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EINLEITUNG
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Die vorliegende Offenlegung bezieht sich auf das Ladungsmanagement, insbesondere auf eine selektiv verfestigbare Membran, die zur Ladungssicherung verwendet werden kann.
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Die sichere und einfache Handhabung von loser Ladung während des Transports kann eine Herausforderung darstellen. Ladungsnetze und Trennwände bieten nicht immer ausreichende Unterstützung, um sicherzustellen, dass die Gegenstände während des Transports nicht umfallen und herumrollen. Dies kann zu Schäden an den Gegenständen und zu Ablenkung führen.
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Während die derzeitigen Ladungsmanagementgeräte ihren Zweck erfüllen, besteht daher Bedarf an einem neuen und verbesserten Ladungsmanagementgerät, das sich an verschiedene Frachtgüter anpassen lässt, eine sichere Rückhaltefähigkeit bietet, um die Ladung an Ort und Stelle zu halten, und intuitiv und einfach zu bedienen ist. Andere Anwendungen und Branchen.
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DE 10 2015 001 373 A1 offenbart eine Vakuumfixiermatte für lose Gegenstände mit einer luftdichten Hülle, die ein Füllmaterial umschließt und über ein Ventil zu versiegeln ist, wobei über das Ventil Luft in die Hülle einlassbar bzw. absaugbar ist und sich die Vakuumfixiermatte nach Absaugen der Luft verfestigt, sowie ein Fahrzeug mit einer Vakuumfixiermatte.
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BESCHREIBUNG
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Gemäß mehreren Aspekten der vorliegenden Offenlegung umfasst eine selektiv verfestigbare Membran für das Ladungsmanagement eine Vakuumblase und eine erste Architekturschicht und eine zweite Architekturschicht, wobei sowohl die erste als auch die zweite Architekturschicht eine Vielzahl von Kacheln umfasst, die durch Biegeelemente miteinander verbunden sind, wobei, wenn atmosphärischer Druck innerhalb der Vakuumblase vorhanden ist, die erste und die zweite Architekturschicht relativ zueinander gleitend beweglich sind und die Membran flexibel ist, und wobei ferner, wenn ein Unterdruck auf die Vakuumblase ausgeübt wird, die erste und die zweite Architekturschicht in Eingriff miteinander gezwungen werden, wobei ein Reibungseingriff der ersten und der zweiten Architekturschicht eine Gleitbewegung der ersten und der zweiten Architekturschicht relativ zueinander verhindert, wodurch die Membran im Wesentlichen starr wird.
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Gemäß einem anderen Aspekt enthält jede der Kacheln der ersten und zweiten Architekturschichten mindestens ein sich davon erstreckendes Zwangselement, wobei ferner, wenn ein Unterdruck auf die Vakuumblase ausgeübt wird, die erste und zweite Architekturschicht in Eingriff miteinander gezwungen werden, wobei die Zwangselemente der ersten und zweiten Architekturschichten einen mechanischen Eingriff bereitstellen und eine Gleitbewegung der ersten und zweiten Architekturschichten relativ zueinander verhindern, wodurch die Membran im Wesentlichen starr wird.
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Nach einem anderen Aspekt umfasst die Membran mindestens zwei Zonen, wobei die Kacheln der ersten und zweiten Architekturschicht innerhalb einer ersten Zone so angepasst sind, dass sie definierte Flexibilitätseigenschaften aufweisen, und die Kacheln der ersten und zweiten Architekturschicht innerhalb einer zweiten Zone so angepasst sind, dass sie definierte Flexibilitätseigenschaften aufweisen, die sich von der ersten Zone unterscheiden, wobei die erste und zweite Zone unabhängig voneinander versteift werden können.
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Nach einem anderen Aspekt sind die Kacheln der ersten und zweiten Architekturschicht innerhalb der ersten Zone anders geformt und dimensioniert als die Kacheln der ersten und zweiten Architekturschicht innerhalb der zweiten Zone.
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Unter einem anderen Aspekt werden die Kacheln der ersten und zweiten Architekturschicht so angepasst, dass definierte Faltlinien für die Membran entstehen.
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Nach einem anderen Aspekt umfasst die Vakuumblase eine erste luftdichte Schicht und eine zweite luftdichte Schicht, wobei die erste und die zweite luftdichte Schicht entlang eines Umfangs gegeneinander abgedichtet sind und die erste und die zweite Architekturschicht innerhalb des Umfangs zwischen der ersten und der zweiten luftdichten Schicht angeordnet sind.
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Nach einem anderen Aspekt werden die Kacheln der ersten Architekturschicht auf eine Innenfläche der ersten luftdichten Schicht der Vakuumblase und die Kacheln der zweiten Architekturschicht auf eine Innenfläche der zweiten luftdichten Schicht der Vakuumblase montiert.
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Nach einem anderen Aspekt umfasst die erste Architekturschicht eine erste Zwischenschicht, wobei die Kacheln der ersten Architekturschicht auf die erste Zwischenschicht montiert werden, und die zweite Architekturschicht umfasst eine zweite Zwischenschicht, wobei die Kacheln der zweiten Architekturschicht auf die zweite Zwischenschicht montiert werden.
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Nach einem anderen Aspekt umfassen die Biegeelemente Teile der ersten und zweiten Zwischenschicht, die sich zwischen den auf die erste und zweite Zwischenschicht montierten Kacheln erstrecken.
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Gemäß einem anderen Aspekt umfassen die erste und die zweite Zwischenschicht jeweils eine Vielzahl von beabstandeten Löchern, die darin ausgebildet sind, wobei die Kacheln der ersten und der zweiten Architekturschicht eine Basis, mindestens ein Zwangselement, das sich davon erstreckt, und einen Sicherungsring, der angepasst ist, um auf dem mindestens einen Zwangselement einzurasten, umfassen, wobei sich ferner das mindestens eine Zwangselement jeder Kachel durch eines der Löcher erstreckt, die innerhalb einer der ersten und der zweiten Zwischenschicht ausgebildet sind, und der Sicherungsring auf der Kachel einrastet, um die Kachel auf der Zwischenschicht zu sichern.
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Nach einem anderen Aspekt werden die Kacheln der ersten und zweiten Architekturschicht durch additives Manufacturing auf die erste und zweite Zwischenschicht geformt.
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Nach einem anderen Aspekt kann die Flexibilität der Membran durch Variation des Unterdrucks, der an die Vakuumblase angelegt wird, variiert werden.
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Einem anderen Aspekt zufolge umfasst die selektiv verfestigbare Membran ferner eine zwischen der ersten und der zweiten Architekturschicht positionierte dritte Schicht, wobei die dritte Schicht so angepasst ist, dass sie die Gleitbewegung der ersten und der zweiten Architekturschicht relativ zueinander unterstützt, wenn kein Unterdruck auf die Vakuumblase ausgeübt wird.
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Nach mehreren Aspekten der vorliegenden Offenlegung umfasst eine selektiv verfestigbare Membran für das Ladungsmanagement eine Vakuumblase, wobei die Vakuumblase eine erste luftdichte Schicht und eine zweite luftdichte Schicht umfasst, wobei die erste und die zweite luftdichte Schicht entlang eines Umfangs gegeneinander abgedichtet sind und die erste und die zweite Architekturschicht innerhalb des Umfangs zwischen der ersten und der zweiten luftdichten Schicht angeordnet sind, erste und zweite Architekturschichten, die zwischen der ersten und zweiten luftdichten Schicht innerhalb des Umfangs der Vakuumblase angeordnet sind, wobei jede der ersten und zweiten Architekturschichten eine Vielzahl von durch Biegeelemente miteinander verbundenen Kacheln aufweist, wobei jede der Kacheln der ersten und zweiten Architekturschichten mindestens ein sich davon erstreckendes Zwangselement aufweist, wobei eine dritte Schicht zwischen der ersten und zweiten Architekturschicht angeordnet ist, die dritte Schicht, die geeignet ist, die Gleitbewegung der ersten und der zweiten Architekturschicht relativ zueinander zu unterstützen, wenn kein Unterdruck auf die Vakuumblase ausgeübt wird, und eine Öffnung, die geeignet ist, das Ausüben von Druck auf das Innere der Vakuumblase zu ermöglichen, wobei, wenn atmosphärischer Druck innerhalb der Vakuumblase vorhanden ist, die erste und die zweite Architekturschicht relativ zueinander gleitend beweglich sind und die Membran flexibel ist, und wenn Unterdruck auf die Vakuumblase ausgeübt wird, die erste und die zweite Architekturschicht zwangsweise miteinander in Eingriff gebracht werden, wobei die Zwangselemente der ersten und der zweiten Architekturschicht für mechanischen Eingriff sorgen und eine Gleitbewegung der ersten und der zweiten Architekturschicht relativ zueinander verhindern, wodurch die Membran im Wesentlichen starr wird, wobei die Steifigkeit der Membran in Abhängigkeit von der Höhe des auf das Innere der Vakuumblase ausgeübten Unterdrucks selektiv variiert werden kann.
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Einem anderen Aspekt zufolge umfasst die Membran eine Vielzahl von unabhängig voneinander verfestigbaren Zonen, wobei die Kacheln der ersten und zweiten Architekturschichten innerhalb jeder Zone dimensionale Merkmale aufweisen, die so angepasst sind, dass sie definierte Flexibilitätseigenschaften bieten, wobei die Flexibilitätseigenschaften jeder Zone auf der Grundlage der dimensionalen Merkmale der Kacheln variieren.
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Unter einem anderen Aspekt werden die Kacheln der ersten und zweiten Architekturschicht so angepasst, dass definierte Faltlinien für die Membran entstehen.
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Nach einem anderen Aspekt werden die Kacheln der ersten Architekturschicht auf eine Innenfläche der ersten luftdichten Schicht der Vakuumblase und die Kacheln der zweiten Architekturschicht auf eine Innenfläche der zweiten luftdichten Schicht der Vakuumblase montiert.
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Nach einem anderen Aspekt umfasst die erste Architekturschicht eine erste Zwischenschicht, wobei die Kacheln der ersten Architekturschicht auf der ersten Zwischenschicht montiert sind, und die zweite Architekturschicht umfasst eine zweite Zwischenschicht, wobei die Kacheln der zweiten Architekturschicht auf der zweiten Zwischenschicht montiert sind, wobei die Biegeelemente der ersten und zweiten Architekturschicht Teile der ersten und zweiten Zwischenschicht umfassen, die sich zwischen den darauf montierten Kacheln erstrecken.
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Gemäß einem anderen Aspekt umfassen die erste und die zweite Zwischenschicht jeweils eine Vielzahl von beabstandeten Löchern, die darin ausgebildet sind, wobei die Kacheln der ersten und der zweiten Architekturschicht eine Basis, das mindestens eine Zwangselement, das sich davon erstreckt, und einen Sicherungsring umfassen, der angepasst ist, um auf dem mindestens einen Zwangselement einzurasten, wobei sich ferner das mindestens eine Zwangselement jeder Kachel durch eines der Löcher erstreckt, die innerhalb einer der ersten und der zweiten Zwischenschicht ausgebildet sind, und der Sicherungsring auf der Kachel einrastet, um die Kachel auf der Zwischenschicht zu sichern.
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Nach einem anderen Aspekt werden die Kacheln der ersten und zweiten Architekturschicht durch additive Fertigung auf die erste und zweite Zwischenschicht geformt.
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Weitere Anwendungsbereiche werden sich aus der hier gegebenen Beschreibung ergeben. Es ist zu verstehen, dass die Beschreibung und die spezifischen Beispiele nur der Veranschaulichung dienen und nicht den Umfang der vorliegenden Offenlegung einschränken sollen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen nur zur Veranschaulichung und sind nicht dazu gedacht, den Umfang der vorliegenden Offenlegung in irgendeiner Weise einzuschränken.
- 1 ist eine Explosionsdarstellung einer selektiv verfestigbaren Membran nach einer beispielhaften Ausführungsform;
- 2A ist ein schematischer Seitenschnitt einer selektiv verfestigbaren Membran nach einer beispielhaften Ausführung, wobei auf eine Vakuumblase kein Unterdruck ausgeübt wird;
- 2B ist ein schematischer Seitenschnitt der in 2A gezeigten selektiv verfestigbaren Membran, wobei auf eine Vakuumblase kein Unterdruck ausgeübt wird;
- 3A ist ein schematischer Seitenschnitt durch die in 2A gezeigte selektiv verfestigbare Membran, wobei die flexible Membran über ein Ladungsstück drapiert ist;
- 3B ist ein schematischer Seitenschnitt durch die in 3A gezeigte selektiv verfestigbare Membran, wobei die flexible Membran über dem Ladungsstück verfestigt ist;
- 4A ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts dreieckiger Kacheln mit miteinander verbundenen Biegeelementen;
- 4B ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts dreieckiger Kacheln, die direkt auf die Innenfläche der Vakuumblase montiert sind;
- 5A ist eine Teilansicht eines Teils einer ersten luftdichten Schicht mit daran befestigten hexförmigen Kacheln und eines Teils einer zweiten luftdichten Schicht mit daran befestigten hexförmigen Kacheln.
- 5B ist eine Teilansicht eines Teils der in 5A gezeigten ersten und zweiten luftdichten Schichten, wobei die erste und zweite luftdichte Schicht miteinander in Eingriff gebracht werden.
- 6A ist eine perspektivische Ansicht der ersten und zweiten Zwischenschicht mit darauf montierten Kacheln;
- 6B ist eine Explosionsdarstellung einer Zwischenschicht, einer Kachel und eines Sprengrings vor der Montage des Sprengrings und der Kachel auf der Zwischenschicht;
- 7 ist eine perspektivische Ansicht eines Teils einer Zwischenschicht mit Kacheln, die durch additive Fertigung direkt auf die Zwischenschicht geformt wurden;
- 8A ist eine perspektivische Ansicht eines Kraftfahrzeugs mit einer selektiv verfestigbaren Membran nach einer beispielhaften Ausführung, wobei sich die Membran in einer verstauten Position befindet;
- 8B ist eine perspektivische Ansicht des in 8A gezeigten Kraftfahrzeugs, wobei die Membran über die Ladung drapiert wird;
- 8C ist eine perspektivische Ansicht des in 8A gezeigten Kraftfahrzeugs, bei der die Membran überzogen ist und sich der Form der Ladung anpasst;
- 8D ist eine perspektivische Ansicht des in 8A gezeigten Kraftfahrzeugs, wobei die Membran um die Ladung herum versteift ist;
- 9A ist eine Draufsicht auf einen Querschnitt aus quadratischen, pyramidenförmigen Kacheln;
- 9B ist eine Draufsicht auf einen Querschnitt von Kacheln in Form einer Oktopyramide; und
- 9C ist eine Draufsicht auf einen Ausschnitt aus abgestumpften sechseckigen Kacheln.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die folgende Beschreibung hat lediglich beispielhaften Charakter und soll die vorliegende Offenlegung, Anwendung oder Verwendung nicht einschränken.
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Unter Bezugnahme auf 1 besteht eine selektiv verfestigbare Membran 10 für das Ladungsmanagement aus einer Vakuumblase 12 und einer ersten und zweiten Architekturschicht 14, 16, die innerhalb der Vakuumblase 12 angeordnet sind. Die Vakuumblase 12 umfasst eine erste luftdichte Schicht 18 und eine zweite luftdichte Schicht 20. Die erste und die zweite luftdichte Schicht 18, 20 sind entlang eines Umfangs 22 gegeneinander abgedichtet und definieren einen luftdichten Innenraum 24. Die erste und zweite Architekturschicht 14, 16 sind zwischen der ersten und zweiten luftdichten Schicht 18, 20 innerhalb des luftdichten Innenraums 24 der Vakuumblase 12 angeordnet. In einer beispielhaften Ausführung umfasst die Membran 10 eine Vielzahl von Vakuumblasen in gestapelter Anordnung. Jede der Vakuumblasen ist unabhängig und selektiv betätigbar, um bei einer Verfestigung der Membran unterschiedliche Festigkeitsgrade zu erreichen.
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Jede der ersten und zweiten Architekturschichten 14, 16 umfasst eine Vielzahl von Kacheln 26, die durch Biegeelemente 28 miteinander verbunden sind. Die Biegeelemente ermöglichen mindestens eine Art von Relativbewegung zwischen benachbarten Kacheln auf einer Architekturschicht 14, 16 und mehr als einen Freiheitsgrad. Als nicht einschränkende Beispiele können die Biegeelemente eine Relativbewegung zwischen benachbarten Kacheln ermöglichen, die rotatorisch in der Ebene, rotatorisch aus der Ebene, translatorisch in der Ebene und translatorisch aus der Ebene ist. Die Biegeelemente sind so angepasst, dass sie einen ausreichenden Bewegungsbereich ermöglichen, um ein Biegen, Krümmen und Formen der Gesamtoberfläche zu ermöglichen, während sie den Bewegungsbereich ausreichend einschränken, um die geordnete relative Anordnung der Kacheln beizubehalten 26.
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Jede der Kacheln 26 der ersten und zweiten Architekturschicht 14, 16 umfasst auch mindestens ein davon ausgehendes Zwangselement 30. Die Vakuumblase 12, in der die erste und die zweite Architekturschicht 14, 16 angeordnet sind, wird von einer dekorativen Abdeckung 32 umhüllt. Die dekorative Abdeckung 32 kann ein Stoff oder Kunststoff sein, der der Membran 10 ein attraktives Aussehen verleiht. In einer beispielhaften Ausführung ist eine dritte Schicht 33 zwischen der ersten und zweiten Architekturschicht 14, 16 angeordnet. Die dritte Schicht 33 ist angepasst, um die Gleitbewegung der ersten und zweiten Architekturschicht 14, 16 relativ zueinander zu unterstützen, wenn kein Unterdruck auf die Vakuumblase 12 ausgeübt wird.
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Ein Anschluss 34 erstreckt sich durch die dekorative Abdeckung 32 und die Vakuumblase 12, um eine Flüssigkeitskommunikation mit dem Inneren 24 der Vakuumblase 12 zu ermöglichen. Der Anschluss 34 ist für den Anschluss an ein Vakuumsystem geeignet, um selektiv Unterdruck in das Innere der Vakuumblase 12 einwirken zu lassen, oder für den Anschluss an eine Pumpe, um selektiv Überdruck in das Innere der Vakuumblase 12 einwirken zu lassen.
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Bezugnehmend auf 2A sind bei atmosphärischem Druck innerhalb der Vakuumblase 12 die erste und zweite Architekturschicht 14, 16 relativ zueinander verschiebbar. Die Gleitbewegung der ersten und zweiten Architekturschicht 14, 16 relativ zueinander ermöglicht das Biegen und Biegen der Membran 10. Es sollte verstanden werden, dass die Membran 10 auch bei Anwendung von positivem Druck flexible Eigenschaften aufweisen würde.
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Bezüglich 2B: Wenn ein Unterdruck auf die Vakuumblase 12 ausgeübt wird, wie durch Pfeil 36 angezeigt, zwingt die Vakuumblase 12 die erste und zweite Architekturschicht 14, 16 in Eingriff miteinander, wie durch Pfeile 38 angezeigt. Der Reibungseingriff zwischen der ersten und der zweiten Architekturschicht 14, 16 hindert die erste und die zweite Architekturschicht 14, 16 daran, relativ zueinander zu gleiten, wodurch die Membran 10 versteift wird und bewirkt, dass die Membran 10 die Form beibehält, in der sich die Membran 10 befindet, wenn ein Unterdruck angelegt wird. Die Zwangselemente 30 der ersten und zweiten Architekturschicht 14, 16 bieten zusätzlich zum Reibschluss der Kacheln 26 einen mechanischen Eingriff, der die Gleitbewegung der ersten und zweiten Architekturschicht 14, 16 relativ zueinander zusätzlich einschränkt. Während entweder der Reibungseingriff der ersten und zweiten Architekturschicht 14, 16 oder die mechanische Beeinflussung durch die Zwangselemente 30 allein für eine wesentliche Verfestigung sorgen würde, bewirkt die Kombination aus Reibungswiderstand und mechanischer Beeinflussung eine verbesserte Einschränkung der Bewegung der ersten und zweiten Architekturschicht 14, 16 relativ zueinander, wodurch die Membran 10 versteift wird, so dass die Membran 10 die Form beibehält, in der sie sich unmittelbar vor der Anwendung von Unterdruck auf die Vakuumblase 12 befand. Es sollte verstanden werden, dass die Membran mehr als eine erste und zweite Architekturschicht 14, 16 umfassen könnte. In einer beispielhaften Ausführungsform kann eine Vielzahl von beliebig vielen Architekturschichten gestapelt werden, um zusätzliche Lagen des Reibungseingriffs zu schaffen. Zwangselemente 30, die sich von den gegenüberliegenden Seiten der Kacheln 26 erstrecken, greifen in die Zwangselemente 30 der angrenzenden Kacheln 26 ein, um für mechanischen Eingriff zu sorgen.
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In einer beispielhaften Ausführung sind die erste und zweite luftdichte Schicht 18, 20 in Abständen innerhalb des Umfangs 22 aneinander befestigt und zusätzlich um den Umfang 22 herum abgedichtet. Die Befestigungspunkte zwischen der ersten und der zweiten luftdichten Schicht 18, 20 verhindern ein Aufblähen der Vakuumblase 12, wenn innerhalb der Vakuumblase 12 ein Überdruck eingeführt wird. Die Befestigungspunkte ermöglichen es der ersten und der zweiten luftdichten Schicht 18, 20, sich ausreichend voneinander zu entfernen, um den Reibungseingriff zwischen den Kacheln 26 zu lockern und die mechanische Beeinträchtigung der Zwangselemente 30 zu lösen, während gleichzeitig verhindert wird, dass sich die erste und die zweite luftdichte Schicht bis zu einem Punkt trennen, an dem die Architekturschichten innerhalb der Vakuumblase 12 falsch ausgerichtet werden oder auf sich selbst umklappen können. Wenn der Druck innerhalb der Vakuumblase 12 neutral ist, verhindern die Befestigungspunkte zwischen der ersten und zweiten luftdichten Schicht 18, 20 zusätzlich eine Verformung der Membran bei der Handhabung. Wenn z.B. ein Benutzer der Membrane 10 die Membrane 10 in einem flexiblen Zustand anhebt, indem er die erste luftdichte Schicht 18 einklemmt, verhindern die Befestigungspunkte zwischen der ersten und zweiten luftdichten Schicht 18, 20 ein Durchhängen der zweiten luftdichten Schicht 20, was zu einer Fehlausrichtung oder einem Umklappen der Architekturschichten innerhalb der Vakuumblase 12 führen könnte.
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Bezogen auf 3A, wenn die Membran 10 flexibel ist, kann die Membran 10 über ein Ladungsstück 40 drapiert werden. Auch hier bestimmen die Dimensionsmerkmale der Kacheln 26, wie flexibel die Membran 10 ist, und folglich, wie eng sich die Membran 10 an unterschiedliche Formen der Ladung 40 anpasst und wie fest die Membran 10 die Ladung 40 sichert. Der Abstand zwischen den Kacheln 26 und die Fähigkeit der Kacheln 26 in der ersten Architekturschicht 14, sich relativ zu den Kacheln 26 der zweiten Architekturschicht 16 zu bewegen, ermöglicht eine Winkelablenkung der Membran 10. Die Kacheln 26 können sich frei verschieben, so dass sich die Membran 10 an die Topographie der Ladung 40 anpassen kann.
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In Bezug auf 3B, wenn Unterdruck auf das Innere 24 der Vakuumblase 12 ausgeübt wird, wie durch Pfeil 42 angezeigt, werden die Kacheln 26 in ihrer relativen Bewegung eingeschränkt, und die Membran 10 wird starr und hält die Form, die angenommen wurde, als die Membran 10 über die Ladung 40 drapiert wurde. Wenn Unterdruck angewendet wird, werden die erste und zweite luftdichte Schicht 18, 20 der Vakuumblase 12 nach innen gezogen, wie durch Pfeile 44 angezeigt wird, es gibt weniger Platz zwischen den Kacheln 26, und die Zwangselemente 30 halten die Kacheln 26 in der angepassten Form und bilden eine Hülle, die die Ladung 40 vor dem Verrutschen bewahrt. Die Membrane 10 kann mehr oder weniger starr gemacht werden, indem die Höhe des Unterdrucks, der auf die Vakuumblase 12 ausgeübt wird, variiert wird. Es kann wünschenswert sein, einen geringen Unterdruck anzulegen, um die Membran 10 leicht zu verfestigen, um die Handhabung der Membran 10 beim Platzieren um die Ladung herum zu erleichtern, und den Unterdruck zu erhöhen, sobald die Membran 10 an ihrem Platz ist, um sie vollständig zu verfestigen. Da der Raum zwischen den Kacheln 26 während der Anwendung von Unterdruck auf das Innere 24 der Vakuumblase 12 entfernt wird, wird die Membran 10 leicht zurückfedern. Die Stärke der Rückfederung hängt von den geometrischen Eigenschaften der Kacheln 26 ab. Im Allgemeinen ist die Rückfederung nicht signifikant, und die Membran 10 wird sich eng genug an die Form der Ladung 40 anpassen, um die Ladung 40 während des Transports zu sichern.
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Abhängig von den Abmessungsmerkmalen der Kacheln 26 gibt es eine Grenze für die Flexibilität der Membran 10, wenn das Innere 24 der Vakuumblase 12 unter atmosphärischem Druck steht. Darüber hinaus gibt es, wiederum abhängig von den Abmessungsmerkmalen der Kacheln 26, eine Grenze dafür, wie starr die Membran 10 wird, wenn ein maximaler Unterdruck auf das Innere 24 der Vakuumblase 12 ausgeübt wird. Innerhalb dieser Grenzen ist die relative Flexibilität oder Festigkeit der Membran 10 variabel, je nachdem, wie viel Unterdruck auf das Innere 24 der Vakuumblase 12 ausgeübt wird.
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Unter Bezugnahme auf 4A sind die Kacheln 26 der ersten und zweiten Architekturschicht 14, 16 in einer beispielhaften Ausführung dreieckig geformt. Die Biegeelemente 28 verbinden die Kacheln 26 an den drei Punkten der dreieckigen Form der Kacheln 26 miteinander. Jede Kachel 26 enthält ein einzelnes Biegeelement 28. Wie gezeigt, umfassen die Biegeelemente 28 einen halbkugelförmigen Vorsprung. Ein Merkmal der dreieckigen Kacheln 26 ist, dass die dreieckigen Kacheln 26 im flexiblen Zustand der Membran 10 definierte lineare Faltlinien 46 für die Membran 10 bilden.
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Unter Bezugnahme auf und 5B umfasst eine selektiv verfestigbare Membran 50 nach einer anderen beispielhaften Ausführungsform die erste und zweite Architekturschicht 52, 54 mit Kacheln 56, die hex-förmig sind und zylindrische Zwangselemente 58 enthalten.
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Wie oben erwähnt, steuern die Dimensionsmerkmale der Kacheln 26, 56, wie flexibel oder starr die Membran 10, 50 sein kann. Eine Membran 10, 50 mit dreieckigen Kacheln 26, die auf einer Seite ¼ Zoll haben, bietet mehr Flexibilität als eine Membran 10, 50 mit dreieckigen Kacheln 26, die auf einer Seite 1 Zoll haben. Darüber hinaus bieten verschiedene Formen der Kacheln 26, 56 verschiedene Niveaus an Flexibilität und Festigkeit sowie verschiedene Freiheitsgrade. Eine Membran 10, 50 kann kundenspezifisch so flexibel oder starr gestaltet werden, wie es für eine bestimmte Anwendung erforderlich ist.
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Darüber hinaus kann die Membrane 10, 50 mit mehreren Zonen gestaltet werden. Die Kacheln 26, 56 der ersten und zweiten Architekturschicht 14, 16, 52, 54 innerhalb jeder Zone können dimensionale Merkmale aufweisen, die so angepasst sind, dass sie definierte Flexibilitätsmerkmale aufweisen. Durch die Verwendung unterschiedlicher Größen und Formen der Kacheln 26, 56 innerhalb der verschiedenen Zonen können die Flexibilitätsmerkmale jeder Zone voneinander abweichen. Alternativ können die Kacheln 26, 56 der ersten und zweiten Architekturschicht 14, 16, 52, 54 innerhalb jeder Zone dimensionale Merkmale aufweisen, die so angepasst sind, dass sie dieselben Flexibilitätseigenschaften aufweisen, aber Unterdruck kann selektiv und unabhängig voneinander auf jede Zone angewendet werden.
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Die Größe und Form der Kacheln 26, 56, der Abstand der Kacheln 26, 56 über die erste und zweite Architekturschicht 14, 16, 52, 54, die dimensionalen Eigenschaften der Zwangselemente 30, 58, die sich von den Kacheln 26, 56 erstrecken, die Anzahl der Zwangselemente 30, 58, die sich von den Kacheln 26, 56 erstrecken, und die Art der Biegeelemente 28, die die Kacheln 26, 56 miteinander verbinden, sind alle maßgeschneidert, um eine spezifische Drapierbarkeit, Anpassungsfähigkeit, Setzbarkeit, Verfestigungseigenschaften zu erreichen, die für eine spezifische Anwendung geeignet sind.
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Als nicht einschränkende Beispiele können die Kacheln 26 dreieckig sein, wie in 1, 4A und 4B gezeigt, die Kacheln 56 können sechseckförmig sein, wie in 5A und 5B gezeigt. Gemäß 6A und 6B können die Kacheln 60 eine komplexe Sechseckform haben, wie in 6A und 6B dargestellt. Die Kacheln 62 mit der Form eines Kegelstumpfes sind in 7 dargestellt. Andere Beispiele sind die quadratische, pyramidenförmige Kachel 64, wie in 9A gezeigt, die okto-pyramidenförmige Kachel 66, wie in 9B gezeigt, und die sechseckförmige, abgestumpfte Kachel 68, wie in 9C gezeigt.
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In einer beispielhaften Ausführung, wie in 2A, 2B, 3A, 3B, 5A und 5B gezeigt, sind die Kacheln 26 der ersten Architekturschicht 14 direkt auf eine Innenfläche 70 der ersten luftdichten Schicht 18 der Vakuumblase 12 und die Kacheln 26 der zweiten Architekturschicht 16 direkt auf eine Innenfläche 72 der zweiten luftdichten Schicht 20 der Vakuumblase 12 montiert. Wenn die Membran 10 gebildet ist, werden die Kacheln 26 auf die Innenfläche 70 der ersten luftdichten Schicht 18, die Kacheln 26 auf die Innenfläche 72 der zweiten luftdichten Schicht 20 montiert und die erste und zweite luftdichte Schicht 18, 20 zusammengebracht und um den Umfang 22 abgedichtet.
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In diesem Fall können die erste und zweite Architekturschicht 14, 16 Biegeelemente 28 aufweisen, die die Kacheln 26 miteinander verbinden, wie in 4A dargestellt. Wenn die Kacheln 26 direkt an der Innenfläche 70, 72 der Vakuumblase 12 befestigt sind, können die erste und zweite Architekturschicht 14, 16 alternativ dazu keine Biegeelemente 28 enthalten, wie in 4A gezeigt. Die Kacheln 26 können einzeln direkt auf den Innenflächen 70, 72 der Vakuumblase 12 befestigt werden, wobei die Biegeelemente 74 Teile der Vakuumblase 12 umfassen, die sich zwischen den darauf befestigten Kacheln 26 erstrecken, wie in 4B, 5A und 5B gezeigt.
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Unter Bezugnahme auf 6A, in einer anderen beispielhaften Ausführung, enthält eine erste Architekturschicht 76 eine erste Zwischenschicht 80 und die Kacheln 60 der ersten Architekturschicht 76 werden auf die erste Zwischenschicht 80 montiert. Eine zweite Architekturschicht 78 enthält eine zweite Zwischenschicht 82, und die Kacheln 60 der zweiten Architekturschicht 78 sind auf die zweite Zwischenschicht 82 montiert. Die Biegeelemente 84 der ersten und zweiten Architekturschicht 76, 78 bestehen aus Teilen der ersten und zweiten Zwischenschicht 80, 82, die sich zwischen den darauf montierten Kacheln 60 erstrecken. Durch diese Konfiguration kann die Vakuumblase 12 weniger robust sein, indem für die erste und zweite Zwischenschicht 80, 82 ein zähes und flexibles Material verwendet wird, das nicht unbedingt luftdicht sein muss. Die Vakuumblase 12 braucht nur eine luftdichte Kapsel für die erste und zweite Architekturschicht 76, 78 zu bilden und muss nicht stabil genug sein, um die Kacheln 60 direkt zu tragen.
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Die Kacheln 60 können auf der Innenfläche der Vakuumblase 12 oder auf der ersten oder zweiten Zwischenlage 80, 82 mit allen geeigneten Befestigungsmitteln oder Klebstoffen befestigt werden. Unter Bezugnahme auf 6B enthält eine Zwischenschicht 86 einer beispielhaften Ausführungsform eine Vielzahl von darin ausgebildeten, voneinander beabstandeten Löchern 88. Die Kacheln 60 enthalten jeweils eine Basis 90, von der aus sich Zwangselemente 92 erstrecken.
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Wie in 6B dargestellt, enthalten die Kacheln 60 jeweils drei Begrenzungselemente 92, die durch drei in der Zwischenschicht 86 ausgebildete Löcher 88 eingefügt sind. Ein Sicherungsring 94 rastet über der Zwischenschicht 86 auf den Zwangselementen 92 ein, um die Kachel 60 auf der Zwischenschicht 86 zu sichern.
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Unter Bezugnahme auf 7 umfasst eine Architekturschicht 96 nach einer anderen beispielhaften Ausführungsform Kacheln 62, die durch additive Herstellungsverfahren direkt auf die Oberfläche der Zwischenschicht 96 geformt werden.
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Eine selektiv verfestigbare Membran 10 der vorliegenden Offenlegung bietet mehrere Vorteile. Bei der Verwendung in einem Kraftfahrzeug 98 bietet die selektiv verfestigbare Membran 10 ein vielseitiges Ladungsmanagement-Werkzeug, das einfach zu benutzen und für verschiedene Arten von Fracht 40 anpassbar ist. Unter Bezugnahme auf 8A wird ein Kraftfahrzeug 98 gezeigt, das mit einer selektiv verfestigten Membran 10 für das Ladungsmanagement ausgestattet ist. Wie gezeigt, kann, wenn die Membran 10 nicht verwendet wird, die Membran 10 über den Frachtbereich innerhalb des Kraftfahrzeugs 98 ausgezogen und verfestigt werden, um einen stabilen Sichtschutz zu bieten, der den Frachtbereich verdeckt. Alternativ kann die Membran 10 auch als Trennwand innerhalb des Laderaums verwendet werden. Abhängig von den spezifischen Eigenschaften der Membran 10 könnte die Membran 10 auch gerollt oder gefaltet und dann mit negativem Druck beaufschlagt werden, um eine effiziente Packungsgröße beizubehalten.
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Unter Bezugnahme auf 8B kann die Membran 10 entspannt werden, wenn Ladung 40 im Laderaum platziert wird, indem der auf die Vakuumblase 12 ausgeübte Unterdruck entfernt wird. In einem flexiblen Zustand kann die Membran 10 über die Ladung 40 drapiert und eng um die Ladung 40 gelegt werden, wie in 8C dargestellt. Es ist möglich, die Vakuumblase 12 mit Überdruck zu beaufschlagen, um die erste und zweite Architekturschicht 14, 16 auseinander zu drücken, um sicherzustellen, dass Reibungseingriff und mechanische Beeinträchtigung durch Zwangselemente 30 minimiert werden, wodurch die Membran 10 flexibel wird. Alternativ kann die Vakuumblase 12 mit leichtem Unterdruck beaufschlagt werden, um einen geeichten Grad an Flexibilität zu erreichen, damit die Membran 10 leichter zu handhaben und immer noch flexibel genug ist, um sich an die Ladung 40 anzupassen. Nachdem die Membrane 10 über die Ladung 40 drapiert und um die Ladung 40 gespannt wurde, um sich an die allgemeine Form der Ladung 40 anzupassen, wird Unterdruck auf das Innere 24 der Vakuumblase 12 ausgeübt, um die Membran 10 zu verfestigen. In einem versteiften Zustand hält die Membran 10 die Form um die Ladung 40 und verhindert, dass sich die Ladung 40 innerhalb des Laderaums bewegt, wie in 8D dargestellt. Benutzerschnittstellen auf der Membran oder innerhalb des Fahrzeugs in der Nähe des Laderaums steuern die Pneumatik, die die Membran antreibt oder in andere Konfigurationen und/oder Zustände umkehrt.
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Die Beschreibung der vorliegenden Offenlegung ist lediglich beispielhafter Natur, und Abweichungen, die nicht vom Kern der vorliegenden Offenlegung abweichen, sollen in den Anwendungsbereich der vorliegenden Offenlegung fallen. Solche Variationen sind nicht als Abweichung vom Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung zu betrachten.
