DE102013214304A1 - Membran und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

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Abstract

Es wird eine Membran (10) beschrieben, die mit einer Membranfläche versehen ist, die den Funktionsbereich der Membran (10) darstellt, und die mit einer Lasche (12) versehen ist, die über die Membranfläche hinausragt. Die Membran (10) und die Lasche (12) sind aus mehreren Lagen aufgebaut, wobei mindestens eine der Lagen aus einem Elastomer besteht. In der Lasche (12) ist ein elektronischer Datenträger (16) angeordnet. Die Lasche (12) weist eine obere und eine untere Schicht (18, 19) auf. Der Datenträger (16) ist von den Lagen der Lasche (12) und der oberen und der unteren Schicht (18, 19) umschlossen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Membran, wobei die Membran aus mehreren Lagen aufgebaut ist, und wobei mindestens eine der Lagen aus einem Elastomer besteht.
  • Eine derartige Membran ist allgemein bekannt. Auf der Membran sind dabei häufig Daten der Membran aufgedruckt oder eingeprägt.
  • Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung der Membran.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannte Membran insbesondere im Hinblick auf die Zuordnung von Daten zu verbessern.
  • Bei der eingangs genannten Membran wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass in der Membran ein elektronischer Datenträger angeordnet ist, dass die Membran eine obere und eine untere Schicht aufweist, und dass der Datenträger von den Lagen der Membran und der oberen und der unteren Schicht umschlossen ist.
  • Durch die Verwendung eines elektronischen Datenträgers werden die Möglichkeiten der Zuordnung von Daten zu der Membran nahezu unbegrenzt erweitert. So können nicht nur Daten betreffend die Materialien, die Abmessungen, die Herstellung und ähnlichen Kenngrößen der Membran in dem Datenträger abgespeichert werden, sondern auch Daten betreffend den jeweiligen Kunden, die Lieferung und so weiter. All diese Daten können dabei auf die jeweilige einzelne Membran ausgerichtet sein und auf deren zugehörigem Datenträger abgespeichert werden.
  • Durch das Umschließen des Datenträgers von den Lagen der Membran und der oberen und unteren Schicht wird ein Schutz des Datenträgers vor Umwelteinflüssen sowie ein Schutz vor dem Betriebsmedium der Membran erreicht. Insbesondere Öle oder Schmutz oder dergleichen haben damit keinen Einfluss auf die Auslesbarkeit von Daten aus dem Datenträger.
  • Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist die Membran mit einer Lasche versehen, die über die Membranfläche hinausragt, und wobei der Datenträger in der Lasche angeordnet ist.
  • Durch das Überstehen der Lasche über die Membranfläche und damit über den Funktionsbereich der Membran, sowie aufgrund der Anordnung des Datenträgers in der Lasche wird erreicht, dass ein Lesegerät im Umfeld des Datenträgers platziert und mit dem Lesegerät Daten aus dem Datenträger ausgelesen werden können. Insbesondere kann auf diese Weise erreicht werden, dass beispielsweise Gehäuseteile, zwischen die die Membran verbaut ist, keinen oder nur einen geringen Einfluss auf die Platzierung des Lesegeräts bzw. die Auslesbarkeit der Daten haben.
  • Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist als Datenträger ein RFID-Chip (RFID = radio frequency identification) vorhanden. Vorzugsweise ist der RFID-Chip scheibenförmig ausgebildet. Dabei ist es vorteilhaft, wenn eine Scheibenfläche des RFID-Chips in einer etwa parallelen Ebene zu der Membranfläche ausgerichtet ist. Häufig ist in dem RFID-Chip im Bereich einer seiner Scheibenflächen eine Antenne vorhanden. Durch die etwa parallele Ausrichtung der Scheibenfläche zur Membranfläche wird erreicht, dass das Lesegerät besonders gut der Antenne des RFID-Chips zugeordnet werden kann. Damit wird das Auslesen von Daten aus dem Datenträger verbessert.
  • Bei dem Verfahren zur Herstellung der Membran ist vorgesehen, dass die Tasche als Ausnehmung in den jeweiligen Materialien der einzelnen Lagen ausgespart wird. Werden danach die Lagen der Membran aufeinander aufgebaut, so entsteht dadurch die Tasche für den Datenträger. In diese Tasche kann dann der Datenträger eingelegt und zusammen mit den aufeinander aufgebauten Lagen der Membran vulkanisiert werden.
  • Besonders zweckmäßig ist es, wenn zum Aufbau der einzelnen Lagen ein Werkzeug, insbesondere ein Formnest verwendet wird. Damit kann eine positions- und lagestabile Anordnung der Lagen erreicht werden.
  • Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den zugehörigen Figuren dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in den Figuren.
  • Die 1 zeigt eine schematische Perspektivansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Membran, die 2a, 2b, 2c zeigen eine Draufsicht, eine Seitenansicht und eine Vorderansicht der Membran der 1, die 3 zeigt eine Perspektivansicht des Ausschnitts A der 1, und die 4 zeigt eine Perspektivansicht einer in der Membran der 1 vorhandenen Tasche.
  • In den 1 bis 4 ist eine Membran 10 dargestellt, die insbesondere bei einem Ventil zum Einsatz kommen kann, beispielsweise bei einem pneumatischen oder hydraulischen oder elektrisch betriebenen Membranventil. Die Membran 10 weist in der Draufsicht eine etwa rechteckige Membranfläche auf und besitzt quer zu der Membranfläche eine im Wesentlichen gleichbleibende Membrandicke.
  • Es versteht sich, dass die Membran 10 auch eine andersartig ausgebildete geometrische Form aufweisen kann. Beispielsweise kann die Membran 10 auch rund ausgeformt sein.
  • Die etwa rechteckige Membranfläche stellt den Funktionsbereich der Membran 10 dar. Etwa in diesem Funktionsbereich ist die Membran 10 mit dem zugehörigen Ventil verbaut. Beispielsweise kann die Membran 10 innerhalb des Funktionsbereichs zwischen zwei Gehäuseteilen des zugehörigen Ventils angeordnet sein.
  • An einer der Längsseiten weist die Membran 10 eine Lasche 12 auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Lasche 12 als etwa rechteckiger Vorsprung ausgebildet, der über die etwa rechteckige Membranfläche hinaussteht. Die Abmessungen der Lasche 12, insbesondere die Erstreckung der Lasche 12 etwa quer zu der zugehörigen Längsseite der Membran 10, sind dabei derart gewählt, dass die Lasche 12 möglichst auch über gegebenenfalls vorhandene Gehäuseteile des zugehörigen Ventils hinaussteht.
  • Es versteht sich, dass die Lasche 12 auch eine andersartig ausgebildete geometrische Form aufweisen kann. Gegebenenfalls kann die Lasche 12 auch vollständig entfallen.
  • Die Membran 10 mit der Lasche 12 ist aus einer Mehrzahl von Lagen aufgebaut, wobei jede der einzelnen Lagen aus einem Elastomer oder einem Gewebe oder einer Stabilisierungslage oder dergleichen bestehen kann, und wobei die Elastomere und die Gewebe der verschiedenen Lagen jeweils aus unterschiedlichen Materialien bestehen können, beispielsweise aus Gummi oder aus Silikon oder dergleichen.
  • In der Lasche 12 ist eine Tasche 14 vorhanden. Es wird hierzu auf die 4 hingewiesen. Die Tasche 14 ist etwa mittig innerhalb der etwa rechteckigen Lasche 12 angeordnet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Tasche 14 etwa kreisförmig ausgebildet, wobei die Achse der Tasche 14 etwa quer zu der von der Lasche 12 gebildeten Fläche ausgerichtet ist. Die Tasche 14 besitzt in axialer Richtung eine Tiefe, die kleiner ist als die Membrandicke.
  • In der Tasche 14 ist ein elektronischer Datenträger 16 untergebracht. Es wird hierzu auf die 3 hingewiesen. Der Datenträger 16 ist etwa scheibenförmig ausgebildet und besitzt in axialer Richtung eine Dicke. Die Abmessungen der Tasche 14 und des Datenträgers 16 sind derart aneinander angepasst, dass der Datenträger 16 während der Herstellung der Membran 10 in die Tasche 14 eingesetzt werden kann.
  • Es versteht sich, dass der Datenträger 16 auch eine andersartig ausgebildete geometrische Form aufweisen kann. Die Tasche 14 ist dann in entsprechender Weise an diese Form angepasst.
  • Der Datenträger 16 kann nach dem Einsetzen in die Tasche 14 entweder über die Tasche 14 überstehen, wie dies in der 3 angedeutet ist, oder er kann auch ohne einen Überstand in der Tasche 14 aufgenommen sein.
  • Bei dem Datenträger 16 kann es sich um jegliches elektronisches Bauteil handeln, auf dem Daten abgespeichert und wieder ausgelesen werden können. Insbesondere kann es sich bei dem Datenträger 16 um einen sogenannten RFID-Chip (RFID = radio frequency identification) handeln, der üblicherweise einen Transponder aufweist, in den Daten eingeschrieben werden können, die dann von einem Lesegerät mit Hilfe von elektrischen Wellen ausgelesen werden können.
  • Die Tasche 14 ist im fertig hergestellten Zustand der Membran 10 auf ihrer Unterseite und ihrer Oberseite verschlossen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird dies durch eine obere Schicht 18 sowie eine untere Schicht 19 erreicht. Diese beiden Schichten 18, 19 bilden die unterste und die oberste Lage der Membran 10 und der Lasche 12.
  • Im fertig hergestellten Zustand der Membran 10 ist der Datenträger 16 damit in der Lasche 12 eingebettet. Insbesondere ist der Datenträger 16 von dem Material der Lagen der Lasche 12 sowie von der oberen und unteren Schicht 18, 19 umschlossen. Der Datenträger 16 ist damit vollständig innerhalb dem Material der Lagen sowie der oberen und unteren Schicht der Membran 10 enthalten.
  • Ein Zugang von außen zu dem Datenträger 16 ist nicht vorhanden und ein Austausch des Datenträgers 16 ist ohne eine Zerstörung der erläuterten Einbettung des Datenträgers 16 in der Lasche 12 ebenfalls nicht möglich.
  • In den 1 bis 3 ist die obere Schicht 18 zum Zwecke der Darstellung im Bereich der Lasche 14 etwa quer abstehend zur Membran 10 dargestellt. Es wird darauf hingewiesen, dass die Schicht 18 im fertig hergestellten Zustand der Membran 10 tatsächlich nicht quer absteht, sondern dass sie auch im Bereich der Lasche 14 eben ausgerichtet ist und damit mit der darunterliegenden Lage der Membran 10 flächig verbunden ist. Die Tasche 14 wird damit von der Schicht 18 abgedeckt und, wie erwähnt, verschlossen.
  • Der Datenträger 16 ist somit in der Lasche 12 enthalten und von dem Material der Lasche 12 umgeben. Die Lasche 12 steht dabei über den Funktionsbereich der Membran 10 über.
  • Wie erläutert, ist die Achse der Tasche 14 und damit des Datenträgers 16 im vorliegenden Ausführungsbeispiel etwa quer zu der von der Lasche 12 gebildeten Fläche ausgerichtet. Damit verläuft die obere und untere Scheibenfläche des Datenträgers 16 im vorliegenden Ausführungsbeispiel in einer etwa parallelen Ebene zu der Membranfläche. Unter der Annahme, dass, insbesondere bei einem RFID-Chip, im Bereich der oberen oder unteren Scheibenfläche häufig eine Antenne angeordnet ist, ist es möglich, im eingebauten Zustand der Membran 10 ein Lesegerät oberhalb oder unterhalb der Lasche 12 und damit unmittelbar bei der Scheibenfläche des Datenträgers 16 zu platzieren und dann die Daten auszulesen.
  • Alternativ ist es auch möglich, dass der Datenträger 16 mit seiner Scheibenfläche andersartig innerhalb der Lasche 12 angeordnet ist. Beispielsweise ist es möglich, dass die Scheibenfläche des Datenträgers 16 etwa parallel zu der vorderen Längsseite der Lasche 12 verläuft. In diesem Fall ist es möglich, im eingebauten Zustand der Membran 10 ein Lesegerät vor der vorderen Längsseite der Lasche 12 und damit vor der Scheibenfläche des Datenträgers 16 zu platzieren und dann den Datenträger 16 auszulesen.
  • Weiterhin ist es alternativ möglich, dass ein Datenträger zur Anwendung kommt, der eine andere Form besitzt als es in den 1 bis 3 gezeigt ist. Beispielsweise kann es sich um eine rechteckige oder ovale Form handeln. In diesen Fällen kann der Datenträger wiederum derart innerhalb der Lasche 12 angeordnet sein, dass ein Lesegerät möglichst unmittelbar gegenüber einer Antenne des Datenträgers platziert werden kann.
  • In Abhängigkeit von der Ausgestaltung der Lasche 12 sowie in Abhängigkeit von der Form des Datenträgers 16 bzw. der Anordnung einer Antenne innerhalb des Datenträgers 16 kann mit Hilfe der vorstehend erläuterten Möglichkeiten eine im Hinblick auf möglichst gute Empfangsbedingungen optimale Lage und Anordnung des Datenträgers 16 innerhalb der Lasche 12 erreicht werden.
  • Ist – wie erwähnt wurde – die Lasche 12 gar nicht vorhanden, dann sind die Tasche 14 und der Datenträger 16 im Funktionsbereich der Membran 10 angeordnet. Im Übrigen gelten sämtliche vorstehenden Erläuterungen jedoch auch in diesem Fall in entsprechender Weise.
  • Nachfolgend wird ein mögliches Verfahren zur Herstellung der Membran 10 erläutert.
  • Wie erläutert, sind die Membran 10 und die Lasche 12 aus mehreren Lagen aufgebaut. Die erwünschte Außenkontur der Membran 10 mit der Lasche 12 wird zuerst aus den jeweiligen Materialien der einzelnen Lagen ausgeschnitten. Beispielsweise wird diese Außenkontur aus dem oder den vorgesehenen Elastomeren sowie aus dem oder den vorgesehenen Gewebe-Materialien ausgestanzt. Dabei wird die Tasche 14 in der Lasche 12 ebenfalls berücksichtigt und als Ausnehmung aus dem jeweiligen Material ausgespart.
  • In entsprechender Weise werden auch die obere und die untere Schicht 18, 19 aus dem vorgesehenen Material ausgeschnitten, wobei hier keine Ausnehmungen für die Tasche 14 ausgespart werden.
  • Danach werden die einzelnen ausgeschnittenen Lagen der Membran 10 und der Lasche 12 in der erwünschten Reihenfolge aufeinander aufgebaut und in ein Werkzeug, insbesondere in ein Formnest eingebracht. Im Rahmen dieser Maßnahmen, insbesondere vor dem Aufbringen der oberen Schicht 18 auf die darunter liegenden Lagen der Membran 10, wird der Datenträger 16 in die Tasche 14 eingelegt.
  • Danach wird der in dem Werkzeug vorhandene Aufbau der Lagen der Membran 10 zusammen mit dem darin enthaltenen Datenträger 16 vulkanisiert.
  • Steht der Datenträger 16, wie erwähnt, über die Tasche 14 über, so wird dieser Überstand bei dem vorgenannten Vulkanisieren der Membran 10 ausgeglichen. Beispielsweise ist es möglich, dass der Überstand des Datenträgers 16 in die zugehörige Schicht 18, 19 eingedrückt wird.
  • Zum Zwecke der Justierung der ausgeschnittenen Lagen aufeinander ist es möglich, dass in die die Tasche 14 bildenden Ausnehmungen der einzelnen Lagen ein zylindrisches Bauteil eingesteckt wird. Dieses Bauteil kann entweder nach dem Aufbau der gesamten Membran 10 wieder entfernt werden, oder es kann auch in der Membran 10 verbleiben, wobei in diesem Fall der Datenträger 16 dann in das zylindrische Bauteil eingelegt wird.
  • Das vorstehend erläuterte Verfahren gilt auch für denjenigen Fall, dass die Lasche 12 nicht vorhanden ist. Wie bereits erwähnt wurde, ist in diesem Fall die Tasche 14 im Funktionsbereich der Membran 10 angeordnet.
  • Es versteht sich, dass auch andere Herstellverfahren für die Membran 10 und ggf. die Lasche 12 denkbar sind.

Claims (8)

  1. Membran (10), wobei die Membran (10) aus mehreren Lagen aufgebaut ist, und wobei mindestens eine der Lagen aus einem Elastomer besteht, dadurch gekennzeichnet, dass in der Membran (10) ein elektronischer Datenträger (16) angeordnet ist, dass die Membran (10) eine obere und eine untere Schicht (18, 19) aufweist, und dass der Datenträger (16) von den Lagen der Membran (10) und der oberen und der unteren Schicht (18, 19) umschlossen ist.
  2. Membran (10) nach Anspruch 1, wobei die Membran (10) eine Membranfläche aufweist, die den Funktionsbereich der Membran (10) darstellt, und wobei der Datenträger (16) im Funktionsbereich der Membran (10) angeordnet ist.
  3. Membran (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Membran (10) mit einer Lasche (12) versehen ist, die über die Membranfläche hinausragt, und wobei der Datenträger (16) in der Lasche (16) angeordnet ist.
  4. Membran (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei als Datenträger (16) ein RFID-Chip (RFID = radio frequency identification) vorhanden ist.
  5. Membran (10) nach Anspruch 4, wobei der RFID-Chip scheibenförmig ausgebildet ist.
  6. Membran (10) nach Anspruch 5, wobei eine Scheibenfläche des RFID-Chips in einer etwa parallelen Ebene zu der Membranfläche ausgerichtet ist.
  7. Verfahren zur Herstellung der Membran (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche mit den folgenden Schritten: die Außenkontur der Membran (10) und gegebenenfalls der Lasche (12) wird aus den jeweiligen Materialien der einzelnen Lagen ausgeschnitten, die Tasche (14) wird als Ausnehmung in den jeweiligen Materialien der einzelnen Lagen ausgespart, die Außenkontur der Membran (10) und gegebenenfalls der Lasche (12) wird aus der oberen und der unteren Schicht (18, 19) ausgeschnitten, die einzelnen ausgeschnittenen Lagen werden aufeinander aufgebaut, der Datenträger (16) wird in die Tasche (14) eingelegt, der Aufbau der Lagen der Membran (10) mit dem darin enthaltenen Datenträger (16) werden vulkanisiert.
  8. Verfahren nach Anspruch 8, wobei zum Aufbau der einzelnen ausgeschnittenen Lagen ein Werkzeug, insbesondere ein Formnest verwendet wird.
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