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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorratseinrichtung mit einer Trägereinrichtung und wenigstens einem Werkstoffvorrat. Der Werkstoffvorrat liegt dabei in wenigstens einer Materiallage vor und wird von der Trägereinrichtung gehalten.
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Im Stand der Technik sind verschiedenste Vorratseinrichtungen bekannt geworden, die zur Bevorratung von Werkstoffen dienen. Dabei kann der Werkstoffvorrat insbesondere zur späteren Verwendung vorgesehen sein und beispielsweise in einem Gefäß aufbewahrt werden. Nachteilig bei solchen Vorratseinrichtungen ist, dass zur Verwendung der Vorratsbehälter geöffnet und der aufzubewahrende Werkstoff per Hand entnommen werden muss, um verwendet zu werden. In vielen Anwendungsfällen ist es günstig, wenn eine mit einer Trägereinrichtung versehene Vorratseinrichtung den Werkstoffvorrat direkt zugänglich aufweist. Herkömmlich geschlossene Behälter müssen zur Entnahme des aufgenommenen Werkstoffs separat geöffnet werden oder müssen aufwändige Mechanismen enthalten, mit denen der aufgenommene Werkstoff automatisch entnehmbar ist.
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Vor dem Hintergrund des angeführten Standes der Technik ist es deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorratseinrichtung mit einer Trägereinrichtung und einem Werkstoffvorrat zur Verfügung zu stellen, wobei der Werkstoff für eine spätere Verwendung leichter zugänglich ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorratseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden in den Ausführungsbeispielen angegeben.
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Die erfindungsgemäße Vorratseinrichtung umfasst wenigstens eine Trägereinrichtung und wenigstens eine Materiallage eines Werkstoffvorrats. Die Trägereinrichtung umfasst wenigstens eine poröse metallische Trägereinheit, an der wenigstens eine der wenigstens einen Materiallage vorgesehen ist. Der Werkstoffvorrat ist zur späteren Verwendung fest mit der Trägereinrichtung verbunden.
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Die Erfindung hat viele Vorteile, insbesondere auch, da die erfindungsgemäße Vorratseinrichtung durch die poröse metallische Trägereinheit bedingt den Werkstoffvorrat zugänglich aufbewahrt. Ein Öffnen und nachfolgendes Schließen eines Vorratsbehälters ist nicht nötig, um den Werkstoffvorrat zu verwenden oder auf ihn zuzugreifen. Gleichzeitig wird durch die feste Verbindung der porösen metallischen Trägereinheit mit der Materiallage des Werkstoffvorrats eine sichere Verbindung geschaffen, wodurch die Vorratseinrichtung transportabel ist, ohne bei dem Transport den Werkstoffvorrat zu verlieren.
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Insbesondere ist der Werkstoffvorrat zu einer späteren Ablösung von der Trägereinrichtung vorgesehen. Vorzugsweise wird der Werkstoffvorrat separat verwendet.
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In bevorzugten Weiterbildungen umfasst die metallische poröse Trägereinheit wenigstens ein metallisches Textilgebilde. Besonders bevorzugt besteht das metallische Textilgebilde wenigstens teilweise aus dem Drahtgewebe und weist wenigstens teilweise metallische Schussdrähte und wenigstens teilweise metallische Kettdrähte auf. Möglich ist es aber auch, dass das metallische Textilgebilde sonstige Gewebe, Drahtgeflechte, Netze, Vliese, Streckmetalle und poröse folienartige Gebilde aufweist.
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Insbesondere eine poröse metallische Trägereinheit, die als Drahtgewebe ausgebildet ist, oder ein solches umfasst, ist besonders vorteilhaft. Drahtgewebe zeichnen sich insbesondere beim Einsatz in kritischen Umgebungen aus, da sie wärmebeständig sind, eine hohe chemische Beständigkeit aufweisen und weitestgehend formstabil sind. Gleichzeitig sind Drahtgewebe gasdurchlässig und können je nach Ausgestaltung flüssigkeitsdurchlässig oder sogar feststoffdurchlässig für Körner und andere kleinere Partikel sein.
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Möglich ist es aber insbesondere auch, ein Drahtgewebe zwar gasdurchlässig aber flüssigkeitsundurchlässig auszugestalten. Dazu wird ein besonders feines Drahtgewebe gewebt, welches z. B. als Tressengewebe dicht geschlagen ist und nur sehr geringe Öffnungen an den einzelnen Maschen aufweist. Möglich ist es auch, dass die Trägereinheit aus einer Mehrzahl übereinandergelegter oder miteinander verbundener Drahtgewebe besteht, die unterschiedliche Drahtdurchmesser und/oder unterschiedliche Maschenweiten aufweist.
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Je nach dem Werkstoff, aus dem das Drahtgewebe oder die sonstige poröse metallische Trägereinheit besteht, kann eine hohe chemische Beständigkeit erzielt werden. Beispielsweise kann ein solches Drahtgewebe aus einem Spezialstahl bestehen, der z. B. als nichtrostender Stahl ausgeführt ist und auch beständig gegen Säuren und Laugen sein kann.
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Ein Drahtgewebe als metallisches Textilgebilde bietet weiterhin den erheblichen Vorteil, dass das metallische Textilgebilde sehr homogen und reproduzierbar gefertigt werden und gleichzeitig eine hohe freie Durchtrittsfläche aufweisen kann, während gleichzeitig der Öffnungsdurchmesser einzelner Öffnungen relativ gering ist, sodass eine hohe Rückhaltefähigkeit der Trägereinheit erzielbar ist.
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Möglich und bevorzugt ist es auch, dass das Drahtgewebe aus metallischen und nicht-metallischen Drähten besteht, sodass beispielsweise nur jeder zweite, dritte oder vierte Kett- und/oder Schussdraht aus einem metallischen Werkstoff besteht, während ein Teil der sonstigen oder alle sonstigen Drähte aus einem anderen Kunst- oder Naturstoff bestehen.
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Wird beispielsweise für die nicht-metallischen Drähte ein Material genommen, welches bei relativ geringen Temperaturen schmilzt, so kann der an der Trägereinheit aufgenommene Werkstoffvorrat einfach freigesetzt werden, wenn der Schmelzpunkt der nicht-metallischen Drähte überschritten wird.
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Auf diese Art kann sehr einfach beispielsweise eine Sprinkleranlage als Feuerschutzeinrichtung aufgebaut werden, da sich ein Teil des Drahtgewebes und/oder einer das Drahtgewebe umhüllenden Schicht und/oder einer innen an dem Drahtgewebe anliegenden Schicht sich unter Wärmeeinwirkung auflöst. Nach dem Auflösen der Schicht kann so das enthaltene Löschmittel oder dergleichen austreten.
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Möglich ist es aber auch, dass auf diese Art und Weise eine Impfung eines technischen Werkstoffs mit an der Vorratseinrichtung aufgenommenen Impfstoffen erfolgt. Über geeignete thermische Bedingungen oder Querschnitte der Porösität der metallischen Trägereinheit kann eine gezielte und definierte Abgabe des als Impfstoffs enthaltenen Werkstoffvorrats gewährleistet werden.
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Vorzugsweise ist wenigstens eine Materiallage als Materialstreifen ausgebildet, der beispielsweise rechteckig, rund oder oval geformt sein kann.
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Vorzugsweise wird wenigstens eine Materiallage durch wenigstens einen Pressvorgang mit der Trägereinheit verbunden. Beispielsweise kann auf eine flachliegende poröse metallische Trägereinheit ein Materialstreifen als Materiallage aufgelegt und anschließend unter entsprechendem Druck mit der Trägereinheit verbunden werden. Dabei verformt sich der Materialstreifen lokal derart, dass die Materiallage mit den Kett- und/oder Schussdrähten einer beispielsweise als Drahtgewebe ausgeführten Trägereinheit eine feste Verbindung eingeht. Eine solche Verbindung erzeugt einen Formschluss, sodass die Vorratseinrichtung auch bei Vibrationen oder sonstigen Erschütterungen sicher zusammengehalten wird.
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Besonders bevorzugt wird die Materiallage durch Walzen und insbesondere Kalandrieren mit der Trägereinheit verbunden. Ein solches Herstellverfahren ist kontinuierlich durchführbar und ermöglicht eine kostengünstige Produktion, da nicht jede einzelne Trägereinheit separat in eine Presse oder dergleichen einzulegen ist, um eine Vorratseinrichtung herzustellen. Bei einer solchen Ausgestaltung kann beispielsweise ein Drahtgewebe kontinuierlich mit einer Materiallage aus dem aufzunehmenden Werkstoff belegt und kontinuierlich durch ein Kalandriergerät durchgeführt werden. Erst nach der erzeugten Verbindung kann beispielsweise durch Ausstanzen, Schneiden oder dergleichen die Vorratseinrichtung erzeugt werden.
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In allen Ausgestaltungen ist es möglich und bevorzugt, dass wenigstens eine Materiallage um wenigstens eine Trägereinheit herumgefaltet wird, um die Materiallage verliersicher an der Trägereinheit aufzunehmen. Es ist auch möglich und bevorzugt, dass wenigstens eine Trägereinheit um wenigstens eine Materiallage herumgefaltet wird, um die Materiallage sicher an der Trägereinheit aufzunehmen. Gegebenenfalls ist ein zusätzlicher Pressvorgang möglich, um die Materiallage mit der Trägereinheit zu verpressen.
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In allen Ausgestaltungen ist es möglich und bevorzugt, dass ein aufgenommener Werkstoff durch Wärmeeinwirkung abgebbar ist.
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Möglich und bevorzugt ist es aber auch, dass der aufgenommene Werkstoff durch die Porösität der Trägereinheit bedingt beispielsweise durch eine Flüssigkeit aus oder von der Trägereinheit gelöst wird. Dies ist insbesondere bei flüssigkeitslösbaren Werkstoffen bevorzugt. Beispielsweise kann der Werkstoff wasserlöslich ausgeführt sein. Möglich ist es aber auch, dass der Werkstoff sich in einem Öl oder Alkohol oder einem sonstigen Fluid löst, um bei Bedarf verwendet zu werden. Bevorzugterweise liegt der Schmelzpunkt des aufgenommenen Werkstoffs niedriger als ein Schmelzpunkt der Trägereinheit. Der Schmelzpunkt des aufgenommenen Werkstoffs liegt bevorzugt kleiner 200°C und insbesondere kleiner 100°C.
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Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen, welche im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert werden.
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In den Figuren zeigen:
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1 eine schematische Draufsicht auf eine Vorratseinrichtung;
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2 eine weitere Vorratseinrichtung;
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3 noch eine Vorratseinrichtung;
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4 einen Querschnitt durch eine weitere Vorratseinrichtung;
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5 den Kalandriervorgang einer Vorratseinrichtung;
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6 einen vergrößerten Querschnitt durch eine Vorratseinrichtung; und
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7 noch einen Querschnitt durch eine Vorratseinrichtung.
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Die in 1 dargestellte Vorratseinrichtung 1 weist eine Trägereinrichtung 2 auf. Die Trägereinrichtung 2 besteht hier aus einer Trägereinheit 5, die als Drahtgewebe 8 ausgebildet ist. Möglich ist es auch, dass eine Trägereinrichtung 2 mehrere Trägereinheiten 5 aufweist, wobei jede Trägereinheit 5 auch aus mehreren Drahtgeweben 8 bestehen kann.
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Das Drahtgewebe 8 besteht hier aus Schussdrähten 9 und Kettdrähten 10, die im dargestellten Ausführungsbeispiel alle aus Metall bestehen. Möglich ist es aber auch, dass einzelne der Kettdrähte 9 und/oder Schussdrähte 10 aus einem anderen Werkstoff wie beispielsweise einem Kunst- oder Naturstoff bestehen.
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Das Drahtgewebe 8 ist ein metallisches Textilgebilde 6, an dem der Werkstoffvorrat 4 als Materiallage 3 angeordnet ist. Die Materiallage 3 ist hier fest mit der Trägereinrichtung 2 verbunden. Der Werkstoffvorrat 4 ist flächig an der Trägereinheit 5 oder den Trägereinheiten 5 angeordnet. Der Werkstoffvorrat 4 ist hier an einem Gewebe 7 als Materialstreifen 11 vorgesehen.
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Die Dicke 22 und 23 der Drahtdurchmesser der Schussdrähte 9 und der Kettdrähte 10 ist hier gleich und beträgt etwa die Hälfte oder ein Drittel der Maschenweite. Es sind auch andere Abmessungen möglich, bei denen beispielsweise ein dicht geschlagenes Tressengewebe vorliegt, welches gegebenenfalls wasserdicht ausgeführt ist. Durch die Vorratseinrichtung 1 wird auf eine einfache Art und Weise ein Werkstoffvorrat 4 an einer Trägereinrichtung 2 zur Verfügung gestellt, der zur späteren Verwendung an der Vorratseinrichtung 1 einfach zugänglich aufbewahrt wird.
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2 zeigt eine Vorratseinrichtung 1, bei der als Trägereinrichtung 2 ein Geflecht 12 aus metallischen Drähten eingesetzt wird.
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3 zeigt eine Vorratseinrichtung 1, bei der als Trägereinrichtung 2 ein Streckmetall 13 eingesetzt wird. Ein solches Streckmetall besteht aus einer in der Regel dünnen metallischen Platte, die typischerweise regelmäßig mit Löchern versehen ist und die anschließend flächig groß gezogen wird, um den Anteil der freien Durchtrittsfläche zu vergrößern.
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Obwohl in den 2 und 3 die Trägereinrichtung 2 größere Abmessungen als die Materiallage 3 aufweist, ist auch ein umgekehrtes Größenverhältnis möglich. Insbesondere ist es auch möglich, dass der Werkstoffvorrat punktuell verteilt angeordnet ist. Beispielsweise kann nur an den im späteren Prozess benötigten Reaktions- oder Wirkflächen ein Vorrat aufgebracht sein. Auch Verschnitt kann berücksichtigt werden.
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4 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Vorratseinrichtung 1, bei der die Materiallage 3 um eine Trägereinheit 5 einer Trägereinrichtung 2 herumgefaltet ist. Der Werkstoffvorrat 4 der Materiallage 3 befindet sich bei diesem Ausführungsbeispiel außen um die Trägereinrichtung 2 herum. Nach dem Falten der Materiallage 3 um die Trägereinheit 5 herum, können beide noch miteinander verpresst werden, um den Halt des Werkstoffvorrats 4 an der Trägereinrichtung 2 zu verbessern. In 4 ist eine Verbindungsschicht 19 eingezeichnet, die vorhanden sein kann aber nicht muss. Die Verbindungsschicht 19 ist insbesondere zur besseren Haftung der Materiallage vorgesehen und kann insbesondere auch bei nicht gefalteten ebenen Trägereinheiten 5 angewendet werden.
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5 zeigt schematisch ein Kalandriergerät 18 zur Durchführung des Kalandrierverfahrens. Dabei wird zwischen die Walzen 16 und 17 des Kalandriergeräts 18 in der Orientierung gemäß
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5 von rechts eine mit einer Materiallage 3 versehene Trägereinrichtung 2 eingeführt. Dabei ist die Ursprungsdicke bzw. Dicke 20 vor dem Kalandern noch deutlich größer, als die Enddicke 21 der mit der Materiallage 3 verbundenen Trägereinrichtung 2 bei Austritt aus dem Kalandriergerät 18. Durch die erhebliche Dickenreduktion der als Drahtgewebe 8 ausgeführten Trägereinrichtung 2 und der darauf angeordneten Materiallage 3 wird ein fester und formschlüssiger Verbund des Werkstoffvorrats 4 an der Vorratseinrichtung 1 ermöglicht.
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6 zeigt ein Drahtgewebe 8, welches mit einer Materiallage 3 versehen ist, nach dem Durchlauf durch das Kalandriergerät 18. Erkennbar sind die Abflachungen 15 der Schussdrähte 9 und die entsprechenden Abflachungen 14 an der Materiallage 3 dort, wo die Schussdrähte 9 bzw. die Materiallage 3 in Kontakt mit den Walzen 16 und 17 gerieten.
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7 zeigt einen weiteren Querschnitt einer Vorratseinrichtung 1, wobei hier der Werkstoffvorrat 4 an der Materiallage 3 im Inneren der Vorratseinrichtung 1 vorgesehen ist. Dazu wird die Trägereinheit 5 bzw. die Trägereinrichtung 2 um die Materiallage 3 mit dem Werkstoffvorrat 4 herumgefaltet, sodass das Drahtgewebe 8 als Trägereinheit 5 die Materiallage 3 umgibt. Durch einen entsprechenden Pressvorgang können die Materiallage 3 und die Trägereinheit 5 noch formschlüssig miteinander verbunden werden.
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Der Werkstoffvorrat 4 und die Trägereinrichtung 2 können auch über eine Haft- und/oder Klebeschicht und/oder Verbindungsschicht miteinander verbunden sein. Ebenso kann die Trägereinrichtung chemisch, elektrisch oder magnetisch vorbereitet sein, um die Haftung oder den Halt des Werkstoffvorrats 4 an der Trägereinrichtung 2 zu erleichtern oder zu ermöglichen.
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Insgesamt stellt die Erfindung eine Vorratseinrichtung zur Verfügung, bei der ein Werkstoffvorrat an der Trägereinrichtung aufgenommen ist und flexibel abgegeben werden kann, ohne dass ein mechanisches Öffnen an der Vorratseinrichtung nötig ist. Der Zusammenhalt des Gefüges kann auf Formschluss oder Kraftschluss, kann auf Kohäsion oder Adhäsion beruhen. Dabei ändert sich das Gefüge bzw. der Zustand des aufgebrachten Werkstoffes mit oder nach einer definierten Benutzung des Produkts bzw. der Vorratseinrichtung.
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Möglich ist grundsätzlich jeder Werkstoff, bevorzugt ist die Aufnahme von Klebern, Medikamenten, chemischen oder medizinischen Impfstoffen oder auch von Lebensmitteln.
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Eine als Drahtgewebe ausgeführte Trägereinrichtung kann unterschiedlichste Drahtdurchmesser und unterschiedlichste Webarten aufweisen. Möglich sind auch unterschiedliche Werkstoffe für die Kett- und Schussdrähte sowie unterschiedliche Werkstoffe bei einzelnen Kettdrähten oder auch Schussdrähten.
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Die Weiterverarbeitung kann thermisch erfolgen. Möglich ist auch eine Beschichtung der Drähte. Die einzelnen Vorratseinrichtungen können beispielsweise durch Ausstanzen aus einem flächigen Vorprodukt entstehen.
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Möglich und bevorzugt ist es auch, den Werkstoffvorrat 4 durch Eintauchen in eine Lösung, die den aufzunehmenden Werkstoff enthält, aufzubringen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorratseinrichtung
- 2
- Trägereinrichtung
- 3
- Materiallage
- 4
- Werkstoffvorrat
- 5
- Trägereinheit
- 6
- Textilgebilde
- 7
- Gewebe
- 8
- Drahtgewebe
- 9
- Schussdraht
- 10
- Kettdraht
- 11
- Materialstreifen
- 12
- Geflecht
- 13
- Streckmetall
- 14
- Abflachung der Materiallage
- 15
- Abflachung der Schussdrähte
- 16
- Walze
- 17
- Walze
- 18
- Kalandriergerät
- 19
- Verbindungsschicht
- 20
- Dicke vor dem Kalandern
- 21
- Enddicke
- 22
- Dicke
- 23
- Dicke
