技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及包括空腔的裝置,所述空腔能夠以能流動的材料來填充以用于制造毛坯。此外本發(fā)明涉及用于在所述裝置中使用的輸送裝置、用于制造毛坯的方法以及毛坯、優(yōu)選地作為復(fù)合材料。
背景技術(shù):
已知,尤其在制造能夠燒結(jié)的生坯時將空腔以待燒結(jié)的材料通過輸送裝置(通常還稱為填充靴)來填充。為此使得所述填充靴(還稱為供給器或填充器)以縱向運(yùn)動通過所述待填充的空腔來移動,填充所述空腔并且此后如有可能返回到所述填充靴的初始位置中。所述空腔在此盡可能均勻地以所述材料填充,所述材料從所述填充靴中被輸送出來。
由EP-A-1 348 527、EP-A-2 221 131、EP-A-1 407 877和JP-A-60162702已知用于在使用造型工具的情況下制造結(jié)構(gòu)部件的方法和裝置,在其中至少兩個不同的成分的粉末填入到造型工具中或到造型工具的空腔中。另外的這樣的方法例如在DE-B-10 2009 005 859、DE-A-10 2010 015 016、DE-T-60 2004 005 070和WO-A-2013/036982中已知。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
現(xiàn)在,本發(fā)明的任務(wù)是,使鑒于使用多個材料方面的毛坯的制造較多樣地實(shí)現(xiàn)。
所述任務(wù)利用帶有權(quán)利要求1的特征的沖壓裝置、利用帶有權(quán)利要求13的特征的沖壓裝置、利用帶有權(quán)利要求16的特征的方法、利用帶有權(quán)利要求23的特征的方法、利用根據(jù)權(quán)利要求25所述的應(yīng)用、利用帶有權(quán)利要求26的特征的毛坯以及利用帶有權(quán)利要求33的特征的輸送裝置來解決。有利的特征、設(shè)計(jì)方案和改進(jìn)方案由下面的描述、圖以及權(quán)利要求得知,其中,源自設(shè)計(jì)方案的各個的特征不受限于所述設(shè)計(jì)方案。反而源自一種設(shè)計(jì)方案的一個或多個特征能夠與另一設(shè)計(jì)方案的一個或多個特征結(jié)合成另外的設(shè)計(jì)方案。尤其相應(yīng)的獨(dú)立權(quán)利要求還能夠分別與彼此組合。同樣獨(dú)立權(quán)利要求的表述不應(yīng)該用作限制所要要求保護(hù)的主題。權(quán)利要求表述的一個或多個特征能夠因此進(jìn)行替換以及刪去,但同樣也附加地進(jìn)行補(bǔ)充。同樣,按照專門的實(shí)施例引用的特征還能夠廣泛地或在其它的實(shí)施例、尤其應(yīng)用中同樣進(jìn)行使用。
提出一種沖壓裝置,優(yōu)選地粉末沖壓器(Pulverpresse),包括:待填充的空腔;第一材料的至少一個第一材料輸送部和第二材料的第二材料輸送部,其中,所述第一和所述第二材料輸送部彼此分離地布置;帶有輸送裝置用于將至少兩個材料輸送到所述空腔中,其中,所述輸送裝置具有通入橫截面,帶有所述通入橫截面的用于所述第一材料的至少一個第一區(qū)域和帶有與其分離布置的所述通入橫截面的用于所述第二材料的第二區(qū)域,以用于優(yōu)選地平行地地點(diǎn)上分離地填充所述空腔。
根據(jù)本發(fā)明的一種設(shè)計(jì)方案設(shè)置成,所述空腔為例如沖壓器的組成部分。但還存在如下可行性,使得所述空腔雖然屬于所述裝置,但所述空腔與例如沖壓器分離地存在。由此能夠使得例如填充所述空腔在與后續(xù)地壓縮位于所述空腔中的材料不同的地點(diǎn)處來發(fā)生。
此外提出一種沖壓裝置,帶有用于利用至少兩個不同的材料來填充所述沖壓裝置的成形工具的裝置,帶有
- 待以所述至少兩個材料來填充的空腔,以及
- 填充機(jī)構(gòu)用于排出所述至少兩個材料以用于將所述材料引入到所述空腔的不同的區(qū)域中的目的,
- 其中,所述填充機(jī)構(gòu)具有至少兩個分離的腔室或共同的腔室的至少兩個腔室區(qū)域用于將所述至少兩個材料直接地彼此毗鄰地或地點(diǎn)上與彼此分離地同時輸送,以用于將所述至少兩個材料引入到所述空腔中作為至少部分地彼此能夠區(qū)分的覆層,以及
- 帶有在填充過程期間在所述填充機(jī)構(gòu)與所述空腔之間優(yōu)選地圍繞共同的軸線(在下面還稱為機(jī)器軸線)、優(yōu)選地圍繞共同的中軸線的相對的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。優(yōu)選地所述填充機(jī)構(gòu)和所述空腔相對彼此能夠轉(zhuǎn)動地布置,其中,所述填充機(jī)構(gòu)能夠在所述空腔之內(nèi)、在所述空腔的邊緣處或在所述空腔之上布置。
所述空腔優(yōu)選地設(shè)計(jì)成柱體形。但其還能夠在俯視圖中來看具有細(xì)長的延伸。在所述空腔與所述填充機(jī)構(gòu)之間的相對運(yùn)動由此例如不是僅僅受限于旋轉(zhuǎn)。反而還能夠在所述填充機(jī)構(gòu)與所述空腔之間在所述填充過程期間將平移的相對運(yùn)動同時地以及相繼地相對于所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動來設(shè)置。優(yōu)選地存在如下可行性,使得實(shí)現(xiàn)不同的運(yùn)動的、例如旋轉(zhuǎn)運(yùn)動與平移的運(yùn)動的疊加。同樣能夠進(jìn)行曲線運(yùn)動。所述裝置為此具有一個或多個驅(qū)動器,所述驅(qū)動器借助于控制器或調(diào)節(jié)器來驅(qū)動。優(yōu)選地所述填充機(jī)構(gòu)實(shí)施至少一個旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。
借助于所述裝置能夠?qū)⒉煌牟牧蠟榱送耆煌哪康亩幚沓擅?,所述毛坯在其體積的不同的區(qū)域中具有所述不同的材料。不同的材料在應(yīng)用的意義中在本發(fā)明中為如下材料,其鑒于其特性、其化學(xué)的元素、其粒度(K?rnung)和/或其它的描述材料的和/或物理的和/或化學(xué)的參數(shù)方面而不同。尤其將材料同時布置在所述空腔中允許,將在所述毛坯方面的不同的幾何結(jié)構(gòu)、在例如有孔性、強(qiáng)度、可延展性、粒大小分布、粒大小的取向以及許多其它的方面的最不同的要求能夠更多地針對性地使用在所述毛坯的一定的區(qū)域中。優(yōu)選地根據(jù)針對所述毛坯的使用目的來選取所述空腔的幾何結(jié)構(gòu)。由此能夠例如適用于一些應(yīng)用的是柱體形狀,反之適用于其它的應(yīng)用的更確切的是有角的形狀。所述裝置的優(yōu)選的第一使用領(lǐng)域涉及制造燒結(jié)毛坯、還稱為生坯。能夠用于此以及用于其它的使用領(lǐng)域的材料能夠尤其包括所有的類型的能灌注的(schüttfahige)物品、例如金屬的粉末和微粒、陶瓷的粉末但還有合成材料。另外的輔助劑如結(jié)合劑、沖壓輔助劑如油和蠟或潤滑劑能夠同樣通過所述裝置來處理。除了能流動的(rieself?higen)或能流的(flie?f?higen)材料之外還能夠使用其它的形成物如織物、非織造織物、纖維、線材和類似物并且引入到所述空腔中。
由所述生坯能夠接下來制造完全不同的產(chǎn)品,例如馬達(dá)和傳動機(jī)構(gòu)如齒輪、支承件、支承瓦、過濾器、磁體、工具、還有切割陶瓷及其他的用于最不同的應(yīng)用領(lǐng)域如汽車制造、家用、鐘點(diǎn)工和辦公室機(jī)器及其他的結(jié)構(gòu)部件。
但此外能夠利用所述裝置還制造用于完全其它的技術(shù)上的領(lǐng)域的毛坯并且與此相應(yīng)地還采用其它的材料。由此能夠例如在使用所述輸送裝置的情況下來制造用于化學(xué)工業(yè)的毛坯。同樣存在食品工業(yè)中使用的可行性。
優(yōu)選的是制造沖壓品。沖壓品為緊湊化的材料。所述沖壓品通過與彼此壓制而具有較好的復(fù)合。由此能夠根據(jù)一種設(shè)計(jì)方案已經(jīng)引起足夠的最終強(qiáng)度,例如通過施加高的壓力,尤其如所述施加在等壓的(isostatischen)沖壓中進(jìn)行的那樣。但同樣起穩(wěn)定化作用的結(jié)合材料能夠用于,已經(jīng)將緊湊化的沖壓品轉(zhuǎn)成最終形狀。
所述根據(jù)本發(fā)明提出的裝置的優(yōu)點(diǎn)是,利用其使得所述粒分布能夠非常準(zhǔn)確地調(diào)整。借助于所述輸送裝置能夠準(zhǔn)確地控制相應(yīng)的材料流入量,其中,例如通過結(jié)合劑和/或還借助于在此期間的壓制來進(jìn)行固定所述相應(yīng)的材料。
根據(jù)本發(fā)明的一種設(shè)計(jì)方案設(shè)置成,能夠調(diào)整通過所述輸送裝置流動的材料的流入量、也就是說速率(每時間單位的量)。優(yōu)選地,所述輸入線路的橫截面能夠關(guān)于至少一個區(qū)域能夠變化。同樣存在如下可行性,即使得在一些材料中的質(zhì)量流能夠以較高的或較低的壓力來影響。又一種設(shè)計(jì)方案規(guī)定,設(shè)置有抽吸部,也就是說所述相應(yīng)的材料的流出通過施加負(fù)壓來支持。
此外證實(shí)為有利的是,在所述待填充的空腔中設(shè)置有通風(fēng)。所述通風(fēng)允許,空氣從所述空腔中導(dǎo)引出來(例如抽吸)、尤其在如下時間點(diǎn)上,在所述時間點(diǎn)上以利用所述第一和所述第二材料來填充所述空腔來開始。由此試驗(yàn)取得的成果是,如果包含在所述空腔中的空氣被抽出,則填充最不同的空腔的節(jié)拍時間能夠被減少。優(yōu)選地,所述通風(fēng)借助于負(fù)壓來實(shí)現(xiàn)。對此能夠?qū)⒁粋€或更多負(fù)壓噴嘴至少相鄰于所述空腔來布置。本發(fā)明的一種設(shè)計(jì)方案規(guī)定,至少一個噴嘴布置在所述輸送裝置處、尤其直接相鄰于所述通入橫截面。本發(fā)明的另一設(shè)計(jì)方案規(guī)定,在所述通入橫截面之內(nèi)布置有一個或多個噴嘴。
根據(jù)本發(fā)明的裝置的另一設(shè)計(jì)方案允許在所述輸送裝置與所述空腔之間的相對運(yùn)動。所述相對運(yùn)動能夠或者通過所述輸送裝置或僅僅通過所述空腔來實(shí)施。但還存在如下可行性,使得兩者、空腔以及輸送裝置能夠運(yùn)動、優(yōu)選地通過相應(yīng)的驅(qū)動器。但同樣存在如下可行性,即例如借助于傳動機(jī)構(gòu)的耦聯(lián)的運(yùn)動。運(yùn)動能夠平移地進(jìn)行,但所述運(yùn)動還能夠包括旋轉(zhuǎn)運(yùn)動或還有擺動運(yùn)動以及兩個或更多不同的運(yùn)動的疊加。這實(shí)現(xiàn),通過例如所述輸送裝置的或所述通入橫截面的相應(yīng)的運(yùn)動完成毛坯的最不同的3D幾何結(jié)構(gòu),由此完成在不同的區(qū)域中分別以不同的材料來填充的空腔。優(yōu)選地,所述第一和所述第二材料的相應(yīng)的材料流在此不中斷。由此能夠根據(jù)技術(shù)的要求能夠相應(yīng)調(diào)整帶有最不同的形狀的覆層。
同樣通過引入之后待去除的材料而存在如下可行性,即使得最不同的長度和寬度的通道引入到所述毛坯中。由此能夠例如還形成空心體,優(yōu)選地任意的3D空心體。一種設(shè)計(jì)方案例如規(guī)定帶有空心螺旋的毛坯。
此外證實(shí)了,當(dāng)所述裝置的至少一部分振動并且借助于振動有助于所述材料流時,所述材料流能夠保持特別恒定。通過所述振動防止尤其小的粉末顆粒的凝聚,否則所述粉末顆粒堵塞穿流并且與此代替地會在所述輸入線路中的一個中粘附。例如所述振動器能夠直接地布置在材料輸入線路處以及在所述輸送裝置處。
同樣證實(shí)了,有利的是,使得所述材料在填充所述空腔之前、期間和/或之后來取向。為此例如設(shè)置成,設(shè)置有帶有優(yōu)選地以梳、平的或還成輪廓的板條或滾子的形式的接觸面的作用元件,所述作用元件借助于移動裝置能夠移動到如下程度,使得所述接觸面與填入到所述空腔中的材料處于接觸,其中,移動裝置在所述材料中移動所述作用元件。優(yōu)選地,所述板條還能夠具有鋸齒結(jié)構(gòu),所述鋸齒結(jié)構(gòu)由此加工該鋸齒結(jié)構(gòu)所劃過的表面。
本發(fā)明的另一設(shè)計(jì)方案又規(guī)定,所述緊湊化的沖壓品在制造為毛坯之后還經(jīng)受另外的加工步驟。由此所述沖壓品能夠作為例如生坯經(jīng)受不同的再加工步驟,由此例如經(jīng)受固相燒結(jié)、液體燒結(jié)或還有反應(yīng)燒結(jié)。
一種改進(jìn)方案規(guī)定,利用所提出的輸送裝置實(shí)現(xiàn)專門制造工件。由此能夠在齒輪或離合器體中在唯一的加工工序中例如在外部將與在內(nèi)部的不同的材料布置在所述空腔中。由此能夠調(diào)整所述工件的相應(yīng)的結(jié)構(gòu)、例如在外部與在內(nèi)部不同的組織。同樣能夠以這種方式例如針對性地完成奧氏體的組織、鐵磁的工件或其它。由此存在如下可行性,即例如將所述工件的一個區(qū)域設(shè)計(jì)成能夠燒結(jié)硬化的(sinterh?rtbar)并且反之相同的工件的另一區(qū)域設(shè)計(jì)成不能夠燒結(jié)硬化的。例如能夠?qū)⒋耸褂迷邶X輪中。在該處例如外區(qū)域是燒結(jié)硬化的,然而內(nèi)區(qū)域具有其它的材料和其它的密度。由此在該處在所述內(nèi)區(qū)域中在燒結(jié)之后存在有所述材料特性的與在外區(qū)域中不同的性質(zhì)。由此例如在內(nèi)部中相較于在外周緣處的齒部存在有所述組織的一定的軟性。這種例如用于可變的閥傳動的構(gòu)件(VVT構(gòu)件)。
此外本發(fā)明應(yīng)該在下面按照另一具體的示例來進(jìn)一步描述。所述示例然而僅僅應(yīng)視為不同的實(shí)施方案的一個并且不應(yīng)該限制本發(fā)明而是解釋本發(fā)明。尤其源自所述示例的各個的特征能夠在其它的實(shí)施方案中也還以廣泛的形式同樣使用(尤其當(dāng)這涉及其它的材料、功能或還有覆層的布置時)。
例如本發(fā)明能夠在制造緊湊材料(Kompaktmaterial)時使用,類似于生坯、也就是說緊湊復(fù)合物用于使用在氫儲存器(Wasserstoffspeicher)中。在此能夠設(shè)置成,所述第一材料為主要儲存氫的材料并且所述第二材料為主要傳導(dǎo)熱的材料,其中,所述兩個材料通過所述輸送裝置的通入橫截面引導(dǎo)到所述空腔中并且引入在所述空腔的不同的區(qū)域中。
概念氫儲存器描述如下儲備容器,在其中能夠儲存氫。在此能夠?qū)鹘y(tǒng)的方法用于儲存和存放氫、如例如壓縮氣體儲存、也就是說通過利用壓縮器壓縮來儲存在壓力容器中或液態(tài)氣體儲存或通過冷卻和壓縮以液化的形式的儲存。儲存氫的另外的備選的形式基于固體或液體,例如金屬氫化物儲存器、也就是說基于儲存作為在氫與金屬或合金之間的化學(xué)的結(jié)合的原理,或基于吸附儲存、也就是說氫在高度有孔的材料中的吸附的儲存。此外為了存放和運(yùn)輸氫還有如下氫儲存器是可行的,其將所述氫暫時地結(jié)合到有機(jī)的物質(zhì)處,其中,產(chǎn)生液態(tài)的、能夠無壓力儲存的化合物(所謂的“化學(xué)結(jié)合的氫”)。
概念覆層描述了,優(yōu)選地一個材料、但還有兩個或更多材料布置在一個層中并且所述層能夠作為層與其直接的環(huán)境劃界。由此能夠例如使得不同的材料相繼松散地(lose)相疊灌注,從而相鄰的覆層直接接觸。在一種優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中由能夠氫化的(hydrierbarem)材料制成的覆層(能夠氫化的覆層)能夠直接相鄰于能熱傳導(dǎo)的覆層布置。這種布置允許,在氫吸收和/或氫放出時所產(chǎn)生的/需要的熱能夠從所述能夠氫化的材料直接地放出或遞“交”到相鄰的覆層處。
下列功能“主要的氫儲存”、“主要的熱傳導(dǎo)”、“主要的延展補(bǔ)償”和/或“主要的氣體穿引”中的至少一個能夠理解成,相應(yīng)的覆層至少將所述功能承擔(dān)為在所述復(fù)合材料的第二區(qū)域中的主要任務(wù)。由此可行的是,覆層主要用于氫儲存,但同時還能夠,提供至少一個一定的熱傳導(dǎo)能力。但在此例如設(shè)置成,存在有至少一個另外的覆層,其主要承擔(dān)熱傳導(dǎo),這意味著,通過其將熱量的大部分從所壓制的材料復(fù)合物中導(dǎo)開或輸送給所述材料復(fù)合物。在此能夠又使用主要?dú)怏w可透的覆層,通過所述覆層例如將所述氫導(dǎo)引到所述材料復(fù)合物中但還例如導(dǎo)引出來。但在此能夠通過穿流的流體還運(yùn)輸熱能。
所述能夠氫化的材料能夠吸收并且在需要時又放出所述氫。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中所述材料包括顆粒、粒狀物、纖維、優(yōu)選地經(jīng)切割的纖維、薄片和/或其它的幾何結(jié)構(gòu)。尤其所述材料還能夠構(gòu)造成板形或粉末狀。在此不必要的是,所述材料具有均勻的設(shè)計(jì)方案。反而所述設(shè)計(jì)方案能夠?yàn)橐?guī)則的或不規(guī)則的。顆粒在本發(fā)明的意義中為例如幾乎球狀的顆粒以及帶有不規(guī)則的、有角的外部的外形的顆粒。表面能夠是平的,然而還可行的是,所述材料的表面是粗糙的和/或具有不平部和/或凹入部和/或凸出部。根據(jù)本發(fā)明氫儲存器能夠在僅僅一個專門的3維的設(shè)計(jì)方案中具有所述材料,從而所述材料的所有的顆粒具有相同的空間上的伸展。然而還可行的是,氫儲存器在不同的設(shè)計(jì)方案/幾何結(jié)構(gòu)中包括所述材料。通過所述材料的大量不同的幾何結(jié)構(gòu)或設(shè)計(jì)方案能夠使得所述材料使用在大量不同的氫儲存器中。
優(yōu)選地,所述材料具有空心體、例如帶有一個或多個空出部和或帶有空心形狀的顆粒、例如帶有空心通道的擠出體或空心纖維。概念空心纖維描述柱體形的纖維,其在橫截面中具有一個或多個連續(xù)的空心空間。通過使用空心纖維,能夠?qū)⒍鄠€空心纖維聯(lián)合成一個空心纖維膜,由此由于高的有孔性能夠使得吸收和/或從所述材料中放出所述氫變得容易。
優(yōu)選地,所述能夠氫化的材料具有雙模的(bimodale)大小分布。由此能夠?qū)崿F(xiàn)較高的灌注密度和由此所述能夠氫化的材料在所述氫儲存器中的較高的密度,由此提高所述氫儲存器容量、也就是說氫的能夠在所述儲存器中儲存的量。
所述能夠氫化的材料能夠根據(jù)本發(fā)明包括至少一個能夠氫化的金屬和/或至少一個能夠氫化的金屬合金、優(yōu)選地由此制成。
還能夠用作能夠氫化的材料的是:
- 堿土金屬和堿金屬鋁氧化物,
- 堿土金屬和堿金屬硼氫化物,
- 金屬有機(jī)框架(MOF's)/金屬有機(jī)的支架,和/或
- 包合物(Clathrate),
以及當(dāng)然由相應(yīng)的材料構(gòu)成的相應(yīng)的組合。
所述材料能夠根據(jù)本發(fā)明還包括不能夠氫化的金屬或金屬合金。
所述能夠氫化的材料能夠根據(jù)本發(fā)明包括低溫氫化物和/或高溫氫化物。概念氫化物在此表示能夠氫化的材料,無關(guān)于所述材料是以氫化的形式還是非氫化的形式存在。低溫氫化物優(yōu)選地在-55°C至180°C之間、尤其在-20°C與150°C之間、特別在0°C與140°C之間的溫度范圍中儲存氫。高溫氫化物優(yōu)選地在從280°C和更多起、尤其從300°C和更多起的溫度范圍中儲存氫。在所提及的溫度中所述氫化物能夠不僅儲存而且放出氫,也就是說在所述溫度范圍中有效。
如果就此而言描述‘氫化物(Hydride)’,則其能夠理解成以所述能夠氫化的材料的氫化的形式的而且以所述能夠氫化的材料的非氫化的形式的能夠氫化的材料。根據(jù)本發(fā)明能夠在制造氫儲存器時使用以所述能夠氫化的材料的氫化的或非氫化的形式的能夠氫化的材料。
關(guān)于氫化物及其性質(zhì)參閱在B.Sakietuna et.al., International Journal of Energy, 32(2007), S. 1121-1140中的表格1至4,其內(nèi)容借此屬于本發(fā)明的公開。
所述氫儲存(氫化)能夠在室溫的情況下進(jìn)行。所述氫化為放熱的反應(yīng)。所產(chǎn)生的反應(yīng)熱能夠被引開。相反于此地,必須為了脫氫化將以熱的形式的能量輸送給所述氫化物。所述脫氫化為吸熱的反應(yīng)。
例如能夠設(shè)置成,低溫氫化物與高溫氫化物一起使用。由此能夠根據(jù)一種設(shè)計(jì)方案設(shè)置成,例如將所述低溫氫化物和所述高溫氫化物混合地設(shè)置在第二區(qū)域的覆層中。它們同樣能夠分別彼此分離地布置在不同的覆層或區(qū)域中、尤其還在不同的第二區(qū)域中。由此能夠例如設(shè)置成,在所述第二區(qū)域之間布置第一區(qū)域。另一設(shè)計(jì)方案規(guī)定,第一區(qū)域在基質(zhì)中分布地具有由低和高溫氫化物構(gòu)成的混合。同樣存在如下可行性,不同的第一區(qū)域或者具有低溫氫化物或者具有高溫氫化物。
優(yōu)選地,所述能夠氫化的材料包括如下金屬,即選自鎂、鈦、鐵、鎳、錳、鎳、鑭、鋯、釩、鉻,或由源自這些金屬的兩個或多個構(gòu)成的混合。所述能夠氫化的材料還能夠具有金屬合金,所述金屬合金包括所提及的金屬中的至少一個。
特別優(yōu)選地,所述能夠氫化的材料(氫儲存材料)包括至少一個金屬合金,所述金屬合金在150°C或更少的溫度中、尤其在-20°C至140°C、尤其0°C至100°C的溫度范圍中能夠?qū)鋬Υ婧陀址懦?。所述至少一個金屬合金在此優(yōu)選地選自AB5類的、AB類的和/或所述AB2類的合金。在此A和B分別表示彼此不同的金屬,其中,A和/或B尤其選自如下組,所述組具有鎂、鈦、鐵、鎳、錳、鎳、鑭、鋯、釩和鉻。指數(shù)(Indizes)呈現(xiàn)為所述金屬在相應(yīng)的合金中的化學(xué)計(jì)算的比例(st?chiometrische Verh?ltnis)。在此所述合金能夠根據(jù)本發(fā)明摻以外來原子。摻雜度能夠根據(jù)本發(fā)明為A和/或B的直到50原子%、尤其直到40原子%或直到35原子%、優(yōu)選地直到30原子%或直到25原子%、特別直到20原子%或直到15原子%、優(yōu)選地直到10原子%或直到5原子%。所述摻雜能夠例如以鎂、鈦、鐵、鎳、錳、鎳、鑭或其它的鑭系元素、鋯、釩和/或鉻進(jìn)行。在此所述摻雜能夠以一個或多個不同的外來原子來進(jìn)行。所述AB5類的合金能夠容易活化,也就是說為所述活化所需的條件類似于在所述氫儲存器運(yùn)行中的條件。所述AB5類的合金此外具有比所述AB或AB2類的合金高的可鍛性。所述AB2或所述AB類的合金反之相對于所述AB5類的合金具有高的機(jī)械的穩(wěn)定性和硬度。示例性地能夠在此將FeTi稱為所述AB類的合金、TiMn2稱為所述AB2類的合金并且LaNi5稱為所述AB5類的合金。
特別優(yōu)選地所述能夠氫化的材料(氫儲存材料)包括由至少兩個能夠氫化的合金構(gòu)成的混合,其中,所述AB5類的至少一個合金和所述第二合金為所述AB類的和/或所述AB2類的合金。所述AB5類的合金的份額為尤其基于所述能夠氫化的材料的總重量的1重量%至50重量%、尤其2重量%至40重量%、特別優(yōu)選地5重量%至30重量%并且特別地5重量%至20重量%。
所述能夠氫化的材料(氫儲存材料)優(yōu)選地以顆粒的形式(顆粒、粒子)存在。
所述粒子尤其具有20μm至700μm、優(yōu)選地25μm至500μm、特別30μm至400μm、尤其50μm至300μm的粒子大小x50。在此x50意味著,所述粒子的50%具有中間的顆粒大小,所述中間的顆粒大小等于或小于所提及的數(shù)值。所述粒子大小借助于激光衍射來確定,但能夠例如還通過篩析來進(jìn)行。所述中間的顆粒大小在當(dāng)前為基于重量的顆粒大小,其中,基于體積的顆粒大小在當(dāng)前是相同的。在此給出所述能夠氫化的材料在其第一次經(jīng)受氫化之前的粒子大小。在所述氫儲存期間在所述材料中出現(xiàn)應(yīng)力,這能夠引起,在多個循環(huán)期間進(jìn)行減少所述x50粒子大小。
優(yōu)選地,所述能夠氫化的材料如下地固定地結(jié)合在所述基質(zhì)中,使得所述能夠氫化的材料在儲存氫時變小。優(yōu)選地,由此將顆粒使用為能夠氫化的材料,所述能夠氫化的材料破裂,而所述基質(zhì)至少大部分地保持不被破壞。這個結(jié)果是令人吃驚的,因?yàn)樵匀缦聻槌霭l(fā)點(diǎn),即如果發(fā)生由于體積增長的高的伸長,則所述基質(zhì)在伸長時由于所述能夠氫化的材料在儲存氫期間的體積增長更確切地說是會傾向于斷裂。目前以如下為出發(fā)點(diǎn),即在外部的作用于所述顆粒的力由于在體積增加的情況下在所述基質(zhì)中的連結(jié)連同在所述顆粒之內(nèi)由于所述體積增加而引起的應(yīng)力來引起破裂。所述顆粒的破裂能夠在結(jié)合到在所述基質(zhì)中的聚合材料中時特別明顯地發(fā)現(xiàn)。由聚合材料制成的基質(zhì)曾能夠,還將這樣破裂的顆粒穩(wěn)定地地點(diǎn)固定地保持定位。
此外試驗(yàn)取得的成果是,在使用結(jié)合物(Binder)、尤其粘結(jié)結(jié)合物時在所述基質(zhì)中為了固定所述顆粒而實(shí)現(xiàn)在所述基質(zhì)之內(nèi)的特別好的地點(diǎn)固定的定位。結(jié)合物含量能夠優(yōu)選地在所述基質(zhì)體積的2體積%與3體積%之間。
優(yōu)選地,基于由于儲存氫引起的顆粒的破裂的顆粒大小基于所述x50粒子大小的變化在開始時和在100個儲存過程之后以系數(shù)0.6、更優(yōu)選地以系數(shù)0.4進(jìn)行。
此外能夠例如用作基質(zhì)材料的是碳基質(zhì),所述低溫氫化物進(jìn)入到所述碳基質(zhì)中。例如由能夠在http://dspace.library.uu.nl/handle/1874/256764下下載的、在Utrecht大學(xué)的、J.Gao的標(biāo)題為“Carbon matrix confined sodium alanate for reversible hydrogen storage”的論文中得知,所述待使用的能夠氫化的材料和所述基質(zhì)能夠如何與彼此相協(xié)調(diào),從而即使在較低的溫度的情況下也能夠運(yùn)行由此制成的氫儲存器。所述論文的內(nèi)容借此通過參考而屬于本申請的內(nèi)容。
此外所述復(fù)合材料的至少一個組分能夠在燒結(jié)工藝中制造或制成。在燒結(jié)工藝中將細(xì)粒的、陶瓷的或金屬的物料加熱,其中,所述溫度然而保持在所述物料的主組分的熔化溫度之下,從而所述工件的外形保持不變。在此通常引起收縮,因?yàn)樗龀跏疾牧系念w粒被壓縮并且孔空間被填充。人們原則上區(qū)分所述固相燒結(jié)和所述液相燒結(jié),在其中也引起熔化。通過溫度處理使得在燒結(jié)時由細(xì)或粗粒的生坯體(所述生坯體在之前的工藝步驟中、例如借助于擠出或粉末沖壓來成形)變成固體的工件。所述燒結(jié)產(chǎn)物通過所述溫度處理才獲得其最終的性質(zhì)、如硬度、強(qiáng)度或溫度傳導(dǎo)能力,它們在相應(yīng)的使用方面是需要的。由此能夠以這種方式例如完成開孔的(offenporige)基質(zhì),所述能夠氫化的材料進(jìn)入到所述基質(zhì)中。同樣存在如下可行性,即以這種方式完成通道結(jié)構(gòu),所述通道結(jié)構(gòu)例如是引導(dǎo)氣體的并且能夠使用在所述氫儲存元件中。
所述氫儲存元件制造裝置的一種改進(jìn)方案規(guī)定,所述待填充的空腔優(yōu)選地是圓的并且優(yōu)選地設(shè)置有帶有接觸面的作用元件,所述作用元件至少在填入到所述空腔中的至少第一和/或第二材料的表面上能夠移動并且沿著所述表面能夠運(yùn)動,特別優(yōu)選地能夠移動到所述至少第一和/或第二材料中并且能夠在所述至少第一和/或第二材料之內(nèi)運(yùn)動。
除了所述空腔的圓的幾何結(jié)構(gòu)之外還能夠存在有如下幾何結(jié)構(gòu)、尤其有角的幾何結(jié)構(gòu)。由此存在如下可行性,使得例如所述輸送裝置能夠或者在笛卡爾的坐標(biāo)系統(tǒng)或者其它的直角的坐標(biāo)系統(tǒng)以及例如極的坐標(biāo)系統(tǒng)中沿不同的方向運(yùn)動。尤其所述輸送裝置和/或所述待填充的空腔能夠受控地運(yùn)動,從而進(jìn)行期望的材料堆疊。
此外存在如下可行性,使得所述氫儲存元件制造裝置的輸送裝置具有通入橫截面,帶有用于所述第一材料的至少一個第一區(qū)域和帶有用于所述第二材料的與所述至少一個第一區(qū)域不同的第二區(qū)域,也就是說以用于優(yōu)選地平行地、地點(diǎn)上分離地填充所述空腔,其中,所述第一區(qū)域優(yōu)選地至少部分地、特別優(yōu)選地完全地嵌入到所述第二區(qū)域中。
由此能夠在堆疊所述至少兩個材料時、尤其在填充所述空腔時制造最不同的幾何結(jié)構(gòu)。由此能夠形成不平坦的、以及還有平坦的覆層幾何結(jié)構(gòu)。如果例如用作待輸送的材料的是之前制造的材料混合物,則能夠以這種方式還形成以最不同的幾何結(jié)構(gòu)的基質(zhì)。所述基質(zhì)例如含有儲存氫的材料,但此外還是傳導(dǎo)熱的或優(yōu)選地有孔的。
根據(jù)本發(fā)明的氫儲存元件制造裝置的另一設(shè)計(jì)方案規(guī)定,所述裝置具有至少一個驅(qū)動器,借助于所述驅(qū)動器實(shí)現(xiàn)在所述待填充的空腔與所述輸送裝置之間的至少一個受控的相對運(yùn)動。通過所述控制能夠例如預(yù)設(shè)軌跡曲線,所述輸送裝置和/或所述空腔沿著所述軌跡曲線移動。例如設(shè)置有所述運(yùn)動的計(jì)算機(jī)支持的控制或調(diào)節(jié)。所述控制或調(diào)節(jié)能夠優(yōu)選地能夠集成到相應(yīng)的控制單元中,所述控制單元尤其例如還鑒于所述空腔的填充方面控制或調(diào)節(jié)所述裝置。
所述氫儲存元件制造裝置的一種改進(jìn)方案規(guī)定,所述輸送裝置(或填充器)和/或所述空腔相對彼此能夠轉(zhuǎn)動地布置。
除了以僅僅一個唯一的材料、尤其粉末來填充(沖壓器的模具的)空腔之外,現(xiàn)在所提出的氫儲存元件制造裝置允許將相同的、但例如帶有不同的粒度的材料引導(dǎo)到所述第一和還到所述第二輸入線路中。由此能夠例如在所述氫儲存元件中建立針對性的梯度。此外可行的是,為了較好地分布所述材料、尤其粉末,例如將所述輸送裝置設(shè)有一個或多個刮除元件。由此能夠例如進(jìn)行所述材料的取向。尤其實(shí)現(xiàn),將覆層構(gòu)建由均勻的螺旋構(gòu)建所代替或但還進(jìn)行補(bǔ)充。此外同樣存在如下可行性,即使得所述覆層構(gòu)建在與所述機(jī)器軸線成直角的延伸中設(shè)計(jì)成不均勻的。
相反于其它的方法,本發(fā)明由此允許不是僅僅由優(yōu)選地粉末制成的覆層的逐覆層的構(gòu)建,其中,所述覆層構(gòu)建與所述機(jī)器軸線成直角地能夠視為恒定的。反而能夠同時產(chǎn)生至少兩個或更多、尤其分別由不同的材料制成的覆層。
此外能夠設(shè)置成,所述氫儲存元件制造裝置的待填充的空腔為模具空腔(Matrizenkavit?t)并且所述輸送裝置為填充器并且所述氫儲存元件制造裝置包括沖壓器用于在所述模具空腔中壓縮所述至少第一和所述第二材料。優(yōu)選地,所述沖壓器通過下沖模以及還有上沖模形成。
另一氫儲存元件制造裝置(但其能夠同樣根據(jù)建議來構(gòu)建)例如為3D打印機(jī)。所述3D打印機(jī)能夠例如具有旋轉(zhuǎn)的填充器,帶有多個腔室用于不同的材料、尤其粉末。同樣在所述3D打印機(jī)中能夠?qū)崿F(xiàn)如下思想,即設(shè)置如下材料輸送構(gòu)思,在其中所述填充器圍繞所述機(jī)器縱軸線(也就是說圍繞如下軸線,即上和/或下沖模沿所述軸線移位)旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選地用于粉末的材料貯存部在此細(xì)分成至少兩個部段,其中,每個部段可選地能夠以不同的粉末來填充。所述各個的部段在形狀、大小和位置方面的設(shè)計(jì)在此不是固定的。
在所述填充器的為此設(shè)置的井(Sch?chten)中例如通過激光射線的固化能夠跟隨所述填充過程。
根據(jù)本發(fā)明的另一思想(所述思想能夠無關(guān)于以及還有取決于本發(fā)明存在)提出裝置、尤其沖壓器、優(yōu)選地如已經(jīng)在上面描述的裝置或沖壓器的輸送裝置,也就是說為了利用所述輸送裝置的通入橫截面來輸送至少一個第一和第二材料,使得其具有至少一個第一區(qū)域和與其分離的第二區(qū)域用于平行地、分離地輸送所述第一和所述第二材料。
如上面那樣,應(yīng)該還在下面將所述思想按照氫儲存元件的示例來進(jìn)一步闡述。然而在此示出的細(xì)節(jié)不限于所述示例。反而所述細(xì)節(jié)能夠通常相應(yīng)于所提出的思想來用于輸送裝置。
用于應(yīng)用在氫儲存元件制造裝置中的輸送裝置同樣設(shè)有通入橫截面,帶有至少一個用于所述第一材料的第一區(qū)域和帶有與其分離的、用于所述第二材料的第二區(qū)域用于優(yōu)選地平行地、地點(diǎn)上分離地填充所述空腔,其中,所述第一區(qū)域優(yōu)選地至少部分地、特別優(yōu)選地完全地嵌入到所述第二區(qū)域中。
例如所述輸送裝置如下構(gòu)造,使得其具有用于所述第一材料的材料輸送部和與其分離的、用于所述第二材料的材料輸送部,其中,存在有混合區(qū)輸送,沿著所述混合區(qū)輸送使得所述第一和所述第二材料能夠混合和能夠輸送。由此能夠形成梯度、尤其但還有基質(zhì)。所述混合區(qū)輸送被包含在所述輸送裝置中。
已經(jīng)在上面使用的概念“基質(zhì)”描述由兩個或更多互相復(fù)合的材料制成的復(fù)合原料。在此優(yōu)選地一個材料吸收另一個。所述基質(zhì)能夠?yàn)殚_孔的、以及還有閉孔的。優(yōu)選地所述基質(zhì)是有孔的。通過由另一個材料吸收一個材料,能夠例如補(bǔ)充原料性質(zhì),其否則相應(yīng)僅僅具有各個的組分。對于所述復(fù)合原料的性質(zhì),所述組分的物料的性質(zhì)和幾何結(jié)構(gòu)是重要的。尤其通常尺寸效應(yīng)(Gr??eneffekte)起作用。所述復(fù)合例如通過物料或形狀配合或兩者的組合來進(jìn)行。以這種方式能夠在所述基質(zhì)中例如實(shí)現(xiàn)固定地定位所述能夠氫化的材料。所述基質(zhì)的另外的組分能夠例如為用于所述熱傳導(dǎo)和/或所述氣體穿引的材料。
除了所述至少一個聚合物之外所述基質(zhì)能夠具有一個或多個另外的構(gòu)件如例如用于所述熱傳導(dǎo)和/或所述氣體穿引的材料。
所述基質(zhì)能夠根據(jù)本發(fā)明包括一個或多個聚合物并且由此稱為聚合的基質(zhì)。所述基質(zhì)能夠由此包括一個聚合物或兩個或更多聚合物的混合物。優(yōu)選地,所述基質(zhì)包括僅僅一個聚合物。尤其,所述基質(zhì)能夠自身是儲存氫的。由此能夠例如使用乙烯(聚乙烯、PE)。優(yōu)選地,使用鈦乙烯化合物。其能夠根據(jù)一種優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案儲存直到14重量%氫。
概念聚合物描述由鏈或分支的分子、所謂的高分子(所述高分子又由相同的或相同類型的單元、所謂的體質(zhì)上的反復(fù)單元(konstitutionellen Repetiereinheiten)或重復(fù)單元制成)制成的化學(xué)的化合物。合成的聚合物通常為合成材料。
通過使用至少一個聚合物能夠通過所述基質(zhì)給所述材料分配好的視覺的、機(jī)械的、熱的和/或化學(xué)的性質(zhì)。例如所述氫儲存器能夠通過所述聚合物而具有好的溫度抗性、相對于周圍的介質(zhì)的抵抗(氧化抗性、腐蝕抗性)、好的傳導(dǎo)能力、好的氫吸收和儲存能力或其它的性質(zhì)、如例如機(jī)械的強(qiáng)度,它們否則在沒有所述聚合物的情況下會不可能。還能夠使用如下聚合物,其例如沒有實(shí)現(xiàn)儲存氫但為此實(shí)現(xiàn)高的伸長、如例如聚酰胺或聚醋酸乙烯酯。
根據(jù)本發(fā)明,所述聚合物能夠?yàn)榫酆衔锘蚬簿酆衔铩9簿酆衔餅槿缦戮酆衔?,其由兩個或更多不同類型的單體單元組成。人們將由三個不同的單體組成的共聚合物稱為三元聚合物(Terpolymere)。根據(jù)本發(fā)明聚合物例如還包括三元聚合物。
優(yōu)選地,所述聚合物(均聚合物)具有單體單元,所述單體單元優(yōu)選地除了碳和氫之外此外還具有至少一個選自硫、氧、氮和磷的其它原子,從而所含的聚合物相反于例如聚乙烯而不完全是無極性的。同樣能夠存在有至少一個選自氯、溴、氟、碘和砹的鹵素原子。優(yōu)選地,所述聚合物為共聚合物和/或三元聚合物,在其中至少一個單體單元除了碳和氫之外此外還具有至少一個選自硫、氧、氮和磷的其它原子和/或存在有至少一個選自氯、溴、氟、碘和砹的鹵素原子。在此可行的是,同樣地,兩個或更多單體單元具有相應(yīng)的其它原子和/或鹵素原子。
所述聚合物優(yōu)選地鑒于所述氫儲存材料方面具有粘性的性質(zhì)。這意味著,所述聚合物在氫儲存材料處本身好地粘附并且由此構(gòu)造出如下基質(zhì),所述基質(zhì)同樣在負(fù)荷的情況下(如所述負(fù)荷在氫儲存期間出現(xiàn)的那樣)穩(wěn)定地在所述氫儲存材料處粘附。
所述聚合物的粘性的性質(zhì)實(shí)現(xiàn)在盡可能長的時期上、也就是說在所述氫儲存和氫放出的多個循環(huán)上將所述材料穩(wěn)定地引入到氫儲存器中和將所述材料定位于在所述氫儲存器中的定義的部位處。一個循環(huán)在此描述一次的氫化和接下來的脫氫化的過程。在此所述氫儲存材料應(yīng)該優(yōu)選地在至少500個循環(huán)、尤其在至少1000個循環(huán)上是穩(wěn)定的,以便能夠經(jīng)濟(jì)地使用所述材料。穩(wěn)定在本發(fā)明的意義中意味著,氫的能夠儲存的量、和速度(以所述速度儲存所述氫),還在500個或1000個循環(huán)后基本上相應(yīng)于在開始使用所述氫儲存器時的數(shù)值。尤其穩(wěn)定意味著,所述能夠氫化的材料至少大約保持于在所述氫儲存器之內(nèi)的如下位置處,在所述位置處所述材料一開始引入到所述儲存器中。穩(wěn)定尤其能夠如下理解,使得在如下循環(huán)期間不出現(xiàn)分解效果(Entmischungseffekte),在所述循環(huán)中較細(xì)的顆粒與較粗的顆粒分離和去除。
本發(fā)明的氫儲存材料尤其為低溫氫儲存材料。在為放熱的工藝的氫儲存中,因此出現(xiàn)直到150°C的溫度。聚合物(其用于相應(yīng)的氫儲存材料的基質(zhì))必須在所述溫度中是穩(wěn)定的。優(yōu)選的聚合物因此直到180°C的溫度、尤其直到165°C的、尤其直到145°C的溫度不解體。
尤其所述聚合物為如下聚合物,其具有100°C或更多、尤其105°C或更多、但小于150°C、尤其小于140°C、特別135°C或更少的熔點(diǎn)。優(yōu)選地,所述聚合物的密度根據(jù)ISO 1183規(guī)定,在20°C時為0.7g/cm3或更多、尤其0.8g/cm3或更多、優(yōu)選地0.9g/cm3或更多然而最大1.3g/cm3、優(yōu)選地不多于1.25g/cm3、尤其1.20g/cm3或更少。抗拉強(qiáng)度根據(jù)ISO 527優(yōu)選地處于10MPa至100Mpa的范圍中、尤其在15MPa至90Mpa的范圍中、特別優(yōu)選地在15MPa至80Mpa的范圍中。所述拉伸E模量根據(jù)ISO 527優(yōu)選地處于50MPa至5000Mpa的范圍中、尤其在55MPa至4500Mpa的范圍中、特別優(yōu)選地在60MPa至4000Mpa的范圍中。令人吃驚地表明的是,帶有這些機(jī)械的性質(zhì)的聚合物能夠特別穩(wěn)定并且良好地處理。尤其所述聚合物實(shí)現(xiàn)在所述基質(zhì)與嵌入到其中的能夠氫化的材料之間的穩(wěn)定的接合,從而所述能夠氫化的材料在多個循環(huán)上長地保持于在所述氫儲存器之內(nèi)的相同的位置處。因此實(shí)現(xiàn)所述氫儲存器的長的壽命。
特別優(yōu)選地在本發(fā)明的意義中所述聚合物選自EVA、PMMA、EEAMA以及所述聚合物的混合物。
利用EVA(乙烯醋酸乙烯酯)來表示由乙烯和醋酸乙烯酯制成的共聚合物的組,所述共聚合物具有在2重量%至50重量%的范圍中的醋酸乙烯酯的份額。醋酸乙烯酯的較小的份額引起構(gòu)造硬的薄膜,而較高的份額引起所述聚合物的較大的粘性。典型的EVA在室溫時是固體的并且具有直至750%的伸長率。此外EVA是抗應(yīng)力裂紋的。EVA具有下列一般的分子式(I):
(分子式(I))
EVA在本發(fā)明的意義中優(yōu)選地具有0.9g/cm3至1.0g/cm3的密度(根據(jù)ISO 1183)。屈服應(yīng)力根據(jù)ISO 527尤其處在4至12Mpa、優(yōu)選地在5MPa至10Mpa、特別5至8Mpa的范圍中。尤其合適的是如下EVA,其具有多于12Mpa、尤其多于15Mpa、并且小于50Mpa、尤其小于40Mpa、特別25MPa或更少的抗拉強(qiáng)度(根據(jù)ISO 527)。斷裂伸長(根據(jù)ISO 527)尤其處在>30%或>35%、特別在>40%或45%、優(yōu)選地在>50%。在此所述拉伸E模量優(yōu)選地處在35MPa至120MPA、特別40MPa至100Mpa、優(yōu)選地45MPa至90Mpa、尤其50MPa至80MPa的范圍中。合適的EVA例如由公司Axalta Coating Systems LLC在商標(biāo)名 Coathylene? CB 3547下來銷售。
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)為合成的、透明的、熱塑性的合成材料,帶有下列一般的結(jié)構(gòu)分子式(II):
(分子式(II))
玻璃轉(zhuǎn)變溫度取決于摩爾質(zhì)量地處于約45°C至130°C。軟化溫度為優(yōu)選地80°C至120°C、尤其90°C至110°C。所述熱塑性的共聚合物由于其相對于天氣、光和UV輻射的抗性而出眾。
PMMA在本發(fā)明的意義中優(yōu)選地具有0.9至1.5g/cm3的密度(根據(jù)ISO1183)、尤其1.0g/cm3至1.25g/cm3的密度。尤其合適的是如下PMMA,其具有多于30Mpa、優(yōu)選地多于40Mpa、尤其多于50Mpa、并且小于90Mpa、尤其小于85Mpa、特別80MPa或更少的抗拉強(qiáng)度(根據(jù)ISO 527)。所述斷裂伸長(根據(jù)ISO 527)尤其處在<10%、特別在<8%、優(yōu)選地在<5%。在此所述拉伸E模量優(yōu)選地處在900MPa至5000Mpa、優(yōu)選地1200至4500Mpa、尤其2000MPa至4000Mpa的范圍中。合適的PMMA例如由公司Ter Hell Plastics GmbH、Bochum、Deutschland、在商標(biāo)名 7M Plexiglas?粒狀物下提供。
EEAMA為由乙烯、丙烯酸酯和馬來酸酐單體單元制成的三元聚合物。EEAMA具有約102°C的熔點(diǎn)、取決于摩爾質(zhì)量。優(yōu)選地所述EEAMA在20°C的情況下(DIN 53217/ISO 2811)具有1.0g/cm3或更少并且0.85g/cm3或更多的相對的密度。合適的EEAMA例如在商標(biāo)名Coathylene? TB3580下由公司Axalta Coating Systems LLC來銷售。
優(yōu)選地,所述復(fù)合材料基本上包括所述氫儲存材料以及所述基質(zhì)。所述基質(zhì)基于所述復(fù)合材料的總重量的重量份額為優(yōu)選地10重量%或更少、尤其8重量%或更少、特別優(yōu)選地5重量%或更少并且為優(yōu)選地至少1重量%和尤其至少2重量%至3重量%。值得向往的是,在所述基質(zhì)處的重量份額保持盡可能小。即使所述基質(zhì)能夠儲存氫,則所述氫儲存能力依舊沒有如所述氫儲存材料本身的氫儲存能力那樣顯著。然而所述基質(zhì)是必要的,以便一方面將所述氫儲存材料的如有可能出現(xiàn)的氧化保持得小或完全避免并且保證在所述材料的顆粒之間的接合。
優(yōu)選的是,所述基質(zhì)為帶有小的結(jié)晶度的聚合物。通過所述聚合物的結(jié)晶度能夠顯著改變材料的性質(zhì)。部分結(jié)晶的原料的性質(zhì)不僅由所述聚合物的結(jié)晶的區(qū)域而且由非結(jié)晶的區(qū)域所確定。由此能夠看出與同樣由多個物質(zhì)構(gòu)建的復(fù)合的材料的一定的聯(lián)系。例如在密度增加時所述基質(zhì)的伸長能力下降。
所述基質(zhì)還能夠以預(yù)浸料(Prepreg)的形式存在。預(yù)浸料為對于“preimpregnated fibres”的英語的縮寫形式(美語:preimpregnated fibers),德語是:“vorimpr?gnierte Fasern”。預(yù)浸料為以聚合物來預(yù)浸的(英語:pre-impregnated)紡織的半成品,所述半成品為了制造結(jié)構(gòu)部件而在溫度和壓力下被硬化。合適的聚合物為帶有高粘的、然而非聚合化的熱固性的合成材料基質(zhì)的聚合物。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的聚合物還能夠以預(yù)浸料的形式存在。
含在所述預(yù)浸料中的纖維能夠作為純的單向的覆層、作為織物或粗紗(Gelege)存在。所述預(yù)浸料能夠根據(jù)本發(fā)明還被弄小并且作為薄片或小片連同所述能夠氫化的材料處理成復(fù)合原料。
所述聚合能夠根據(jù)本發(fā)明或者以液體的形式存在,所述液體與所述能夠氫化的材料置于接觸。在此液體意味著,或者所述聚合物被熔化。根據(jù)本發(fā)明然而還包括的是,所述聚合物在合適的溶劑中溶解,其中,所述溶劑在制造所述復(fù)合材料后又去除、例如通過汽化。然而還可行的是,所述聚合物以粒狀物的形式存在,所述粒狀物與所述能夠氫化的材料混合。通過壓縮所述復(fù)合材料來軟化所述聚合物,從而引起構(gòu)造所述基質(zhì),所述能夠氫化的材料嵌入到所述基質(zhì)中。如果所述聚合物以粒子的形式、也就是說作為粒狀物來使用,則其優(yōu)選地具有在30μm至60μm、尤其40μm至45μm的范圍中的x50粒子大?。ɑ隗w積的粒子大?。K鰔90粒子大小尤其處在90μm或更少、優(yōu)選地在80μm或更少。
此外存在如下可行性,即所述輸送裝置設(shè)有附加的單元用于輸送束、條帶或板形的材料,通過所述單元能夠?qū)⒉牧蠗l帶引導(dǎo)到所述通入橫截面中。由此能夠例如輸送由多個材料制成的層壓物、織物、非織造織物、薄膜或帶有其它的至少兩個材料的其它的以條帶形式存在的材料、優(yōu)選地平行地以用于輸送所述第一和所述第二材料。同樣還能夠通過所述輸送裝置的一種相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案輸送和一起放下纖維、線材或其它的待嵌入的材料。
根據(jù)本發(fā)明的另一思想提出用于優(yōu)選地利用正如上面已經(jīng)描述的裝置來制造毛坯的方法并且在下面對其進(jìn)行詳細(xì)闡述。使用至少一個第一材料和第二材料,其中,所述第一材料的第一材料輸送通過輸送裝置的第一區(qū)域并且所述第二材料的與所述第一材料輸送平行的第二材料輸送通過所述輸送裝置的第二區(qū)域來進(jìn)行,其中,平行地并且在不同的區(qū)域中輸送的至少第一和第二材料填充到空腔中并且由此形成所述毛坯。
同樣這樣的思想在下面以氫儲存元件的示例來進(jìn)一步闡述,其中,相應(yīng)的特征相應(yīng)不限于所述設(shè)計(jì)方案。反而這僅僅用于闡述,其中,這些特征能夠一般地與所提出的思想聯(lián)系。
鑒于所述氫儲存元件方面借助于至少一個第一材料(所述第一材料包括儲存氫的材料)并且借助于第二材料(所述第二材料是傳導(dǎo)熱的)來形成復(fù)合材料,其中,所述第一材料的第一材料輸送通過輸送裝置的第一區(qū)域并且所述第二材料的與所述第一材料輸送平行的第二材料輸送通過所述輸送裝置的第二區(qū)域進(jìn)行。
所使用的材料能夠尤其為已經(jīng)在上面描述的材料。
所述概念復(fù)合材料在此描述,在所述氫儲存元件中使用不同類型的材料,以便除了能夠氫化的材料之外還布置其它的材料(如有可能帶有其它的功能性)。所述復(fù)合材料例如由各個的組分、如所述基質(zhì)和所述各個的覆層來構(gòu)成。對于所述復(fù)合材料的性質(zhì),例如組分的物料的性質(zhì)和幾何結(jié)構(gòu)是重要的。所述復(fù)合材料優(yōu)選地是緊湊化的。
所述方法的一種改進(jìn)方案規(guī)定,所述兩個材料中的至少一個、優(yōu)選地所述第一和所述第二材料,能灌注地、能流動地并且由此能流地、優(yōu)選地粉末形地被輸送。例如設(shè)置成,所述輸送裝置進(jìn)行轉(zhuǎn)動,所述第一和所述第二材料從所述輸送裝置中在此平行逸出,并且復(fù)合材料形成為氫儲存元件,在所述氫儲存元件中,所述至少兩個材料不是逐覆層地相疊布置,而是一個材料布置成螺旋線或螺旋形或波浪形。在此有利的是,所述螺旋形的幾何結(jié)構(gòu)在所述復(fù)合材料中通過包圍所述螺旋的材料作為結(jié)構(gòu)來支撐。
優(yōu)選的是,所述第一和所述第二材料在所述氫儲存元件中形成有孔的結(jié)構(gòu),優(yōu)選地一個或多個通道在所述復(fù)合材料中借助于一個或多個銷釘(Dorne)、自由保持件和/或待去除的材料制成。尤其能夠關(guān)于此地還完成如下復(fù)合材料,所述復(fù)合材料在緊湊化之后在沒有另外的后處理的情況下直接地布置到氫儲存器的容器中。
另一設(shè)計(jì)方案規(guī)定,所述第一和所述第二材料至少部分地地點(diǎn)上彼此分離地布置并且形成所述氫儲存元件的分離的覆層或一般地區(qū)域。
所述方法的又一另外的設(shè)計(jì)方案規(guī)定,所述第一和所述第二材料填充到空腔中,其中,所述第一和所述第二材料在所述空腔中被壓制、優(yōu)選地通過上和/或下沖模在所述空腔中的移動。一種改進(jìn)方案規(guī)定,所述空腔由所述氫儲存器的容器形成。
此外優(yōu)選的是,為所述氫儲存元件進(jìn)行所述復(fù)合材料的等壓的壓制。通過施加在500bar之上的壓力、尤其于在1500與6000bar之間的范圍中的壓力實(shí)現(xiàn),在能夠氫化的材料與例如傳導(dǎo)熱的材料之間完成特別緊密的結(jié)合。
其它的緊湊化能夠此外在熱和/或例如氣體的同時的影響的情況下進(jìn)行。同樣能夠例如設(shè)置有抽吸部,例如用于抽吸結(jié)合物,其可能布置在所述復(fù)合體的第一和/或在第二區(qū)域中。所述結(jié)合物能夠例如完全地、以及還有僅僅部分地從所述復(fù)合材料中去除,例如以用于完成有孔的結(jié)構(gòu)。由此能夠例如在所述兩個區(qū)域中的一個中布置有結(jié)合物并且在所述兩個區(qū)域中的另一個中沒有結(jié)合物。同樣能夠使用不同的結(jié)合物,方式是例如在所述第一區(qū)域中引入與在所述第二區(qū)域中不同的結(jié)合物。
根據(jù)本發(fā)明的另一思想提出一種毛坯,帶有至少一個第一和第二材料(優(yōu)選地相應(yīng)于上面已經(jīng)描述的材料)。所述第一和所述第二材料至少在一個區(qū)域中彼此分離布置并且形成例如分離的覆層。優(yōu)選地能夠由此在所述毛坯中完成3D成形的覆層、如至少一個覆層的、尤其所述第一材料的覆層的和所述第二材料的覆層的螺旋、螺旋狀物、波浪或其它的不平坦的幾何結(jié)構(gòu)。
同樣在下面將所述思想又按照帶有復(fù)合材料的氫儲存元件來解釋,其中,相應(yīng)的特征但又較一般地能夠在上面的思想的意義中來理解并且不限于所述示例。由此提出至少一個第一和第二材料,其中,所述第一材料包括儲存氫的材料并且所述第二材料包括傳導(dǎo)熱的材料,其中,所述氫儲存元件優(yōu)選地利用如上面描述的制造裝置和/或方法制成。
在此證實(shí)為有利的是,在所述氫儲存元件中所述第二材料從所述復(fù)合材料的內(nèi)部延伸到所述復(fù)合材料的外部,其中,所述第一和所述第二材料至少在一個區(qū)域中彼此分離地布置。
概念“逐步”描述,所述能夠氫化的材料在所述基質(zhì)中和在所述覆層中的密度具有梯度,例如如下地,使得存在有所述能夠氫化的材料的密度和/或量的下落或上升、例如取決于穿流所述氫儲存元件的流體。優(yōu)選地設(shè)置成,在所述第一與所述第二材料之間構(gòu)造有如下梯度,沿著所述梯度來發(fā)生從所述第一到所述第二覆層的過渡。
同樣能夠設(shè)置成,所述氫儲存元件具有以核心罩結(jié)構(gòu)的形式的構(gòu)件,在所述構(gòu)件中所述核心包括第一材料并且所述罩包括與其不同的第二材料,其中,所述第一材料和/或所述第二材料具有儲存氫的材料。所述材料例如優(yōu)選地作為所述復(fù)合材料的覆層來存在。一種設(shè)計(jì)方案規(guī)定,所述罩的第二材料具有聚合物,這至少構(gòu)造成氫可透的。另一設(shè)計(jì)方案規(guī)定,所述核心具有傳導(dǎo)熱的材料并且所述罩具有儲存氫的材料。又能夠設(shè)置成,所述核心具有主要儲存氫的材料并且所述罩具有主要傳導(dǎo)熱的材料,其中,所述傳導(dǎo)熱的材料是氫可透的。
此外用于制造所述氫儲存元件的方法能夠規(guī)定,儲存氫的材料的和傳導(dǎo)熱的材料的分離的層填充到?jīng)_壓工具中并且所述層為了產(chǎn)生三明治結(jié)構(gòu)與彼此被壓制,其中,所述傳導(dǎo)熱的材料在將所述三明治結(jié)構(gòu)用于氫儲存的情況下承擔(dān)優(yōu)選地沿層延伸的方向的熱傳導(dǎo)。在所述分離的層之間和/或相鄰于所述層地,能夠例如布置有一個或多個基質(zhì),從而所述復(fù)合材料由此獲得第一和第二區(qū)域。
例如能夠設(shè)置成,將金屬粉末和/或通常的天然的石墨用作傳導(dǎo)熱的材料,其中,在使用通常的天然的、透鏡形的石墨或例如由膨脹的石墨制成的薄片的情況下在填充時優(yōu)選地水平取向,從而在所述三明治結(jié)構(gòu)中能夠使用沿取向的六角形的柵格結(jié)構(gòu)的方向的熱傳導(dǎo)。
此外能夠設(shè)置成,備選地或附加地將由軋制的膨脹的石墨的膜片構(gòu)成的、由通過軋制的膨脹的石墨制成的絮構(gòu)成的一個或多個層和/或石墨織物作為傳導(dǎo)熱的材料引入到所述三明治結(jié)構(gòu)中。
此外優(yōu)選的是,所述氫儲存元件的復(fù)合材料是有孔的。由此能夠使得氫氣體引導(dǎo)變得簡單。
尤其設(shè)置成,設(shè)置有第三材料,其在所述氫儲存元件中形成功能上的層、尤其有孔的、氣體可透的層。
在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中,基質(zhì)和至少一個覆層分別具有碳。以這種方式能夠改善所述氫儲存元件的熱傳導(dǎo)能力。能夠由此將所產(chǎn)生的熱在吸收和/或放出氫時較好地導(dǎo)開或輸送。
優(yōu)選的是,所述基質(zhì)和/或覆層具有由不同的碳類型構(gòu)成的混合物,包括例如膨脹的(expandierten)天然的石墨作為所述碳類型中的一個。優(yōu)選地,將非膨脹的石墨連同膨脹的天然的石墨一起使用,其中,基于重量使用比膨脹的石墨多的非膨脹的石墨。尤其所述基質(zhì)能夠具有膨脹的天然的石墨,在所述石墨中例如布置有能夠氫化的材料。
優(yōu)選地,所述復(fù)合材料在至少一個區(qū)域中具有彈性的性質(zhì)。以這種方式能夠保證,所述能夠氫化的材料例如在吸收氫時能夠擴(kuò)張,而在此沒有損傷或過度損耗所述復(fù)合材料。
在下面進(jìn)一步參考有創(chuàng)造性的思想的不同的另外的實(shí)施方案。
除了如下可行性(即所述輸送裝置、還稱為填充機(jī)構(gòu)或填充器,能夠在所述機(jī)器縱軸線上旋轉(zhuǎn))之外,能夠例如設(shè)置成,使得用于填充所述模具空腔的填充器在所述模具空腔之上來定位,其中,所述下沖模的上側(cè)利用所述模具的上側(cè)結(jié)束。在所述下沖模運(yùn)動到下部的位置中期間,所述填充器在放出所述材料時圍繞所述機(jī)器縱軸線轉(zhuǎn)動。通過在所述填充器的排出開口處的多個腔室或材料輸送井(所述腔室或材料輸送井填充有不同的粉末)由此產(chǎn)生有特征的螺旋構(gòu)建。所述覆層厚度能夠通過設(shè)計(jì)所述腔室、所述轉(zhuǎn)動速度以及所述下沖模的速度來控制。所述各個的覆層與所述機(jī)器縱軸線成直角的份額然而基本上由所述腔室的構(gòu)建和劃分來確定。除了用于將所述填充器劃分到不同的腔室中的裝入件(Einbauten)之外此外能夠?qū)⒉煌难b入件安置到所述腔室中,所述裝入件影響所述粉末的流動特性或類似的性質(zhì)。這能夠例如為徑向的輪輻或還柵格或其它的幾何結(jié)構(gòu)。沖壓工具的原則上的構(gòu)建在此不受限。
此外能夠使用多個工具平面和銷釘。此外可行的是,除了所引入的粉末之外還將以膜片、纖維或織物、例如炭膜片、炭纖維或炭織物的層的形式的裝入件引入到所述模具空腔中。所述層能夠不僅作為連續(xù)的膜片或織物來引入,以及還以薄片或碎物(H?xelgut)的形式。所述層能夠在此附加于現(xiàn)存的材料被引入,或部分地或完全地代替所述現(xiàn)存的材料。
除了使用以例如碎物的形式的不同的粉末或粉末和附加物之外,同樣可行的是,使用相同的合金的粉末,所述合金帶有不同的顆粒大小和/或不同的顆粒形狀。附加物(其能夠附加于所述粉末)能夠例如在所述填充期間、在所述壓縮期間或在后續(xù)的工藝步驟期間影響所述流動特性以及性質(zhì)。同樣在腔室中使用的粉末能夠由不同的粉末的混合物制成。
在使用薄片或碎物時,它們能夠由之前提及的裝入件相應(yīng)于所述沖壓品的所期望的性質(zhì)來取向。由此一種實(shí)施方案規(guī)定,將炭纖維薄片如下取向,使得在所述沖壓品中的熱流優(yōu)選地垂直于縱軸線進(jìn)行。
所述填充器的另一實(shí)施方案規(guī)定,將所述填充器設(shè)有如下裝置,所述裝置將所述填充器置于垂直于所述機(jī)器軸線的振動,以便由此影響所述粉末的或所述碎物的或灌注物的流動特性。
本發(fā)明的一種附加的實(shí)施方案規(guī)定由三個功能上的覆層構(gòu)成的構(gòu)建,其中,例如外部的覆層用于所述熱輸送或熱引開,中間的覆層用作儲存介質(zhì),并且內(nèi)部的覆層用于輸送或引開所述待儲存的介質(zhì)。在此所述外部的覆層能夠?yàn)榱藷醾鬟f而實(shí)施為石墨覆層,所述中間的覆層作為金屬氫化物用于儲存氫以及所述內(nèi)部的覆層由另外的材料、尤其金屬合金、優(yōu)選地鉻鎳粉末制成,所述另外的材料用于輸送和引開所述氫。
另一實(shí)施方案規(guī)定,所述填充器在所述模具填充位置之外被填充。在此所述填充器在所述填充器填充過程期間旋轉(zhuǎn),反之所述填充器在填充所述模具空腔期間不強(qiáng)制性地旋轉(zhuǎn)。所述填充器在填充所述模具時的旋轉(zhuǎn)能夠?yàn)橛幸饬x的,以便抵抗例如填充差別,其在空腔中為了制造帶有齒部的結(jié)構(gòu)部件而能夠出現(xiàn)。所述模具的起抽吸作用的填充不是強(qiáng)制性所需的,然而能夠是有意義的,以便由此防止所述各個的粉末的不可控的混合。由此例如可行的是,參考所述填充器的中軸線或旋轉(zhuǎn)軸線來看,將所述填充器在所述外部的區(qū)域中以與在所述內(nèi)部的區(qū)域中不同的粉末來填充。由此例如可行的是,將所述填充器的外部的環(huán)以具有特別的性質(zhì)的、例如適用于硬化的粉末來填充。此外可行的是,所述填充器具有三個或更多腔室,其中,所述內(nèi)部的和所述外部的區(qū)域以如下粉末填充,沖壓輔助劑引入到所述粉末中,其中,優(yōu)選地在所述中間的區(qū)域中引入沒有沖壓輔助劑的粉末。因?yàn)樗鰶_壓輔助劑用于減少在粉末與工具構(gòu)件之間的摩擦,故能夠在所述中間的區(qū)域中放棄沖壓輔助劑。
此外沖壓輔助劑的附加盡管其小的密度總是還意味著減少粒子密度(Teiledichte)。所述粒子密度減小能夠由此繼續(xù)被減少,而沒有降低在工具構(gòu)件與粉末之間的潤滑功能。
利用所描述的、由內(nèi)部的區(qū)域和至少兩個周圍的環(huán)區(qū)域構(gòu)成的三個或還更多腔室填充器由此實(shí)現(xiàn),例如還沖壓帶有內(nèi)開孔的齒輪,在所述齒輪中所述模具空腔由所描述的填充器構(gòu)建如下填充,使得所述沖壓輔助劑僅僅在所述內(nèi)部的和外部的區(qū)域中、也就是說在銷釘?shù)暮退鐾恺X部的區(qū)域中存在。所述腔室構(gòu)建能夠在此是任意復(fù)雜的并且取決于待沖壓的結(jié)構(gòu)部件。甚至可行的是,將不同的粉末用于例如裂口。在此僅僅須將在所述填充器到所述模具的填充位置中轉(zhuǎn)變時的位置進(jìn)行充分準(zhǔn)確地定位。通過不同地填充所述結(jié)構(gòu)部件空腔由此可行的是,將不同的結(jié)構(gòu)部件性質(zhì)、根據(jù)所述結(jié)構(gòu)部件的各個的結(jié)構(gòu)部件區(qū)域或功能面的要求來建立。例如可行的是,在齒輪中將在內(nèi)齒部與外齒部之間的結(jié)構(gòu)部件區(qū)域利用粉末來制造,所述粉末被壓縮到非常小的密度,以便由此保證所述有孔的結(jié)構(gòu)的起阻尼作用的性質(zhì)并且此外保證為所述內(nèi)部的和外部的區(qū)域的高的負(fù)荷所需的高的密度。相應(yīng)地能夠利用所提出的填充器還完成用于所述氫儲存元件的最不同的復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)。
在所述填充器移動到用于填充所述模具的填充位置中時例如可行的是,將所有的在下部布置的工具構(gòu)件在它們的上側(cè)處與所述模具上側(cè)定位在一個平面中。由此可行的是,抵抗所述粉末在所述填充器移動經(jīng)過所述模具時的混合。
在另一實(shí)施例中然而還可行的是,所述下沖模的上側(cè)不與所述模具的上側(cè)處在一個平面中,而是在所述模具的上側(cè)之下。由此可行的是,將優(yōu)選地粉末的覆層施加到下沖模上,其中,所述粉末不必為源自各個的腔室的各個的粉末。還能夠?qū)⒃醋远鄠€腔室的粉末作為第一覆層填入到所述模具空腔中或其它的、如上面描述的那樣的材料。例如能夠構(gòu)建由三個腔室構(gòu)成的填充器,其中,一個腔室以石墨、一個以金屬氫化物并且另一個以粉末(所述粉末考慮用于所述氣體導(dǎo)引)來填充。如果所述填充器的、設(shè)有石墨的腔室于在其中所述填充器沿所述模具的填充位置的方向行進(jìn)的時刻中對置于所述模具,則通過在到達(dá)所述填充器之前向下行駛所述下部的工具構(gòu)件可行的是,使得所述模具空腔的下部的區(qū)域以石墨填充。如果所述填充器位于所述模具空腔之上,則所述填充器能夠此后通過旋轉(zhuǎn)在所述空腔中在所述石墨覆層上例如產(chǎn)生螺旋構(gòu)建,所述螺旋構(gòu)建也就是說在下部以石墨覆層開始。同樣可行的是,利用相同的方法在上面在所述空腔中在待壓制的材料布置中產(chǎn)生帶有石墨的統(tǒng)一的粉末覆層,以便或者在所述沖壓品的上側(cè)和下側(cè)處制造統(tǒng)一的石墨覆層。
此外可行的是,所述旋轉(zhuǎn)方向和所述旋轉(zhuǎn)速度在所述填充過程期間變化,其中,同樣可行的是,所述填充器在固定的位置中保持不動。
同樣可行的是,整個的填充器基于所述待填充的空腔的位置在所述填充過程期間變化。
除了引入為所述沖壓品的或由此出現(xiàn)的成品的之后的功能所需的材料(所述材料能夠通過所述填充器來引入)之外,同樣可行的是,各個的構(gòu)件作為場所保持件引入到所述空腔中,所述空腔在之后的工藝步驟中被替換或去除。這能夠如有可能通過熱的或化學(xué)的工藝進(jìn)行。
同樣可想到,所述結(jié)構(gòu)部件的形狀不是由粉末和/或碎物或薄片通過壓制制成,而是通過將不同的擠出介質(zhì)通過旋轉(zhuǎn)所述擠出介質(zhì)來擠出成一形狀或通過旋轉(zhuǎn)所述進(jìn)入幾何結(jié)構(gòu)來擠出成一不旋轉(zhuǎn)的形狀。
根據(jù)本發(fā)明的另一思想(所述思想能夠與上面描述的變型方案中的一個或多個一起但還無關(guān)于所述上面描述的變型方案中的一個或多個地來實(shí)現(xiàn)),提出一種沖壓器,帶有待以材料填充的空腔和帶有借助于所述沖壓器的移動裝置能夠移動的梳,其中,所述移動裝置使得所述梳能夠移動到所述材料中并且能夠移動經(jīng)過所述材料。例如設(shè)置成,存在有所述移動裝置的可編程的控制,所述控制將能夠預(yù)設(shè)的路徑轉(zhuǎn)化成所述梳的運(yùn)動。借助于所述梳或還板條或一個或多個尖部能夠一方面至少在所述材料的表面的區(qū)域中引起材料的平整、尤其取向。另一方面能夠借助于所述梳或其它的構(gòu)件將梯度引入到所述覆層中。
優(yōu)選地,所述梳至少部分地能夠替換。由此所述裝置能夠保持本色。但根據(jù)待制造的毛坯和/或待使用的材料來使用匹配的梳、板條或尖部或類似物。此外所述梳能夠具有多個尖部。優(yōu)選地,所述梳具有至少一個如下尖部,所述尖部具有加寬以用于接觸所述材料。這允許,借助于例如不同的加寬能夠調(diào)整針對性的梯度。
一種改進(jìn)方案規(guī)定,在所述梳的兩個尖部之間的間距能夠改變。這能夠例如在運(yùn)行時進(jìn)行,也就是說在所述尖部與所述材料接觸時。由此能夠例如產(chǎn)生螺旋形的模板,以及還有例如匹配螺旋的、不同的梯度間距。另外優(yōu)選的是,兩個或更多梳能夠平行移動。
優(yōu)選地,至少兩個材料設(shè)置成用于填充所述沖壓器的空腔,其中,所述梳能夠移動到如下程度,使得其至少駛?cè)氲教畛涞牡谝徊牧稀?yōu)選地到所述第一和所述第二材料中。如果所述材料引入到?jīng)_壓器的空腔中,則所述梳實(shí)施接觸所述材料的運(yùn)動。同樣可行的是,所述梳沉入到所述填充的材料中并且在所述空腔中移動。所述梳能夠例如不一樣深地沉入。此外存在如下可行性,使得所述梳在以第一和第二材料填充所述空腔時至少沉入到所述兩個第一和第二材料中的一個中并且移動。所述梳能夠集成到所述填充器幾何結(jié)構(gòu)中。
附圖說明
另外的有利的設(shè)計(jì)方案還有特征由下面的圖和所屬的描述來得知。由圖和描述得知的各個的特征僅僅是示例性的并且不限于相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案。反而能夠從一個或多個圖中將一個或多個特征與源自其它的圖的還有源自上面的描述的其它的特征結(jié)合成另外的設(shè)計(jì)方案。由此所述特征不是起限制作用地而是示例性地來給出。尤其示出所述填充器構(gòu)建的一些實(shí)施方案:
圖1至8分別示出三個圖示,即左邊所述填充器的俯視圖以用于解釋其腔室和尤其腔室排出開口機(jī)構(gòu)并且右上方朝所述沖壓品的透視的視圖以及右下方穿過所述沖壓品的剖面,所述沖壓品能夠借助于所述填充器和沒有示出的沖壓器來制造,其中,為了相應(yīng)解釋而選取柱狀的沖壓品并且省去示出裂口或其它的幾何結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié),
圖9至28原則上示出在不同的工藝階段中的在利用兩個填充器來填充模具空腔時的流程,
圖29至44原則上示出利用帶有兩個腔室的填充器填充模具空腔的流程,
圖45至54原則上示出在利用旋轉(zhuǎn)填充器填充模具空腔時的流程,
圖55至60示出帶有三個腔室的旋轉(zhuǎn)填充器的另一實(shí)施例以及毛坯的圖示,所述毛坯通過壓制借助于所述旋轉(zhuǎn)填充器引入到模具空腔中的粉末材料來制成,以及
圖61至63示出旋轉(zhuǎn)填充器的另一實(shí)施例。
具體實(shí)施方式
圖1示出填充器11和相應(yīng)的沖壓品9,所述填充器帶有兩個一樣大的腔室5、6用于兩個不同的粉末1、2。
圖2示出帶有三個腔室5、6、7的填充器11和相應(yīng)的沖壓品9,其中,所述三個腔室5、6、7的與面相關(guān)的劃分分別是不同的。
圖3示出類似于圖2的填充器的填充器11和附屬的沖壓品9,然而所述填充器帶有四個腔室5、6、7、8代替三個腔室。
圖4示出填充器11的用于三個粉末1、2、3的可行的腔室構(gòu)建,利用所述腔室構(gòu)建來產(chǎn)生同樣示出的沖壓品9的四個覆層,其中,在所述沖壓品9的中央中的原料在此是均勻的并且在所述外側(cè)處存在有螺旋結(jié)構(gòu)。
圖5示出用于三個不同的材料的填充器11,其中,材料1包圍由所述材料2和3形成的、同樣示出的沖壓品9的螺旋。
圖6示出填充器11和如下沖壓品9,所述沖壓品借助于在所述上和下側(cè)上的通常的填充以及以在中間的螺旋結(jié)構(gòu)來制造,其中,可行的是,在此通過材料1、材料4和在所述腔室5中的材料將位于內(nèi)部中的材料、在此材料2和材料3完全地向外隔開,并且其中,所述填充器11用于制造以螺旋的形式的沖壓品9的中間的部段。
圖7示出填充器11的和能夠以所述填充器制造的沖壓品9的另一實(shí)施例。
圖8示出填充器11的和能夠以所述填充器制造的沖壓品9的下一個實(shí)施例。
在填充器俯視圖中相應(yīng)在左邊在圖1至8中示出用于所述填充器腔室的排出開口機(jī)構(gòu),如果所述填充器在其填充位置中在所述沖壓空腔之上轉(zhuǎn)動并且所述空腔的底部在相對轉(zhuǎn)動時越來越遠(yuǎn)地離開所述填充器,則所述排出開口機(jī)構(gòu)引起粉末材料在沖壓空腔中的交織到彼此中的螺旋形的覆層堆疊。至少兩個腔室的排出開口沿所述填充器的徑向和轉(zhuǎn)動方向來看彼此偏置地布置,也就是說劃過如下同心的面區(qū)域,所述面區(qū)域彼此重疊或從所述面區(qū)域中一個布置在另一個之內(nèi)。
圖9至圖28示出在利用兩個填充器來填充模具空腔時的原則上的流程。在此所述填充器18以所述材料1來填充,填充器24以材料2來填充。示例示出4層的構(gòu)建,其中,兩個層的粉末1和兩個層的粉末2被壓制。然而還可行的是,使用多于兩個填充器。在此所述層的數(shù)量、順序和厚度基于待實(shí)現(xiàn)的性質(zhì)來自由設(shè)計(jì)。在下面將相應(yīng)的流程在每個圖中簡短地描述。
圖9:所述下沖模10以相應(yīng)的路徑向下行駛,所述路徑相應(yīng)于(所述空腔14的)用于所述第一材料16的子填充空間12的高度。所述第一填充器18運(yùn)動經(jīng)過所述空腔14。
圖10:所述第一(粉末)材料16由于重力落到所述模具空腔14中。
圖11:所述填充器18又返回行駛到所述初始位置中并且刮除在所述模具空腔14中的(粉末)材料16到所述模具上側(cè)20的高度。
圖12:所述下沖模10向下運(yùn)動并且由此預(yù)設(shè)(所述空腔14的)用于第二(粉末)材料22的另一子填充空間12'。
圖13:所述第二填充器24運(yùn)動經(jīng)過所述空腔14。
圖14:所述(粉末)材料22由于重力到所述模具空腔14中落到所述(粉末)材料16上。
圖15:所述填充器24又行駛到所述初始位置中并且在此刮除所述(粉末)材料22到所述模具上側(cè)20的高度。
圖16:所述下沖模10逐步地繼續(xù)向下運(yùn)動并且由此預(yù)設(shè)用于下一個層的第一(粉末)材料16的另一子填充空間12''。在此所述下一個層的第一(粉末)材料那么為第二覆層的(粉末)材料16。
圖17:所述填充器18運(yùn)動經(jīng)過所述模具空腔14。
圖18:所述(粉末)材料16從所述填充器18中由于重力到所述模具空腔14中落到所述(粉末)材料22上。
圖19:所述填充器18返回運(yùn)動到所述初始位置中。
圖20:所述下沖模10繼續(xù)逐步地向下運(yùn)動并且由此預(yù)設(shè)用于下一個層的第二(粉末)材料22的另一子填充空間。
圖21:所述填充器24運(yùn)動經(jīng)過所述空腔14。
圖22:所述(粉末)材料22由于重力到所述模具空腔14中落到所述上部的(粉末)材料16上。
圖23:所述填充器24又行駛到所述初始位置中并且在此刮除所述(粉末)材料22到所述模具上側(cè)20的高度。
圖24:所述模具空腔14以由交替地彼此相疊布置的、兩個材料構(gòu)成的兩個層來填充。
圖25:所述上沖模26朝所述下沖模10運(yùn)動。所述下沖模10能夠在通過所述上沖模在所述空腔14中壓制材料層之前、如在此示出的那樣,略微向下行駛(以用于產(chǎn)生所謂的下填充)。
圖26:所述上沖模26壓制所述四個覆層到期望的密度上并且此后又返回運(yùn)動到所述初始位置中。所述下沖模10停留在之前占據(jù)的位置中。然而還可行的是,所述下沖模10在所述上沖模26沉入到所述模具空腔14中之后朝所述上沖模26運(yùn)動。同樣可行的是,所述模具空腔14線性地沿機(jī)器縱軸線30移動,其中,所述模具空腔在不動的下沖模10的情況下優(yōu)選地以一半的上沖模速度沿與所述上沖模26相同的方向來移動。
圖27:在所述沖壓過程之后使得所述沖壓品32通過所述下沖模10從所述模具28中被排出。在此同樣可行的是,所述上沖模26在排出所述沖壓品32期間以小的力作用于所述沖壓品32并且在完全排出所述沖壓品32之后才返回運(yùn)動到所述初始位置中。
圖28示出排出的沖壓品32和在初始位置中的機(jī)器構(gòu)件。所述沖壓品32能夠被取出。所述工作循環(huán)能夠?yàn)榱酥圃煜乱粋€沖壓品而從開始狀態(tài)來開始。
圖29至圖44示出利用帶有兩個腔室34、36的(唯一的)填充器18進(jìn)行填充的原則上的流程,所述填充器由此能夠儲存兩個不同的粉末。在此同樣可行的是,多于兩個不同的腔室與此相應(yīng)地用于多于兩個粉末。
圖29:所述下沖模10運(yùn)動到所述第一填充位置中并且所述填充器18運(yùn)動經(jīng)過所述模具28,直到帶有所述第一(粉末)材料16的第一腔室34駛越所述模具空腔14。
圖30:所述填充器18利用其第一腔室34位于所述模具空腔14之上并且所述(粉末)材料16從所述腔室34中落到所述模具空腔中。
圖31:所述填充器18繼續(xù)移動,直到其帶有所述(粉末)材料22的腔室36處于所述模具空腔14之上。
圖32:所述下沖模10向下運(yùn)動,直到達(dá)到用于所述第二覆層的(粉末)材料22的填充高度。
圖33:所述(粉末)材料22從所述腔室36中,也就是說在所述下沖模10向下行駛期間落到所述模具空腔14中并且由此形成所述第二覆層。但當(dāng)所述腔室36處于所述空腔14之上時,所述下沖模10能夠同樣好地已經(jīng)(完全地)向下行駛。
圖34:所述填充器18移動,直到帶有所述(粉末)材料16的腔室34處于所述模具空腔14之上。
圖35:所述下沖模10向下運(yùn)動,直到到達(dá)用于所述第三覆層的填充高度。
圖36:所述(粉末)材料16從所述腔室34中也就是說在所述下沖模10向下行駛期間落到所述模具空腔14中并且由此形成所述第三覆層。
圖37:所述填充器18繼續(xù)移動,直到帶有所述(粉末)材料22的腔室36處于所述模具空腔14之上。
圖38:所述下沖模10向下運(yùn)動,直到到達(dá)用于所述第二覆層的填充高度。所述(粉末)材料22從所述腔室36中在所述下沖模10向下行駛期間落到所述模具空腔14中并且由此形成第四覆層。
圖39:所述填充器18移動到所述初始位置中。
圖40:所述上沖模26沿軸向的方向沿所述下沖模10的方向移動,以便壓制所述各個的層。
圖41:所述上沖模26和下沖模10在沖壓終端位置中。
圖42:所述上沖模26行駛到初始位置中并且所述下沖模10排出所述沖壓品32。
圖43:所述工具構(gòu)件連同排出的沖壓品32處在它們的初始位置中。
圖44:所述沖壓品32被取出,所述工作循環(huán)能夠重新開始。
圖45至圖54示出在利用帶有兩個或更多腔室的旋轉(zhuǎn)填充器來填充所述空腔時的原則上的流程。在此,所述填充器僅僅在所述下沖模向下運(yùn)動期間或在填充所述空腔期間需要轉(zhuǎn)動。然而還可想到,所述填充器持久地轉(zhuǎn)動。
圖45:所述旋轉(zhuǎn)填充器18'運(yùn)動經(jīng)過所述模具空腔14。
圖46:所述旋轉(zhuǎn)填充器18'位于模具空腔14之上。
圖47:所述旋轉(zhuǎn)填充器18'圍繞所述機(jī)器縱軸線30轉(zhuǎn)動,而所述下沖模10沿著所述機(jī)器縱軸線30向下運(yùn)動,以便逐步地釋放所述空腔14以用于引入材料。
圖48:所述下沖模10位于其下部的填充位置中。所述旋轉(zhuǎn)填充器18'不再旋轉(zhuǎn)。
圖49:所述旋轉(zhuǎn)填充器18'返回運(yùn)動到所述初始位置中。
圖50:所述旋轉(zhuǎn)填充器18'位于填充位置與初始位置之間。
圖51:所述上沖模26沿朝所述下沖模10的方向運(yùn)動,其中,所述旋轉(zhuǎn)填充器18'沒有示出。
圖52:上沖模26和下沖模10將所述(粉末)材料(其雙螺旋形地位于所述空腔14中)壓制成沖壓品32。同樣在此所述旋轉(zhuǎn)填充器18'沒有示出。
圖53:所述上沖模26運(yùn)動到其初始位置中。同樣所述下沖模10運(yùn)動到初始位置中并且排出所述沖壓品32。所述旋轉(zhuǎn)填充器18'同樣在此沒有示出。
圖54:所述沖壓品32被取出。隨其后,所述循環(huán)能夠重新啟動,其中,此后沒有示出的旋轉(zhuǎn)填充器18'又起作用。
在圖55至60中示出用于產(chǎn)生由在所述情況中三個不同的粉末材料制成的毛坯的沖壓器100的另一實(shí)施例,所述粉末材料轉(zhuǎn)動到彼此中并且螺旋線形地布置在所述毛坯中。根據(jù)圖55,所述沖壓器100具有帶有空腔112的模具110。所述空腔112在所述實(shí)施例中構(gòu)造為所述模具110的通過開口并且在所述空腔的底部處通過軸向沿著所述中軸線114能夠移動的下沖模116封閉。所述上沖模119同樣沿著所述空腔112的中軸線114能夠來回移動。以這種方式能夠,如通常已知的那樣,使得引入到所述空腔112中的粉末材料壓制成毛坯(如有可能在附加地使用熱的情況下)。
為了將所述粉末材料引入到所述空腔112中使用所謂的填充器118,所述填充器一般還能夠稱為填充機(jī)構(gòu)120。在所述實(shí)施例中所述填充機(jī)構(gòu)120具有旋轉(zhuǎn)填充器118,如果所述旋轉(zhuǎn)填充器位于所述空腔112的開口122之上,則所述旋轉(zhuǎn)填充器相對于所述空腔112圍繞所述中軸線114旋轉(zhuǎn)。
所述旋轉(zhuǎn)填充器118在圖55中在其填充位置中示出,在所述填充位置中在所述實(shí)施例中將三個能流動的(例如粉末)材料124、126、128引入到所述旋轉(zhuǎn)填充器118的三個彼此分離的腔室130、132、134中。備選地還可行的是,所述旋轉(zhuǎn)填充器118在其運(yùn)動期間并且尤其還在放出材料期間被填充。為此使得所述材料輸送線路連同所述旋轉(zhuǎn)填充器118根據(jù)一種設(shè)計(jì)方案平移地一起運(yùn)動,以便能夠在放出材料期間再填充所述旋轉(zhuǎn)填充器118。
在圖56中所述旋轉(zhuǎn)填充器118位于所述空腔112(填充位置)之上并且所述三個粉末材料在旋轉(zhuǎn)的情況下填入到所述空腔中。在此所述下沖模116首先位于其最上部的位置中。此時所述下沖模116關(guān)于每時間單位的引入的材料的體積相應(yīng)地向下運(yùn)動,從而所述下沖模也即每時間單位準(zhǔn)確地釋放所述空腔部分體積,所述空腔部分體積通過粉末材料從所述旋轉(zhuǎn)填充器118中被填入到所述空腔112中。
所述旋轉(zhuǎn)填充器118的在此描述的實(shí)施例的較準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)在圖57和58中示出。根據(jù)圖57,所述旋轉(zhuǎn)填充器118(其由驅(qū)動器136轉(zhuǎn)動地驅(qū)動)具有基本上柱狀的外部的外形,所述外形類似于套筒或管。在所述填充器118的背離所述空腔112的上部的端部處,所述填充器118具有進(jìn)入開口機(jī)構(gòu)138,帶有在所述實(shí)施例中三個同心的進(jìn)入開口140、142、144。所述中央的開口144由所述旋轉(zhuǎn)軸線穿過并且同心于所述旋轉(zhuǎn)軸線。所述兩個開口140和142環(huán)形地分別圍繞彼此周圍伸延并且因此布置成同心。所述三個腔室130、132、134由腔室壁146、148、150相對彼此劃界并且向外受限,其中,所述三個腔室壁146、148、150在所述進(jìn)入開口機(jī)構(gòu)138的區(qū)域中形成同心的環(huán)。
所述內(nèi)部的腔室壁148、150變形成下部的、面向所述空腔112的排出端部,從而在所述實(shí)施例中在所述旋轉(zhuǎn)填充器118的下部的端部處獲得根據(jù)圖d的排出開口機(jī)構(gòu)152。所述外部的腔室壁146在其整個的軸向的長度上基本上為柱狀,而在所述旋轉(zhuǎn)填充器118的排出端部處的下一個內(nèi)部的腔室壁148具有收縮部154(類似于心形狀)。所述V形的收縮部154朝所述旋轉(zhuǎn)填充器118的中央并且由此朝所述最內(nèi)部的腔室壁134指向,所述最內(nèi)部的腔室壁在所述旋轉(zhuǎn)填充器118的排出端部處具有徑向延伸的成形捆(Formgebund)。在所述外部的腔室壁146與所述下一個內(nèi)部的腔室壁148之間形成所述腔室130的排出開口156,而所述下一個內(nèi)部的腔室132具有一方面由腔室壁148利用收縮部154并且由所述腔室壁134利用其徑向細(xì)長的成型部形成的排出開口158。最后所述最內(nèi)部的第三腔室134具有如下排出開口160,其徑向向外指向并且部分地圍繞所述填充器118的中軸線162延伸。
如尤其能夠按照圖58看出的那樣,所述腔室壁具有鋸齒或梳狀結(jié)構(gòu)164、166。所述梳狀結(jié)構(gòu)164、166用于從所述腔室中逸出的粉末材料在其相應(yīng)的邊界面處的分度。
利用在圖57和58中示出的配置能夠使用所述旋轉(zhuǎn)填充器118用以將三個粉末材料放下到所述空腔112中,所述三個粉末材料形成三個交織到彼此中的部分或全螺旋機(jī)構(gòu)。從所述中間的腔室132中逸出的粉末材料126在所述毛坯中或在所述空腔112中作為中間的螺旋168存在(參見圖59)。從所述外部的腔室130中逸出的粉末材料124形成柱狀的形狀,帶有在內(nèi)部在所述柱體壁處伸延的螺旋線。從所述內(nèi)部的腔室134中逸出的粉末材料128在所述毛坯的核心中作為帶有處于外部的螺線形的突出部的實(shí)心柱體存在。該情況對于所述毛坯的子區(qū)段在圖59中示出。
圖60示出當(dāng)在所述填充器118旋轉(zhuǎn)時在其內(nèi)部的腔室134中存在有銷釘(沒有示出)作為場所保持件時的情況,所述場所保持件將所述毛坯的中央169保持免于粉末材料。這樣的布置例如是有利的,以便將所述毛坯設(shè)有用于氣體輸送的通道。
如已經(jīng)在上面提及的那樣,所述旋轉(zhuǎn)填充器能夠尤其用于制造用于用作儲存氫的構(gòu)件的毛坯或儲存氫的結(jié)構(gòu)部件。在此例如通過所述中間的腔室132輸送的且所述空腔112進(jìn)入的材料126是能夠氫化的,而所述材料124(其通過所述旋轉(zhuǎn)填充器118的外部的腔室130到達(dá)到所述空腔112中)具有傳導(dǎo)熱的性質(zhì)。在所述毛坯的內(nèi)部中此后存在有氣體可透的材料128。所述毛坯的內(nèi)部的材料也就是說負(fù)責(zé)所述輸送和由此所述毛坯的有孔性,從而到所述毛坯中能夠?qū)霘?,所述氫此后在能夠氫化的材料處結(jié)合。在此產(chǎn)生的熱通過所述材料124向外引開。在外部圍繞所述氫儲存結(jié)構(gòu)部件(毛坯)周圍存在有(壓力)容器,所述(壓力)容器與所述儲存氫的結(jié)構(gòu)部件處于熱的接觸。
相當(dāng)通常地結(jié)合本發(fā)明還指出,除了所述粉末形的材料的顆粒彼此通過壓制(如有可能附加地在熱的作用的情況下)的復(fù)合之外也附加地還能夠以添加的方法來工作,如例如激光熔化。對此例如通過所述填充器的空心壁來導(dǎo)入一個或多個激光射束,所述激光射束通過棱鏡轉(zhuǎn)向并且通過在所述填充器的空心壁中的透明的開口進(jìn)入到剛好放出的粉末材料中,在該處這引起局部熔化所述粉末。
在圖61中透視性地或在圖62中從上部示出旋轉(zhuǎn)填充器170的另一實(shí)施例。如在圖55至60的實(shí)施例中那樣所述旋轉(zhuǎn)填充器170具有三個環(huán)腔室,所述環(huán)腔室然而不同于圖55至60地基本上連續(xù)地同心地布置。內(nèi)部的分離壁172限制內(nèi)部的腔室173,而布置在中間的另外的柱狀的壁174限制第二腔室176。在外部存在有第三柱狀的壁178,所述壁限定所述外部腔室180。在所述旋轉(zhuǎn)填充器170處的特別之處此時在于,在排出部側(cè)形成另一腔室182,靠近壁流動的材料在所述中間的腔室壁174的兩側(cè)到達(dá)到所述腔室中。在所述腔室182的流動入口存在有轉(zhuǎn)向元件184,所述轉(zhuǎn)向元件負(fù)責(zé)局部地混合所述兩個靠近壁的材料流。
本發(fā)明的各個的設(shè)計(jì)方案的特征示例性地在下面再次成組地給出,其中,各個的組的特征能夠與彼此以及還與本發(fā)明的在上面描述的實(shí)施例、設(shè)計(jì)方案和變型方案的特征組合(也就是說通過添加或刪去各個的特征)。
1. 裝置、優(yōu)選地沖壓器,包括
待填充的空腔,
第一材料的至少一個第一材料輸送部和第二材料的第二材料輸送部,其中,所述第一和所述第二材料輸送部彼此分離地布置,
帶有輸送裝置用于將所述第一和所述第二材料輸送到所述待填充的空腔中,
其中,所述輸送裝置具有通入橫截面,帶有所述通入橫截面的用于所述第一材料的至少一個第一區(qū)域和帶有與其分離的所述通入橫截面的用于所述第二材料的第二區(qū)域,以用于優(yōu)選地平行地地點(diǎn)上分離地填充所述空腔。
2. 根據(jù)編號1所述的裝置,其中,所述待填充的空腔優(yōu)選地是圓的并且優(yōu)選地設(shè)置有帶有接觸面的作用元件用于與尤其以梳、平的或成輪廓的板條或滾子的形式的空腔的材料相互作用,其至少能夠移動到填入到所述空腔中的至少第一和/或第二材料的表面上并且沿著所述表面能夠運(yùn)動,特別優(yōu)選地能夠移動到所述至少第一和/或第二材料中并且能夠在其中運(yùn)動。
3. 根據(jù)編號1或2所述的裝置,其中,所述第一區(qū)域至少部分地、優(yōu)選地完全地毗鄰所述第二區(qū)域。
4. 根據(jù)前述編號中任一個所述的裝置,其中,所述裝置具有驅(qū)動器,借助于所述驅(qū)動器實(shí)現(xiàn)在所述待填充的空腔與所述輸送裝置之間的至少一個受控的相對運(yùn)動。
5. 根據(jù)前述編號中任一個所述的裝置,其中,其具有如下轉(zhuǎn)動軸線,所述輸送裝置圍繞所述轉(zhuǎn)動軸線能夠轉(zhuǎn)動地布置和/或所述空腔能夠轉(zhuǎn)動地布置。
6. 根據(jù)前述編號中任一個所述的裝置,其中,所述待填充的空腔為模具空腔并且所述輸送裝置為填充器并且所述裝置包括沖壓裝置以用于在所述模具空腔中壓縮所述至少第一和所述第二材料。
7. 根據(jù)前述編號中任一個所述的裝置,其中,設(shè)置有優(yōu)選地以梳、平的或還成輪廓的板條或滾子的形式的接觸面,所述接觸面借助于移動裝置能夠移動到如下程度,使得所述接觸面與填入到所述空腔中的材料處于接觸,其中,移動裝置在所述材料中來移動所述接觸面。
8. 根據(jù)編號7所述的裝置,其中,所述接觸面至少到所述材料中并且沿著所述材料能夠移動。
9. 用于優(yōu)選地根據(jù)編號1至6中任一個所述的用于輸送至少一個第一和第二材料的裝置的、尤其沖壓器的輸送裝置,所述裝置帶有所述輸送裝置的通入橫截面,所述通入橫截面具有至少一個第一區(qū)域和與其分離的第二區(qū)域用于平行地、分離地輸送所述第一和所述第二材料。
10. 根據(jù)編號9所述的輸送裝置,其中,所述輸送裝置具有優(yōu)選地根據(jù)編號7或8所述的、能夠移動的接觸面、優(yōu)選地梳、平的或還成輪廓的板條或滾子,優(yōu)選地用于針對性地定向非球狀的顆粒如細(xì)長的、小板形的顆?;蚶w維段和/或產(chǎn)生用于顆粒和/或纖維段的分布梯度(Verteilungsgradienten)。
11. 根據(jù)編號9或10所述的輸送裝置,其中,其具有材料輸送部用于所述第一材料以及與其分離的材料輸送部用于所述第二材料,其中,存在有混合區(qū)輸送部,沿著所述混合區(qū)輸送部能夠?qū)⑺龅谝缓退龅诙牧匣旌虾洼斔汀?/p>
12. 根據(jù)編號9、10或11所述的輸送裝置,其中,存在有附加的條帶輸送部,通過所述條帶輸送部使得材料條帶能夠引導(dǎo)到所述通入橫截面中。
13. 用于優(yōu)選地利用根據(jù)編號1至8中任一個所述的裝置、借助于至少一個第一材料和借助于第二材料來制造毛坯的方法,其中,所述第一材料的第一材料輸送通過輸送裝置的第一區(qū)域進(jìn)行并且所述第二材料的與所述第一材料輸送平行的第二材料輸送通過所述輸送裝置的第二區(qū)域進(jìn)行,其中,平行并且在分離的區(qū)域中被輸送的至少第一和第二材料填充到空腔中并且由此形成所述毛坯。
14. 根據(jù)編號13所述的方法,其中,所述輸送裝置和所述空腔在填充時相對彼此運(yùn)動。
15. 根據(jù)編號13或14所述的方法,其中,所述輸送裝置轉(zhuǎn)動,其中,所述第一和所述第二材料從所述輸送裝置中在此平行地逸出。
16. 根據(jù)編號15所述的方法,其中,在所述毛坯中形成不平的、優(yōu)選地螺旋形的或波浪形的幾何結(jié)構(gòu)。
17. 根據(jù)前述編號中任一個所述的方法,其中,所述第一和所述第二材料形成有孔的結(jié)構(gòu),優(yōu)選地一個或多個通道在所述復(fù)合材料中借助于一個或多個銷釘、自由保持件和/或待去除的材料來制成。
18. 根據(jù)前述編號中任一個所述的方法,其中,所述第一和所述第二材料至少部分地地點(diǎn)上彼此分離地布置并且形成分離的覆層。
19. 根據(jù)前述編號中任一個所述的方法,其中,所述第一和所述第二材料填充到空腔中,其中,所述第一和所述第二材料在所述空腔中壓制、優(yōu)選地借助于上和下沖模在所述空腔中的移動。
20. 根據(jù)前述編號11至18中任一個所述的方法,其中,進(jìn)行等壓地壓制所述氫儲存器的復(fù)合材料。
21. 根據(jù)前述編號中任一個所述的方法,其中,能夠移動的接觸面、優(yōu)選地梳、平的或還成輪廓的板條或滾子,駛?cè)氲教畛涞剿隹涨恢械牟牧现胁⑶以谒霾牧现幸苿印?/p>
22. 毛坯,帶有優(yōu)選地根據(jù)前述編號中任一個所述的、至少一個第一和第二材料,其中,所述第一和所述第二材料至少在一個區(qū)域中彼此分離布置并且形成分離的覆層。
23. 根據(jù)編號22所述的毛坯,其中,所述生坯具有至少所述第一材料的材料分布,所述材料分布是螺旋形。
24. 根據(jù)編號22或23所述的毛坯,其中,設(shè)置有至少一個第三材料。
附圖標(biāo)記列表
1 粉末材料
2 粉末材料
3 粉末材料
4 粉末材料
5 腔室
6 腔室
7 腔室
8 腔室
9 沖壓品
10 下沖模
12 子填充空間
12' 子填充空間
12'' 子填充空間
14 模具空腔
16 材料
18 填充器
18' 旋轉(zhuǎn)填充器
20 模具上側(cè)
22 材料
24 填充器
26 上沖模
28 模具
30 機(jī)器縱軸線
32 沖壓品
34 腔室
36 腔室
100 沖壓器
110 模具
112 空腔
114 中軸線
116 下沖模
118 旋轉(zhuǎn)填充器
119 上沖模
120 填充機(jī)構(gòu)
122 開口
124 粉末材料
126 粉末材料
128 粉末材料
130 腔室
132 腔室
134 腔室
136 驅(qū)動器
138 進(jìn)入機(jī)構(gòu)
140 進(jìn)入開口
142 進(jìn)入開口
144 進(jìn)入開口
146 腔室壁
148 腔室壁
150 腔室壁
152 排出開口機(jī)構(gòu)
154 收縮部
156 排出開口
158 排出開口
160 排出開口
162 中軸線
164 梳狀結(jié)構(gòu)
166 梳狀結(jié)構(gòu)
168 螺旋
169 中央
170 旋轉(zhuǎn)填充器
172 分離壁
173 腔室
174 腔室壁
176 腔室壁
178 腔室壁
180 外腔室
182 腔室
184 轉(zhuǎn)向元件。