielsweise ein Verpackungsmittel bilden oder als eine Art Sitzkissen
oder eine Sitzschale ausgestaltet sein. Das Folienbehältnis 35 kann
z.B. einen integralen Bestandteil eines Schalensitzes bilden.