DE3020299A1

DE3020299A1 - Biegsame membran fuer einen behaelter zum lagern von fliessfaehigen medien

Info

Publication number: DE3020299A1
Application number: DE19803020299
Authority: DE
Inventors: Roberto Baffico
Original assignee: Pirelli SpA
Current assignee: Pirelli and C SpA
Priority date: 1979-05-30
Filing date: 1980-05-28
Publication date: 1980-12-11
Also published as: IT1121069B; NL8002864A; JPS55163169A; LU82490A1; BE883513A; GB2054020A; IT7923115A0; FR2458010A1

Description

WiEGAND NIEAAANN KÖHLER GERNHARDT GLAESER

PATENTANWÄLTE Zagakroan !Wi» EuropoisdMn Patentamt

MÖNCHEN TELEFON: 0OT-555476/7 DR. E WEGAO y TELEGRAMME: KARPATENT

DR.M.KOHLER sj» TELEXi EitOiS USPD DIPL-JNG. C GERNHARDT

HAMBURG DPL-ING. J. GlAESER

DIPL-iNG. wTnTeMaNN D-8 0 0 0 MONCH EN OFCOUNSa HERZOG-WllHELM-STR.

28. Mai 1980 ¥ 43 671/80 12/Sr

Industrie Pirelli S.p.A. Mailand / Italien

Biegsame Membran für einen Benälter zum Lagern von fließfähigen Medien

Die Erfindung "betrifft ein "biegsames Gebilde zum iCrennen der Phasen im Inneren eines Behälters zuiu Lagern von fließfähigen Medien, und auch ein Verfahren zum Herstellen dieses Gebildes. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Irennmembran für biegsame odar starre Behälter, die vorzugsweise zylindrische Gestalt haben und zum Lagern von fließfähigen Medien geeignet sind.

Biegsame Irennmembranen für Behälter zum Lagern von fließfähigen Medien sind bereits bekannt. Solche biegsame -iErennmercbranen sind aus Bahnen, Bändern oder dergleichen aus biegsamem Material gebildet, deren Kanten zwischen den beiden Hälften des Behälters eingeschlossen sind.

Die beiden Hälften des Behälters sind entlang einer geschlossenen Linie miteinander verbunden, die in einer

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Symmetrieebene des Behälters liegt. Die genannte Ebene verläuft parallel zur größeren-Abmessung des Behälters.

Auf die beschriebene Weise unterteilt die Bahn, das Band oder dergleichen aus biegsamem Material den Innenraum des Behälters in zwei getrennte Teile bzw. in zwei getrennte Eäume.

Auf diese Weise kann in jedem der beiden Eäume ein anderes fließfähiges Medium eingeführt werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß eines der beiden Medien oder beide verunreinigt v:erden.

Die beschriebenen bekannten biegsamen Trennmembranen besitzen zahlreiche Kachteile.

Einer dieser Nachteile, der insbesondere bei großen Behältern vorhanden ist, ergibt sich aus den großen Abmessungen, welche die biegsamen Membranen bei großen Behältern zwangsläufig haben müssen. Diese großen Abmessungen führen zu beträchtlichen Problemen, beispielsweise hinsichtlich der Herstellung der biegsamen Membranen.

Tatsächlich bestehen, da die Membranen üblicherweise aus einem verkautschukten Stoff gebildet sind, während der Vulkanisation Nachteile, weil keine Pressen vorhanden sind, deren Abmessungen ausreichend groß sind, um die gesamte Membran auf einmal zu vulkanisieren. Demgemäß muß die bereits fertiggestellte, jedoch noch nicht vulkanisierte Membran Stück für Stück bzw. länge für Länge vulkanisiert werden, woraus sich betrachtliche Nachteile ergeben.

Wenn andererseits schmale oder kleine Streifen auf einmal vulkanisiert wurden, wäre die Vulkanisation einfacher,

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jedoch würde sich das Problem ergeben, diese Streifen miteinander dichtend zu verbinden, um auf diese Weise die erforderliche Membran zu bilden.

Diese Verbindungen sind sehr kritisch, insbesondere unter dem Gesichtspunkt, daß die Membranen auf Biegung beansprucht werden, in welchem Fall die Membranen keine lange Lebensdauer haben, wenn die genannten Verbindungen nicht vollkommen ausgeführt sind.

Ein Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Nachteile zu beseitigen, die bei den bekannten Membranen angetroffen werden. Insbesondere besteht ein Zweck der vorliegenden Erfindung darin, eine Membran zu schaffen, die bequem hergestellt werden kann and die zuverlässig ist und eine lange Lebensdauer hat, wobei gleichzeitig gedwede möglichen Gefahren der Verschmutzung oder Verunreinigung der äußeren Umgebung herabgesetzt sind, für den EaIl, daß in den Wänden des Behälters Eisse auftreten sollten.

Ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Herstellen einer biegsamen Membran zu schaffen, welche die gewünschten Abmessungen hat, wobei das Verfahren derart gestaltet ist, daß sich insbesondere hinsichtlich der Vulkanisation der Membran keine Probleme ergeben.

Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine biegsame Membran für einen Behälter zum Lagern von fließfähigen Medien. Gemäß der Erfindung ist eine solche Membran dadurch gekennzeichnet, daß sie als ein zylindrisches Element gebildet ist.

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Ein weiterer Gegenstand der Torliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer biegsamen Membran aus einem zylindrischen Element. Gemäß der Erfindung tunfaßt dieses Verfahren die folgenden Arbeitsschritte:

(a) Es wird ein rohrartiges Gebilde bzw. ein Schlauch gebildet durch Wickeln eines Streifens aus nicht-vulkani siertem biegsamem Material auf einen Dorn,

(b) an die Außenfläche des gemäß Arbeitsschritt (a) erhaltenen Gebildes wird Druck angelegt und

(c) das rohrartige Gebilde bzw. der Schlauch wird vulkani siert, während der auf die Außenfläche ausgeübte Druck aufrechterhalten wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Pig. Λ ist eine Längsschnittansicht eines Behälters zum Lagern von fließfähigen Medien, wobei der Behälter mit einer biegsamen Membran gemäß der Erfindung versehen ist.

Pig. 2 ist eine schaubildliche Ansicht eines Teiles einer biegsamen Membran gemäß der Erfindung.

Fig. 3 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Teilansicht einer abgewandelten Ausführungsform einer biegsamen Membran gemäß der Erfindung.

Gemäß dem allgemeinen Lösungsgedanken hinsichtlich der Schaffung einer biegsamen Membran, die in einen Behälter zum Lagern von fließfähigen Medien eingesetzt werden soll,

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wobei der Behälter vorzugsweise zylindrische Gestalt hat, tunfaßt die Membran ein zylindrisches Element, welches die Innenwände des Behälters berühren kann, ohne gespannt zu werden.

Pig. 1 ist eine Längsschnittansicht eines Behälters 1, der lüit einer biegsamen Membran 2 gemäß der Erfindung versehen ist.

Der in Fig. 1 wiedergegebene Behälter Λ ist ein starrer Behälter 1, der als Tank für Industriefahrzeuge verwendbar ist, oder der als ein ortsfester Behälter verwendbar ist,der beispielsweise auf dem Meeresgrunde angeordnet werden kann.

Die biegsame Membran 2 gemäß der Erfindung kann auch für nicht-starre Behälter verwendet werden.

Der dargestellte Behälter 1 weist ein zylindrisches Metallgehäuse auf.

Ein Ende, und zwar das gemäß Pig. 1 rechte Ende 3 des Behälters 1 hat haIbkugelförmige Gestalt, während das gegenüberliegende Ende 4- mit einem kreisförmigen Plansch versehen ist, an welchem ein Deckel 6 in bekannter Weise angebracht ist, beispielsweise mittels Schraubenbolzen und Muttern, von denen in Fig. 1 lediglich die Achse mit einer strichpunktierten Linie dargestellt ist.

Die biegsame Membran 2 ist als ein zylindrisches Element gebildet, und zwar aus einem biegsamen Material. Ein Ende der biegsamen Membran 2 bzw. des zylindrischen Elementes, und zwar das Ende 7» ist an dem Behälter 1 dadurch festge-

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legt, daß dieses Ende 7 zwischen dem Deckel 6 und dem Flansch 5 angeordnet ist, und zwar mit oder ohne Zwischenanordnung zweckentsprechender Dichtungen, die nicht dargestellt sind. Zum Festlegen des Membranendes 7 werden an sich !bekannte Techniken angewendet.

Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform, wie sie in Pig. 3 wiedergegeben ist, ist die Verbindung zwischen der biegsamen Membran 2 und dem Behälter 1 ausgeführt, unter Verwendung eines starren Ringes 2¹, der einstückig oder aus mehreren Teilen gebildet ist und der an der Innenfläche des Behälters 1 angeordnet ist. Zwischen dem starren Ring und der Innenfläche des Behälters 1 ist das Ende 7 der biegsamen Membran 2 angeordnet, und der starre Ring 2' ist mittels Bolzen 2" an dem Behälter 1 befestigt.

Offensichtlich können zwischen dem starren Ring 2' und dem Behälter 1 gegebenenfalls Dichtungen angeordnet werden, um eine gute Abdichtung zu gewährleisten.

Das gegenüberliegende Ende 8 des zylindrischen Elementes ist mit an sich bekannten Mitteln abgedichtet, und zwar vorzugsweise durch mechanische Mittel, durch Aneinanderbinden, durch Anheften oder Anrollen und/oder durch Erfassen zwischen starren Stangen. Das Verbinden kann auch durch Vulkanisieren erfolgen.

Das zylindrische Element hat Abmessungen, die in der gleichen Größenordnung liegen und vorzugsweise nicht kleiner sind als die Innenabmessungen des Behälters 1.

Das zylindrische Element, welches die Membran 2 darstellt, ist, wenn es sich nicht im zusammengefallenen Zustand befindet, in dem Behälter 1 offensichtlich derart angeordnet,

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daß es gleichachsig zu dem Behälter 1 liegt, wie dies in Pig. 1 wiedergegeben ist.

Das zylindrische Element ist aus einem Rohr, Schlauch oder dergleichen aus biegsamem Material gebildet, beispielsweise aus verkautschuktem Stoff.

Die Struktur des Rohres, Schlauches oder dergleichen ist in 3?ig. 2 wiedergegeben. Pig. 2 ist eine schaubildliche .Ansicht eines Teiles 9 des Rohres, Schlauches oder dergleichen (nachstehend der Einfachheit halber ala Schlauch "bezeichnet).

Der Schlauch ist erhalten durch schraubenlinienförmiges Wickeln wenigstens eines Streifens 10 aus verkautschuktem Stoff, wobei die Ränder 11 jeder Windung die Ränder der benachbarten Windungen überlappen, wie dies in Pig. 2 mit einer gestrichelten Linie dargestellt ist. Die besondere elastomere Masse, die für die Bildung der biegsamen Membran verwendet wird, kanu irgendeine bekannte Masse aus elastomerem Material sein, wobei jedoch diese Masse gegenüber den Medien ausreichend widerstandsfähig ist, welche in dem Behälter 1 gelagert werden sollen.

Der Behälter 1 ist weiterhin mit wenigstens einer öffnung (Pig. 1) versehen, die mit dem Inneren der biegsamen Membran in Verbindung steht, und das in dem Behälter 1 zu lagernde Medium wird durch diese öffnung 12 hindurch eingeführt.

Um das Entleeren des in der biegsamen Membran 2 gespeicherten Mediums zu erleichtern,ist wenigstens eine weitere öffnung vorgesehen, durch welche hindurch irgendein auf der Außen-

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seite des Behälters 1 befindliches Medium in den Behälter eintreten kann, wenn dieser entleert werden soll bzw. entleert wird.

Im Fall von TTnterwassertanks ist dieses auf der Außenseite des Behälters befindliche Medium offensichtlich Wasser.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen einer biegsamen Membian geiüäß der Erfindung.

Gemäß dem allgemeinen Lösungsgedanken für die Schaffung eines solchen Verfahrens gemäß der Erfindung zum Herstellen einer biegsamen Membran, die aus einem zylindrischen Element gebildet ist, umfaßt ein solches Verfahren einen ersten Arbeitsschritt, während welchem ein Rohr, Schlauch oder dergleichen dadurch gebildet wird, daß ein Streifen aus biegsamem Material auf einen Dorn gewickelt wird, ferner einen zweiten Arbeitsschritt, während welchem an die Außenfläche des während des vorhergehenden Arbeitsschrittes gebildeten Schlauch Druck angelegt wird, und einen dritten Arbeitsschritt, während welchem der Schlauch vulkanisiert wird, während der Druck an seine Außenfläche angelegt bleibt.

Unter Würdigung der beträchtlichen Abmessungen, welche biegsame Membranen gemäß der Erfindung haben können, wird es bevorzugt, Dorne zu verwenden, die mit Mitteln versehen sind, um von Innen her Wärme zuzuführen, so daß keine Autoklaven verwendet werden.

Ein besonderes Verfahren zum Herstellen einer biegsamen Membran gemäß der Erfindung ist wie folgt:

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Auf einen dieser Dorne wird wenigstens ein Streifen aus verkautschuktem, jedoch noch nicht vulkanisiertem Stoff schraubenliriienförmig gewickelt, so daß ein Schlauch erhalten wird.

Jede Windung des Streifens, der schraubenlinienförmig auf den Dorn gewickelt worden isk, überlappt an ihren Rändern die Bänder der benachbarten Windungen, so daß eine kontinuierliche bzw. ununterbrochene Schlauchwand gebildet wird.

Weiterhin können in gewissen Fällen wenigstens zwei Streifen gewickelt werden, wobei ein Streifen über dem anderen liegt, und es kann in jeden Streifen ein Stoff oder Gebilde, der bzw. das aus Kettfaden und Schußfäden gebildet ist, eingebettet werden, und zwar in bekannter Weise schräg mit Bezug auf Kette und Schuß des Stoffes, der in dem anderen Streifen eingebettet ist, so daß ein widerstandsfähigerer Schlauch erhalten wird.

Zu diesem Zeitpunkt befindet sich das elastomere Material des einzigen Streifens oder der mehreren Streifen noch in nicht vulkanisiertem Zustand. Demgemäß ist es vor dem Vulkanisieren erforderlich, um das Gebilde herum einen Yerband bzw. eine Bandage aus einem geeigneten Material, beispielsweise aus einem Stoff, anzuordnen, der bzw. die in bekannter Weise behandelt ist, damit er bzw. sie an dem den Schlauch bildenden elastomeren Material nicht anhaftet.

Diese Bandage wird derart ausgeführt, daß ein angemessener Druck auf den Schlauch ausgeübt wird, insbesondere während des nachfolgenden Yulkanisiervorganges.

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Mit der Bandage wird vorzugsweise auch die Funktion ausgeübt, daß der Schlauen während des nachfolgenden Vulkanisier-vorganges, wenn Wärme für den Zweck des Vulkanisier ens des Schlauches vom Inneren zugeführt wird, wärmeisoliert ist.

Lediglich für Schläuche kleiner Abmessungen kann das Vulkanisieren vorteilhaft in einem Autoklaven stattfinden. Ic letzteren Pail dient die Bandage nicht mehr dazu, den Schlauch gegen Wärmeverlust zu isolieren.

Insbesondere, wenn es sich um Schläuche großen Durohmessers handelt und wenn Autoklaven nicht verwendet werden können, ist es besonders vorteilhaft, Bandagen aus Textilstoffbändern zu verwenden, welche die Eigenschaft haben, zu schrumpfen, wenn sie Wärme unterworfen werden.

In einem solchen 3TaIl ergeben sich unter der Wirkung der vom Inneren des Dorn zugeführten Wärme gleichzeitig ein Ausdehnen des elastomeren Materials des Schlauches und ein Zusammenziehen der Bandage aus wärmeschrumpffähigen Material. Auf diese Weise wird in der 2one zwischen dem Dorn und der Bandage ein solcher Druck ausgeübt, daß vollkommenes Verschweißen zwischen den Windungen aus verkautschuktem Stoff in den Überlappungszonen und vollkommenes Vulkanisieren des elastomeren Materials gewährleistet sind, so daß die Bildung von Blasen und/oder von Porositäten verhindert ist.

Wenn das Vulkanisieren des Schlauches beendet ist, wird die Bandage abgestreift und der Schlauch wird von dem Dorn entfernt mittels Druckluftstrahien, die gegen die Zone gerichtet werden, in der die iDrennung zwischen Dem und Schlauch erfolgt.

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Der Schlauch wird an einem seiner Enden derart gepreßt, daß die Innenflächen des Schlauches entlang einer Linie in Berührung miteinander gelangen.

Durch die Verwendung von vorzugsweise mechanischen Mitteln, oder durch ein Binden und/oder ein Festklemmen zwischen starren Metallstangen, oder durch Heften, Anrollen oder dergleichen wird das genannte Schlauchende entlang der Berührungslinie abgeschlossen, und zwar wasserdicht abgeschlossen.

Zu diesem Zeitpunkt wird durch Einsetzen des Schlauches in das Innere eines Behälters 1 und durch das Verbinden des dem abgeschlossenen Ende gegenüberliegenden Endes des Schlauches mit dem Behälter 1 in einer der vorbeschriebenen Weisen in dem Behälter 1 eine biegsame Membran 2 erhalten, die aus einem zylindrischen Element besteht und die den iTmenraum des Behälters 1 in zwei getrennte und vollkommen wasserdichte Bäume nut erteilt.

Bei Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens zum Herstellen einer biegsamen Membran aus einem zylindrischen Element gemäß der Erfindung können bequem biegsame Membranen großer Abmessungen hergestellt werden, und zwar sowohl hinsichtlich dea Durchmessers als auch hinsichtlich der Länge, wobei das Vulkanisieren in einem einzigen Arbeitsschritt ausgeführt wird.

Demgemäß sind die Gefahren beseitigt, die sich aus Rissen ergeben, die bei bekannten biegsamen Membranen auftreten können, zufolge Verbindungen zwischen den verschiedenen Teilen, welche die Bahn der biegsamen Membran bilden.

Es ist ersichtlich, daß mit einer biegsamen Membran gemäß

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CW-

der vorliegenden Erfindung die eingangs erläuterten Zwecke erreicht werden. Tatsächlich schaffen die biegsamen Membranen, die aus einem zylindrischen Element gemäß der Erfindung gebildet sind, eine weitere Sperre - neben der Sperre, die bereits durch das Behältergehäuse geschaffen ist - zwischen dem gelagerten fließfähigen Medium, beispielsweise eine Flüssigkeit, und der äußeren Umgebung. Als Folge tritt selbst in dem Fall, daß das Behältergehäuse unbeabsichtigt Hi3se oder Löcher erhalten sollte, kein Auslecken des gelagerten Mediums auf, so daß sich auch keine Verunreinigung der äußeren Umgebung ergibt.

Wird weiterhin berücksichtigt, daß diese zylindrischen Behälter derart ausgeführt werden können, daß die biegsame Membran aneinem ihrer Enden an dem Behälter befestigt oder festgelegt ist, anstelle entlang eines Umfanges, der in einer Symmetrieebene liegt, wie es bei bekannten Behältern der Fall ist, so ist ersichtlich, daß die Möglichkeit von Leckverlusten bei Verwendung von Membranen gemäß der Erfindung in der Zone, wo die biegsame Membran 2 ^: mit dem Behälter 1 verbunden ist, beträchtlich verringert ist. Dies ist ersichtlich aus einem Vergleich zweier Behälter gleichen Volumens, von denen einer mit einer bekannten Membran, und der andere mit einer Membran gemäß der Erfindung versehen ist.

Tatsächlich erstreckt sich die Verbindungszone zwischen den beiden Halbschalen des bekannten Behälters über einen Umfang, der in einer Symraetrieebene des Behälters liegt und über eine Länge, die gleich dem zweifachen der Behälterlänge und dem zweifachen des Behälterdurchmessers oder der Behäiterbreite ist.

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Wird im Gegensatz dazu eine biegsame Membran gemäß der Erfindung verwendet, so ist die länge der Verbindungszone gleich dem Umfang des Behältars.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil, der durch die vorliegende Erfindung erzielt wird, and zwar insbesondere durch die besondere zylindrische Gestalt der biegsamen Membran, besteht darin, daß es möglich ist, die Bäume nützlich zu verwenden, die in den !Tragstützen von Bohrinseln oder dergleichen zur Verfügung steht, so daß beispielsweise Flüssigkeit in den beträchtlichen Innenräumen der Stützen gelagert werden können, ohne daß die Notwendigkeit besteht - besondere Behälter für diesen Zweck herzustellen.

IDn Eahmender Erfindung sind verschiedene Änderungen möglich.

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Claims

Patentansprüche

1. Biegsame Membran für einen Behälter zum Lagern von fließfähigem Medium, dadurch gekennzeichnet, daß die "biegsame Membran (2) durch ein zylindrisches Element gebildet ist.

2. Membran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende (8) des zylindrischen Elementes an sich selber entlang einer Linie abgedichtet ist, während das gegenüberliegende Ende (7) entlang seines Umfanges an dem Behälter (1) wasserdicht festgelegt ist.

3· Membran nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Element wenigstens einen Streifen (10) aus biegsamem Material aufweist, der schraubenlinienförmig derart gewickelt ist, daß die Bänder (11) jeder Windung die Ränder der benachbarten Windungen überlappen.

4-. Membran nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Element in dem Behälter (1) gleichachsig zu diesem angeordnet ist.

5- Membran nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Membran (2) Abmessungen hat, die nicht kleiner als die Innenabmessungen des Behälters (1) sind.

6. Verfahren z«jn Herstellen einer biegsamen zylindrischen Membran, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) durch Wickeln eines Streifens aus nicht vulkanisiertem biegsamem Material auf einen Dorn ein Schlauch gebildet wird,

(b) an die Außenfläche des im Arbeitsschritt (a) gebildeten

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ORIGINAL INSPECTED

Schlauches Druck angelegt wird, und daß

(c) der Schlauch vulkanisiert wird, während der an seine Außenfläche angelegte Druck aufrechterhalten wird.

7· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck auf die Außenfläche des Schlauches durch Verwendung einer Bandage ausgeübt wird.

8« Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß eine Bandage verwendet wird, die aus wärmeschrumpffähigem Material gebildet ist.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekannzeichnet, daß der während des Vulkanisierens auf den Schlauch ausgeübte Druck der resultierende Druck ist, der sich aus der Wärmeausdehnung des elastomeren Materials des Schlauches und der Wärmeschrumpfung der Bandage ergibt.

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