用于制造毛坯的装置连同用于此的方法以及毛坯与流程

文档序号:11159843阅读:462来源:国知局
用于制造毛坯的装置连同用于此的方法以及毛坯与制造工艺

技术领域

本发明涉及包括空腔的装置,所述空腔能够以能流动的材料来填充以用于制造毛坯。此外本发明涉及用于在所述装置中使用的输送装置、用于制造毛坯的方法以及毛坯、优选地作为复合材料。



背景技术:

已知,尤其在制造能够烧结的生坯时将空腔以待烧结的材料通过输送装置(通常还称为填充靴)来填充。为此使得所述填充靴(还称为供给器或填充器)以纵向运动通过所述待填充的空腔来移动,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。所述空腔在此尽可能均匀地以所述材料填充,所述材料从所述填充靴中被输送出来。

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况下制造结构部件的方法和装置,在其中至少两个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。另外的这样的方法例如在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。



技术实现要素:

现在,本发明的任务是,使鉴于使用多个材料方面的毛坯的制造较多样地实现。

所述任务利用带有权利要求1的特征的冲压装置、利用带有权利要求13的特征的冲压装置、利用带有权利要求16的特征的方法、利用带有权利要求23的特征的方法、利用根据权利要求25所述的应用、利用带有权利要求26的特征的毛坯以及利用带有权利要求33的特征的输送装置来解决。有利的特征、设计方案和改进方案由下面的描述、图以及权利要求得知,其中,源自设计方案的各个的特征不受限于所述设计方案。反而源自一种设计方案的一个或多个特征能够与另一设计方案的一个或多个特征结合成另外的设计方案。尤其相应的独立权利要求还能够分别与彼此组合。同样独立权利要求的表述不应该用作限制所要要求保护的主题。权利要求表述的一个或多个特征能够因此进行替换以及删去,但同样也附加地进行补充。同样,按照专门的实施例引用的特征还能够广泛地或在其它的实施例、尤其应用中同样进行使用。

提出一种冲压装置,优选地粉末冲压器(Pulverpresse),包括:待填充的空腔;第一材料的至少一个第一材料输送部和第二材料的第二材料输送部,其中,所述第一和所述第二材料输送部彼此分离地布置;带有输送装置用于将至少两个材料输送到所述空腔中,其中,所述输送装置具有通入横截面,带有所述通入横截面的用于所述第一材料的至少一个第一区域和带有与其分离布置的所述通入横截面的用于所述第二材料的第二区域,以用于优选地平行地地点上分离地填充所述空腔。

根据本发明的一种设计方案设置成,所述空腔为例如冲压器的组成部分。但还存在如下可行性,使得所述空腔虽然属于所述装置,但所述空腔与例如冲压器分离地存在。由此能够使得例如填充所述空腔在与后续地压缩位于所述空腔中的材料不同的地点处来发生。

此外提出一种冲压装置,带有用于利用至少两个不同的材料来填充所述冲压装置的成形工具的装置,带有

- 待以所述至少两个材料来填充的空腔,以及

- 填充机构用于排出所述至少两个材料以用于将所述材料引入到所述空腔的不同的区域中的目的,

- 其中,所述填充机构具有至少两个分离的腔室或共同的腔室的至少两个腔室区域用于将所述至少两个材料直接地彼此毗邻地或地点上与彼此分离地同时输送,以用于将所述至少两个材料引入到所述空腔中作为至少部分地彼此能够区分的覆层,以及

- 带有在填充过程期间在所述填充机构与所述空腔之间优选地围绕共同的轴线(在下面还称为机器轴线)、优选地围绕共同的中轴线的相对的旋转运动。优选地所述填充机构和所述空腔相对彼此能够转动地布置,其中,所述填充机构能够在所述空腔之内、在所述空腔的边缘处或在所述空腔之上布置。

所述空腔优选地设计成柱体形。但其还能够在俯视图中来看具有细长的延伸。在所述空腔与所述填充机构之间的相对运动由此例如不是仅仅受限于旋转。反而还能够在所述填充机构与所述空腔之间在所述填充过程期间将平移的相对运动同时地以及相继地相对于所述旋转运动来设置。优选地存在如下可行性,使得实现不同的运动的、例如旋转运动与平移的运动的叠加。同样能够进行曲线运动。所述装置为此具有一个或多个驱动器,所述驱动器借助于控制器或调节器来驱动。优选地所述填充机构实施至少一个旋转运动。

借助于所述装置能够将不同的材料为了完全不同的目的而处理成毛坯,所述毛坯在其体积的不同的区域中具有所述不同的材料。不同的材料在应用的意义中在本发明中为如下材料,其鉴于其特性、其化学的元素、其粒度(Körnung)和/或其它的描述材料的和/或物理的和/或化学的参数方面而不同。尤其将材料同时布置在所述空腔中允许,将在所述毛坯方面的不同的几何结构、在例如有孔性、强度、可延展性、粒大小分布、粒大小的取向以及许多其它的方面的最不同的要求能够更多地针对性地使用在所述毛坯的一定的区域中。优选地根据针对所述毛坯的使用目的来选取所述空腔的几何结构。由此能够例如适用于一些应用的是柱体形状,反之适用于其它的应用的更确切的是有角的形状。所述装置的优选的第一使用领域涉及制造烧结毛坯、还称为生坯。能够用于此以及用于其它的使用领域的材料能够尤其包括所有的类型的能灌注的(schüttfahige)物品、例如金属的粉末和微粒、陶瓷的粉末但还有合成材料。另外的辅助剂如结合剂、冲压辅助剂如油和蜡或润滑剂能够同样通过所述装置来处理。除了能流动的(rieselfähigen)或能流的(fließfähigen)材料之外还能够使用其它的形成物如织物、非织造织物、纤维、线材和类似物并且引入到所述空腔中。

由所述生坯能够接下来制造完全不同的产品,例如马达和传动机构如齿轮、支承件、支承瓦、过滤器、磁体、工具、还有切割陶瓷及其他的用于最不同的应用领域如汽车制造、家用、钟点工和办公室机器及其他的结构部件。

但此外能够利用所述装置还制造用于完全其它的技术上的领域的毛坯并且与此相应地还采用其它的材料。由此能够例如在使用所述输送装置的情况下来制造用于化学工业的毛坯。同样存在食品工业中使用的可行性。

优选的是制造冲压品。冲压品为紧凑化的材料。所述冲压品通过与彼此压制而具有较好的复合。由此能够根据一种设计方案已经引起足够的最终强度,例如通过施加高的压力,尤其如所述施加在等压的(isostatischen)冲压中进行的那样。但同样起稳定化作用的结合材料能够用于,已经将紧凑化的冲压品转成最终形状。

所述根据本发明提出的装置的优点是,利用其使得所述粒分布能够非常准确地调整。借助于所述输送装置能够准确地控制相应的材料流入量,其中,例如通过结合剂和/或还借助于在此期间的压制来进行固定所述相应的材料。

根据本发明的一种设计方案设置成,能够调整通过所述输送装置流动的材料的流入量、也就是说速率(每时间单位的量)。优选地,所述输入线路的横截面能够关于至少一个区域能够变化。同样存在如下可行性,即使得在一些材料中的质量流能够以较高的或较低的压力来影响。又一种设计方案规定,设置有抽吸部,也就是说所述相应的材料的流出通过施加负压来支持。

此外证实为有利的是,在所述待填充的空腔中设置有通风。所述通风允许,空气从所述空腔中导引出来(例如抽吸)、尤其在如下时间点上,在所述时间点上以利用所述第一和所述第二材料来填充所述空腔来开始。由此试验取得的成果是,如果包含在所述空腔中的空气被抽出,则填充最不同的空腔的节拍时间能够被减少。优选地,所述通风借助于负压来实现。对此能够将一个或更多负压喷嘴至少相邻于所述空腔来布置。本发明的一种设计方案规定,至少一个喷嘴布置在所述输送装置处、尤其直接相邻于所述通入横截面。本发明的另一设计方案规定,在所述通入横截面之内布置有一个或多个喷嘴。

根据本发明的装置的另一设计方案允许在所述输送装置与所述空腔之间的相对运动。所述相对运动能够或者通过所述输送装置或仅仅通过所述空腔来实施。但还存在如下可行性,使得两者、空腔以及输送装置能够运动、优选地通过相应的驱动器。但同样存在如下可行性,即例如借助于传动机构的耦联的运动。运动能够平移地进行,但所述运动还能够包括旋转运动或还有摆动运动以及两个或更多不同的运动的叠加。这实现,通过例如所述输送装置的或所述通入横截面的相应的运动完成毛坯的最不同的3D几何结构,由此完成在不同的区域中分别以不同的材料来填充的空腔。优选地,所述第一和所述第二材料的相应的材料流在此不中断。由此能够根据技术的要求能够相应调整带有最不同的形状的覆层。

同样通过引入之后待去除的材料而存在如下可行性,即使得最不同的长度和宽度的通道引入到所述毛坯中。由此能够例如还形成空心体,优选地任意的3D空心体。一种设计方案例如规定带有空心螺旋的毛坯。

此外证实了,当所述装置的至少一部分振动并且借助于振动有助于所述材料流时,所述材料流能够保持特别恒定。通过所述振动防止尤其小的粉末颗粒的凝聚,否则所述粉末颗粒堵塞穿流并且与此代替地会在所述输入线路中的一个中粘附。例如所述振动器能够直接地布置在材料输入线路处以及在所述输送装置处。

同样证实了,有利的是,使得所述材料在填充所述空腔之前、期间和/或之后来取向。为此例如设置成,设置有带有优选地以梳、平的或还成轮廓的板条或滚子的形式的接触面的作用元件,所述作用元件借助于移动装置能够移动到如下程度,使得所述接触面与填入到所述空腔中的材料处于接触,其中,移动装置在所述材料中移动所述作用元件。优选地,所述板条还能够具有锯齿结构,所述锯齿结构由此加工该锯齿结构所划过的表面。

本发明的另一设计方案又规定,所述紧凑化的冲压品在制造为毛坯之后还经受另外的加工步骤。由此所述冲压品能够作为例如生坯经受不同的再加工步骤,由此例如经受固相烧结、液体烧结或还有反应烧结。

一种改进方案规定,利用所提出的输送装置实现专门制造工件。由此能够在齿轮或离合器体中在唯一的加工工序中例如在外部将与在内部的不同的材料布置在所述空腔中。由此能够调整所述工件的相应的结构、例如在外部与在内部不同的组织。同样能够以这种方式例如针对性地完成奥氏体的组织、铁磁的工件或其它。由此存在如下可行性,即例如将所述工件的一个区域设计成能够烧结硬化的(sinterhärtbar)并且反之相同的工件的另一区域设计成不能够烧结硬化的。例如能够将此使用在齿轮中。在该处例如外区域是烧结硬化的,然而内区域具有其它的材料和其它的密度。由此在该处在所述内区域中在烧结之后存在有所述材料特性的与在外区域中不同的性质。由此例如在内部中相较于在外周缘处的齿部存在有所述组织的一定的软性。这种例如用于可变的阀传动的构件(VVT构件)。

此外本发明应该在下面按照另一具体的示例来进一步描述。所述示例然而仅仅应视为不同的实施方案的一个并且不应该限制本发明而是解释本发明。尤其源自所述示例的各个的特征能够在其它的实施方案中也还以广泛的形式同样使用(尤其当这涉及其它的材料、功能或还有覆层的布置时)。

例如本发明能够在制造紧凑材料(Kompaktmaterial)时使用,类似于生坯、也就是说紧凑复合物用于使用在氢储存器(Wasserstoffspeicher)中。在此能够设置成,所述第一材料为主要储存氢的材料并且所述第二材料为主要传导热的材料,其中,所述两个材料通过所述输送装置的通入横截面引导到所述空腔中并且引入在所述空腔的不同的区域中。

概念氢储存器描述如下储备容器,在其中能够储存氢。在此能够将传统的方法用于储存和存放氢、如例如压缩气体储存、也就是说通过利用压缩器压缩来储存在压力容器中或液态气体储存或通过冷却和压缩以液化的形式的储存。储存氢的另外的备选的形式基于固体或液体,例如金属氢化物储存器、也就是说基于储存作为在氢与金属或合金之间的化学的结合的原理,或基于吸附储存、也就是说氢在高度有孔的材料中的吸附的储存。此外为了存放和运输氢还有如下氢储存器是可行的,其将所述氢暂时地结合到有机的物质处,其中,产生液态的、能够无压力储存的化合物(所谓的“化学结合的氢”)。

概念覆层描述了,优选地一个材料、但还有两个或更多材料布置在一个层中并且所述层能够作为层与其直接的环境划界。由此能够例如使得不同的材料相继松散地(lose)相叠灌注,从而相邻的覆层直接接触。在一种优选的设计方案中由能够氢化的(hydrierbarem)材料制成的覆层(能够氢化的覆层)能够直接相邻于能热传导的覆层布置。这种布置允许,在氢吸收和/或氢放出时所产生的/需要的热能够从所述能够氢化的材料直接地放出或递“交”到相邻的覆层处。

下列功能“主要的氢储存”、“主要的热传导”、“主要的延展补偿”和/或“主要的气体穿引”中的至少一个能够理解成,相应的覆层至少将所述功能承担为在所述复合材料的第二区域中的主要任务。由此可行的是,覆层主要用于氢储存,但同时还能够,提供至少一个一定的热传导能力。但在此例如设置成,存在有至少一个另外的覆层,其主要承担热传导,这意味着,通过其将热量的大部分从所压制的材料复合物中导开或输送给所述材料复合物。在此能够又使用主要气体可透的覆层,通过所述覆层例如将所述氢导引到所述材料复合物中但还例如导引出来。但在此能够通过穿流的流体还运输热能。

所述能够氢化的材料能够吸收并且在需要时又放出所述氢。在一种优选的实施方式中所述材料包括颗粒、粒状物、纤维、优选地经切割的纤维、薄片和/或其它的几何结构。尤其所述材料还能够构造成板形或粉末状。在此不必要的是,所述材料具有均匀的设计方案。反而所述设计方案能够为规则的或不规则的。颗粒在本发明的意义中为例如几乎球状的颗粒以及带有不规则的、有角的外部的外形的颗粒。表面能够是平的,然而还可行的是,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。根据本发明氢储存器能够在仅仅一个专门的3维的设计方案中具有所述材料,从而所述材料的所有的颗粒具有相同的空间上的伸展。然而还可行的是,氢储存器在不同的设计方案/几何结构中包括所述材料。通过所述材料的大量不同的几何结构或设计方案能够使得所述材料使用在大量不同的氢储存器中。

优选地,所述材料具有空心体、例如带有一个或多个空出部和或带有空心形状的颗粒、例如带有空心通道的挤出体或空心纤维。概念空心纤维描述柱体形的纤维,其在横截面中具有一个或多个连续的空心空间。通过使用空心纤维,能够将多个空心纤维联合成一个空心纤维膜,由此由于高的有孔性能够使得吸收和/或从所述材料中放出所述氢变得容易。

优选地,所述能够氢化的材料具有双模的(bimodale)大小分布。由此能够实现较高的灌注密度和由此所述能够氢化的材料在所述氢储存器中的较高的密度,由此提高所述氢储存器容量、也就是说氢的能够在所述储存器中储存的量。

所述能够氢化的材料能够根据本发明包括至少一个能够氢化的金属和/或至少一个能够氢化的金属合金、优选地由此制成。

还能够用作能够氢化的材料的是:

- 碱土金属和碱金属铝氧化物,

- 碱土金属和碱金属硼氢化物,

- 金属有机框架(MOF's)/金属有机的支架,和/或

- 包合物(Clathrate),

以及当然由相应的材料构成的相应的组合。

所述材料能够根据本发明还包括不能够氢化的金属或金属合金。

所述能够氢化的材料能够根据本发明包括低温氢化物和/或高温氢化物。概念氢化物在此表示能够氢化的材料,无关于所述材料是以氢化的形式还是非氢化的形式存在。低温氢化物优选地在-55°C至180°C之间、尤其在-20°C与150°C之间、特别在0°C与140°C之间的温度范围中储存氢。高温氢化物优选地在从280°C和更多起、尤其从300°C和更多起的温度范围中储存氢。在所提及的温度中所述氢化物能够不仅储存而且放出氢,也就是说在所述温度范围中有效。

如果就此而言描述‘氢化物(Hydride)’,则其能够理解成以所述能够氢化的材料的氢化的形式的而且以所述能够氢化的材料的非氢化的形式的能够氢化的材料。根据本发明能够在制造氢储存器时使用以所述能够氢化的材料的氢化的或非氢化的形式的能够氢化的材料。

关于氢化物及其性质参阅在B.Sakietuna et.al., International Journal of Energy, 32(2007), S. 1121-1140中的表格1至4,其内容借此属于本发明的公开。

所述氢储存(氢化)能够在室温的情况下进行。所述氢化为放热的反应。所产生的反应热能够被引开。相反于此地,必须为了脱氢化将以热的形式的能量输送给所述氢化物。所述脱氢化为吸热的反应。

例如能够设置成,低温氢化物与高温氢化物一起使用。由此能够根据一种设计方案设置成,例如将所述低温氢化物和所述高温氢化物混合地设置在第二区域的覆层中。它们同样能够分别彼此分离地布置在不同的覆层或区域中、尤其还在不同的第二区域中。由此能够例如设置成,在所述第二区域之间布置第一区域。另一设计方案规定,第一区域在基质中分布地具有由低和高温氢化物构成的混合。同样存在如下可行性,不同的第一区域或者具有低温氢化物或者具有高温氢化物。

优选地,所述能够氢化的材料包括如下金属,即选自镁、钛、铁、镍、锰、镍、镧、锆、钒、铬,或由源自这些金属的两个或多个构成的混合。所述能够氢化的材料还能够具有金属合金,所述金属合金包括所提及的金属中的至少一个。

特别优选地,所述能够氢化的材料(氢储存材料)包括至少一个金属合金,所述金属合金在150°C或更少的温度中、尤其在-20°C至140°C、尤其0°C至100°C的温度范围中能够将氢储存和又放出。所述至少一个金属合金在此优选地选自AB5类的、AB类的和/或所述AB2类的合金。在此A和B分别表示彼此不同的金属,其中,A和/或B尤其选自如下组,所述组具有镁、钛、铁、镍、锰、镍、镧、锆、钒和铬。指数(Indizes)呈现为所述金属在相应的合金中的化学计算的比例(stöchiometrische Verhältnis)。在此所述合金能够根据本发明掺以外来原子。掺杂度能够根据本发明为A和/或B的直到50原子%、尤其直到40原子%或直到35原子%、优选地直到30原子%或直到25原子%、特别直到20原子%或直到15原子%、优选地直到10原子%或直到5原子%。所述掺杂能够例如以镁、钛、铁、镍、锰、镍、镧或其它的镧系元素、锆、钒和/或铬进行。在此所述掺杂能够以一个或多个不同的外来原子来进行。所述AB5类的合金能够容易活化,也就是说为所述活化所需的条件类似于在所述氢储存器运行中的条件。所述AB5类的合金此外具有比所述AB或AB2类的合金高的可锻性。所述AB2或所述AB类的合金反之相对于所述AB5类的合金具有高的机械的稳定性和硬度。示例性地能够在此将FeTi称为所述AB类的合金、TiMn2称为所述AB2类的合金并且LaNi5称为所述AB5类的合金。

特别优选地所述能够氢化的材料(氢储存材料)包括由至少两个能够氢化的合金构成的混合,其中,所述AB5类的至少一个合金和所述第二合金为所述AB类的和/或所述AB2类的合金。所述AB5类的合金的份额为尤其基于所述能够氢化的材料的总重量的1重量%至50重量%、尤其2重量%至40重量%、特别优选地5重量%至30重量%并且特别地5重量%至20重量%。

所述能够氢化的材料(氢储存材料)优选地以颗粒的形式(颗粒、粒子)存在。

所述粒子尤其具有20μm至700μm、优选地25μm至500μm、特别30μm至400μm、尤其50μm至300μm的粒子大小x50。在此x50意味着,所述粒子的50%具有中间的颗粒大小,所述中间的颗粒大小等于或小于所提及的数值。所述粒子大小借助于激光衍射来确定,但能够例如还通过筛析来进行。所述中间的颗粒大小在当前为基于重量的颗粒大小,其中,基于体积的颗粒大小在当前是相同的。在此给出所述能够氢化的材料在其第一次经受氢化之前的粒子大小。在所述氢储存期间在所述材料中出现应力,这能够引起,在多个循环期间进行减少所述x50粒子大小。

优选地,所述能够氢化的材料如下地固定地结合在所述基质中,使得所述能够氢化的材料在储存氢时变小。优选地,由此将颗粒使用为能够氢化的材料,所述能够氢化的材料破裂,而所述基质至少大部分地保持不被破坏。这个结果是令人吃惊的,因为曾以如下为出发点,即如果发生由于体积增长的高的伸长,则所述基质在伸长时由于所述能够氢化的材料在储存氢期间的体积增长更确切地说是会倾向于断裂。目前以如下为出发点,即在外部的作用于所述颗粒的力由于在体积增加的情况下在所述基质中的连结连同在所述颗粒之内由于所述体积增加而引起的应力来引起破裂。所述颗粒的破裂能够在结合到在所述基质中的聚合材料中时特别明显地发现。由聚合材料制成的基质曾能够,还将这样破裂的颗粒稳定地地点固定地保持定位。

此外试验取得的成果是,在使用结合物(Binder)、尤其粘结结合物时在所述基质中为了固定所述颗粒而实现在所述基质之内的特别好的地点固定的定位。结合物含量能够优选地在所述基质体积的2体积%与3体积%之间。

优选地,基于由于储存氢引起的颗粒的破裂的颗粒大小基于所述x50粒子大小的变化在开始时和在100个储存过程之后以系数0.6、更优选地以系数0.4进行。

此外能够例如用作基质材料的是碳基质,所述低温氢化物进入到所述碳基质中。例如由能够在http://dspace.library.uu.nl/handle/1874/256764下下载的、在Utrecht大学的、J.Gao的标题为“Carbon matrix confined sodium alanate for reversible hydrogen storage”的论文中得知,所述待使用的能够氢化的材料和所述基质能够如何与彼此相协调,从而即使在较低的温度的情况下也能够运行由此制成的氢储存器。所述论文的内容借此通过参考而属于本申请的内容。

此外所述复合材料的至少一个组分能够在烧结工艺中制造或制成。在烧结工艺中将细粒的、陶瓷的或金属的物料加热,其中,所述温度然而保持在所述物料的主组分的熔化温度之下,从而所述工件的外形保持不变。在此通常引起收缩,因为所述初始材料的颗粒被压缩并且孔空间被填充。人们原则上区分所述固相烧结和所述液相烧结,在其中也引起熔化。通过温度处理使得在烧结时由细或粗粒的生坯体(所述生坯体在之前的工艺步骤中、例如借助于挤出或粉末冲压来成形)变成固体的工件。所述烧结产物通过所述温度处理才获得其最终的性质、如硬度、强度或温度传导能力,它们在相应的使用方面是需要的。由此能够以这种方式例如完成开孔的(offenporige)基质,所述能够氢化的材料进入到所述基质中。同样存在如下可行性,即以这种方式完成通道结构,所述通道结构例如是引导气体的并且能够使用在所述氢储存元件中。

所述氢储存元件制造装置的一种改进方案规定,所述待填充的空腔优选地是圆的并且优选地设置有带有接触面的作用元件,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够移动并且沿着所述表面能够运动,特别优选地能够移动到所述至少第一和/或第二材料中并且能够在所述至少第一和/或第二材料之内运动。

除了所述空腔的圆的几何结构之外还能够存在有如下几何结构、尤其有角的几何结构。由此存在如下可行性,使得例如所述输送装置能够或者在笛卡尔的坐标系统或者其它的直角的坐标系统以及例如极的坐标系统中沿不同的方向运动。尤其所述输送装置和/或所述待填充的空腔能够受控地运动,从而进行期望的材料堆叠。

此外存在如下可行性,使得所述氢储存元件制造装置的输送装置具有通入横截面,带有用于所述第一材料的至少一个第一区域和带有用于所述第二材料的与所述至少一个第一区域不同的第二区域,也就是说以用于优选地平行地、地点上分离地填充所述空腔,其中,所述第一区域优选地至少部分地、特别优选地完全地嵌入到所述第二区域中。

由此能够在堆叠所述至少两个材料时、尤其在填充所述空腔时制造最不同的几何结构。由此能够形成不平坦的、以及还有平坦的覆层几何结构。如果例如用作待输送的材料的是之前制造的材料混合物,则能够以这种方式还形成以最不同的几何结构的基质。所述基质例如含有储存氢的材料,但此外还是传导热的或优选地有孔的。

根据本发明的氢储存元件制造装置的另一设计方案规定,所述装置具有至少一个驱动器,借助于所述驱动器实现在所述待填充的空腔与所述输送装置之间的至少一个受控的相对运动。通过所述控制能够例如预设轨迹曲线,所述输送装置和/或所述空腔沿着所述轨迹曲线移动。例如设置有所述运动的计算机支持的控制或调节。所述控制或调节能够优选地能够集成到相应的控制单元中,所述控制单元尤其例如还鉴于所述空腔的填充方面控制或调节所述装置。

所述氢储存元件制造装置的一种改进方案规定,所述输送装置(或填充器)和/或所述空腔相对彼此能够转动地布置。

除了以仅仅一个唯一的材料、尤其粉末来填充(冲压器的模具的)空腔之外,现在所提出的氢储存元件制造装置允许将相同的、但例如带有不同的粒度的材料引导到所述第一和还到所述第二输入线路中。由此能够例如在所述氢储存元件中建立针对性的梯度。此外可行的是,为了较好地分布所述材料、尤其粉末,例如将所述输送装置设有一个或多个刮除元件。由此能够例如进行所述材料的取向。尤其实现,将覆层构建由均匀的螺旋构建所代替或但还进行补充。此外同样存在如下可行性,即使得所述覆层构建在与所述机器轴线成直角的延伸中设计成不均匀的。

相反于其它的方法,本发明由此允许不是仅仅由优选地粉末制成的覆层的逐覆层的构建,其中,所述覆层构建与所述机器轴线成直角地能够视为恒定的。反而能够同时产生至少两个或更多、尤其分别由不同的材料制成的覆层。

此外能够设置成,所述氢储存元件制造装置的待填充的空腔为模具空腔(Matrizenkavität)并且所述输送装置为填充器并且所述氢储存元件制造装置包括冲压器用于在所述模具空腔中压缩所述至少第一和所述第二材料。优选地,所述冲压器通过下冲模以及还有上冲模形成。

另一氢储存元件制造装置(但其能够同样根据建议来构建)例如为3D打印机。所述3D打印机能够例如具有旋转的填充器,带有多个腔室用于不同的材料、尤其粉末。同样在所述3D打印机中能够实现如下思想,即设置如下材料输送构思,在其中所述填充器围绕所述机器纵轴线(也就是说围绕如下轴线,即上和/或下冲模沿所述轴线移位)旋转。优选地用于粉末的材料贮存部在此细分成至少两个部段,其中,每个部段可选地能够以不同的粉末来填充。所述各个的部段在形状、大小和位置方面的设计在此不是固定的。

在所述填充器的为此设置的井(Schächten)中例如通过激光射线的固化能够跟随所述填充过程。

根据本发明的另一思想(所述思想能够无关于以及还有取决于本发明存在)提出装置、尤其冲压器、优选地如已经在上面描述的装置或冲压器的输送装置,也就是说为了利用所述输送装置的通入横截面来输送至少一个第一和第二材料,使得其具有至少一个第一区域和与其分离的第二区域用于平行地、分离地输送所述第一和所述第二材料。

如上面那样,应该还在下面将所述思想按照氢储存元件的示例来进一步阐述。然而在此示出的细节不限于所述示例。反而所述细节能够通常相应于所提出的思想来用于输送装置。

用于应用在氢储存元件制造装置中的输送装置同样设有通入横截面,带有至少一个用于所述第一材料的第一区域和带有与其分离的、用于所述第二材料的第二区域用于优选地平行地、地点上分离地填充所述空腔,其中,所述第一区域优选地至少部分地、特别优选地完全地嵌入到所述第二区域中。

例如所述输送装置如下构造,使得其具有用于所述第一材料的材料输送部和与其分离的、用于所述第二材料的材料输送部,其中,存在有混合区输送,沿着所述混合区输送使得所述第一和所述第二材料能够混合和能够输送。由此能够形成梯度、尤其但还有基质。所述混合区输送被包含在所述输送装置中。

已经在上面使用的概念“基质”描述由两个或更多互相复合的材料制成的复合原料。在此优选地一个材料吸收另一个。所述基质能够为开孔的、以及还有闭孔的。优选地所述基质是有孔的。通过由另一个材料吸收一个材料,能够例如补充原料性质,其否则相应仅仅具有各个的组分。对于所述复合原料的性质,所述组分的物料的性质和几何结构是重要的。尤其通常尺寸效应(Größeneffekte)起作用。所述复合例如通过物料或形状配合或两者的组合来进行。以这种方式能够在所述基质中例如实现固定地定位所述能够氢化的材料。所述基质的另外的组分能够例如为用于所述热传导和/或所述气体穿引的材料。

除了所述至少一个聚合物之外所述基质能够具有一个或多个另外的构件如例如用于所述热传导和/或所述气体穿引的材料。

所述基质能够根据本发明包括一个或多个聚合物并且由此称为聚合的基质。所述基质能够由此包括一个聚合物或两个或更多聚合物的混合物。优选地,所述基质包括仅仅一个聚合物。尤其,所述基质能够自身是储存氢的。由此能够例如使用乙烯(聚乙烯、PE)。优选地,使用钛乙烯化合物。其能够根据一种优选的设计方案储存直到14重量%氢。

概念聚合物描述由链或分支的分子、所谓的高分子(所述高分子又由相同的或相同类型的单元、所谓的体质上的反复单元(konstitutionellen Repetiereinheiten)或重复单元制成)制成的化学的化合物。合成的聚合物通常为合成材料。

通过使用至少一个聚合物能够通过所述基质给所述材料分配好的视觉的、机械的、热的和/或化学的性质。例如所述氢储存器能够通过所述聚合物而具有好的温度抗性、相对于周围的介质的抵抗(氧化抗性、腐蚀抗性)、好的传导能力、好的氢吸收和储存能力或其它的性质、如例如机械的强度,它们否则在没有所述聚合物的情况下会不可能。还能够使用如下聚合物,其例如没有实现储存氢但为此实现高的伸长、如例如聚酰胺或聚醋酸乙烯酯。

根据本发明,所述聚合物能够为均聚合物或共聚合物。共聚合物为如下聚合物,其由两个或更多不同类型的单体单元组成。人们将由三个不同的单体组成的共聚合物称为三元聚合物(Terpolymere)。根据本发明聚合物例如还包括三元聚合物。

优选地,所述聚合物(均聚合物)具有单体单元,所述单体单元优选地除了碳和氢之外此外还具有至少一个选自硫、氧、氮和磷的其它原子,从而所含的聚合物相反于例如聚乙烯而不完全是无极性的。同样能够存在有至少一个选自氯、溴、氟、碘和砹的卤素原子。优选地,所述聚合物为共聚合物和/或三元聚合物,在其中至少一个单体单元除了碳和氢之外此外还具有至少一个选自硫、氧、氮和磷的其它原子和/或存在有至少一个选自氯、溴、氟、碘和砹的卤素原子。在此可行的是,同样地,两个或更多单体单元具有相应的其它原子和/或卤素原子。

所述聚合物优选地鉴于所述氢储存材料方面具有粘性的性质。这意味着,所述聚合物在氢储存材料处本身好地粘附并且由此构造出如下基质,所述基质同样在负荷的情况下(如所述负荷在氢储存期间出现的那样)稳定地在所述氢储存材料处粘附。

所述聚合物的粘性的性质实现在尽可能长的时期上、也就是说在所述氢储存和氢放出的多个循环上将所述材料稳定地引入到氢储存器中和将所述材料定位于在所述氢储存器中的定义的部位处。一个循环在此描述一次的氢化和接下来的脱氢化的过程。在此所述氢储存材料应该优选地在至少500个循环、尤其在至少1000个循环上是稳定的,以便能够经济地使用所述材料。稳定在本发明的意义中意味着,氢的能够储存的量、和速度(以所述速度储存所述氢),还在500个或1000个循环后基本上相应于在开始使用所述氢储存器时的数值。尤其稳定意味着,所述能够氢化的材料至少大约保持于在所述氢储存器之内的如下位置处,在所述位置处所述材料一开始引入到所述储存器中。稳定尤其能够如下理解,使得在如下循环期间不出现分解效果(Entmischungseffekte),在所述循环中较细的颗粒与较粗的颗粒分离和去除。

本发明的氢储存材料尤其为低温氢储存材料。在为放热的工艺的氢储存中,因此出现直到150°C的温度。聚合物(其用于相应的氢储存材料的基质)必须在所述温度中是稳定的。优选的聚合物因此直到180°C的温度、尤其直到165°C的、尤其直到145°C的温度不解体。

尤其所述聚合物为如下聚合物,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、特别135°C或更少的熔点。优选地,所述聚合物的密度根据ISO 1183规定,在20°C时为0.7g/cm3或更多、尤其0.8g/cm3或更多、优选地0.9g/cm3或更多然而最大1.3g/cm3、优选地不多于1.25g/cm3、尤其1.20g/cm3或更少。抗拉强度根据ISO 527优选地处于10MPa至100Mpa的范围中、尤其在15MPa至90Mpa的范围中、特别优选地在15MPa至80Mpa的范围中。所述拉伸E模量根据ISO 527优选地处于50MPa至5000Mpa的范围中、尤其在55MPa至4500Mpa的范围中、特别优选地在60MPa至4000Mpa的范围中。令人吃惊地表明的是,带有这些机械的性质的聚合物能够特别稳定并且良好地处理。尤其所述聚合物实现在所述基质与嵌入到其中的能够氢化的材料之间的稳定的接合,从而所述能够氢化的材料在多个循环上长地保持于在所述氢储存器之内的相同的位置处。因此实现所述氢储存器的长的寿命。

特别优选地在本发明的意义中所述聚合物选自EVA、PMMA、EEAMA以及所述聚合物的混合物。

利用EVA(乙烯醋酸乙烯酯)来表示由乙烯和醋酸乙烯酯制成的共聚合物的组,所述共聚合物具有在2重量%至50重量%的范围中的醋酸乙烯酯的份额。醋酸乙烯酯的较小的份额引起构造硬的薄膜,而较高的份额引起所述聚合物的较大的粘性。典型的EVA在室温时是固体的并且具有直至750%的伸长率。此外EVA是抗应力裂纹的。EVA具有下列一般的分子式(I):

(分子式(I))

EVA在本发明的意义中优选地具有0.9g/cm3至1.0g/cm3的密度(根据ISO 1183)。屈服应力根据ISO 527尤其处在4至12Mpa、优选地在5MPa至10Mpa、特别5至8Mpa的范围中。尤其合适的是如下EVA,其具有多于12Mpa、尤其多于15Mpa、并且小于50Mpa、尤其小于40Mpa、特别25MPa或更少的抗拉强度(根据ISO 527)。断裂伸长(根据ISO 527)尤其处在>30%或>35%、特别在>40%或45%、优选地在>50%。在此所述拉伸E模量优选地处在35MPa至120MPA、特别40MPa至100Mpa、优选地45MPa至90Mpa、尤其50MPa至80MPa的范围中。合适的EVA例如由公司Axalta Coating Systems LLC在商标名 Coathylene® CB 3547下来销售。

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为合成的、透明的、热塑性的合成材料,带有下列一般的结构分子式(II):

(分子式(II))

玻璃转变温度取决于摩尔质量地处于约45°C至130°C。软化温度为优选地80°C至120°C、尤其90°C至110°C。所述热塑性的共聚合物由于其相对于天气、光和UV辐射的抗性而出众。

PMMA在本发明的意义中优选地具有0.9至1.5g/cm3的密度(根据ISO1183)、尤其1.0g/cm3至1.25g/cm3的密度。尤其合适的是如下PMMA,其具有多于30Mpa、优选地多于40Mpa、尤其多于50Mpa、并且小于90Mpa、尤其小于85Mpa、特别80MPa或更少的抗拉强度(根据ISO 527)。所述断裂伸长(根据ISO 527)尤其处在<10%、特别在<8%、优选地在<5%。在此所述拉伸E模量优选地处在900MPa至5000Mpa、优选地1200至4500Mpa、尤其2000MPa至4000Mpa的范围中。合适的PMMA例如由公司Ter Hell Plastics GmbH、Bochum、Deutschland、在商标名 7M Plexiglas®粒状物下提供。

EEAMA为由乙烯、丙烯酸酯和马来酸酐单体单元制成的三元聚合物。EEAMA具有约102°C的熔点、取决于摩尔质量。优选地所述EEAMA在20°C的情况下(DIN 53217/ISO 2811)具有1.0g/cm3或更少并且0.85g/cm3或更多的相对的密度。合适的EEAMA例如在商标名Coathylene® TB3580下由公司Axalta Coating Systems LLC来销售。

优选地,所述复合材料基本上包括所述氢储存材料以及所述基质。所述基质基于所述复合材料的总重量的重量份额为优选地10重量%或更少、尤其8重量%或更少、特别优选地5重量%或更少并且为优选地至少1重量%和尤其至少2重量%至3重量%。值得向往的是,在所述基质处的重量份额保持尽可能小。即使所述基质能够储存氢,则所述氢储存能力依旧没有如所述氢储存材料本身的氢储存能力那样显著。然而所述基质是必要的,以便一方面将所述氢储存材料的如有可能出现的氧化保持得小或完全避免并且保证在所述材料的颗粒之间的接合。

优选的是,所述基质为带有小的结晶度的聚合物。通过所述聚合物的结晶度能够显著改变材料的性质。部分结晶的原料的性质不仅由所述聚合物的结晶的区域而且由非结晶的区域所确定。由此能够看出与同样由多个物质构建的复合的材料的一定的联系。例如在密度增加时所述基质的伸长能力下降。

所述基质还能够以预浸料(Prepreg)的形式存在。预浸料为对于“preimpregnated fibres”的英语的缩写形式(美语:preimpregnated fibers),德语是:“vorimprägnierte Fasern”。预浸料为以聚合物来预浸的(英语:pre-impregnated)纺织的半成品,所述半成品为了制造结构部件而在温度和压力下被硬化。合适的聚合物为带有高粘的、然而非聚合化的热固性的合成材料基质的聚合物。根据本发明优选的聚合物还能够以预浸料的形式存在。

含在所述预浸料中的纤维能够作为纯的单向的覆层、作为织物或粗纱(Gelege)存在。所述预浸料能够根据本发明还被弄小并且作为薄片或小片连同所述能够氢化的材料处理成复合原料。

所述聚合能够根据本发明或者以液体的形式存在,所述液体与所述能够氢化的材料置于接触。在此液体意味着,或者所述聚合物被熔化。根据本发明然而还包括的是,所述聚合物在合适的溶剂中溶解,其中,所述溶剂在制造所述复合材料后又去除、例如通过汽化。然而还可行的是,所述聚合物以粒状物的形式存在,所述粒状物与所述能够氢化的材料混合。通过压缩所述复合材料来软化所述聚合物,从而引起构造所述基质,所述能够氢化的材料嵌入到所述基质中。如果所述聚合物以粒子的形式、也就是说作为粒状物来使用,则其优选地具有在30μm至60μm、尤其40μm至45μm的范围中的x50粒子大小(基于体积的粒子大小)。所述x90粒子大小尤其处在90μm或更少、优选地在80μm或更少。

此外存在如下可行性,即所述输送装置设有附加的单元用于输送束、条带或板形的材料,通过所述单元能够将材料条带引导到所述通入横截面中。由此能够例如输送由多个材料制成的层压物、织物、非织造织物、薄膜或带有其它的至少两个材料的其它的以条带形式存在的材料、优选地平行地以用于输送所述第一和所述第二材料。同样还能够通过所述输送装置的一种相应的设计方案输送和一起放下纤维、线材或其它的待嵌入的材料。

根据本发明的另一思想提出用于优选地利用正如上面已经描述的装置来制造毛坯的方法并且在下面对其进行详细阐述。使用至少一个第一材料和第二材料,其中,所述第一材料的第一材料输送通过输送装置的第一区域并且所述第二材料的与所述第一材料输送平行的第二材料输送通过所述输送装置的第二区域来进行,其中,平行地并且在不同的区域中输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。

同样这样的思想在下面以氢储存元件的示例来进一步阐述,其中,相应的特征相应不限于所述设计方案。反而这仅仅用于阐述,其中,这些特征能够一般地与所提出的思想联系。

鉴于所述氢储存元件方面借助于至少一个第一材料(所述第一材料包括储存氢的材料)并且借助于第二材料(所述第二材料是传导热的)来形成复合材料,其中,所述第一材料的第一材料输送通过输送装置的第一区域并且所述第二材料的与所述第一材料输送平行的第二材料输送通过所述输送装置的第二区域进行。

所使用的材料能够尤其为已经在上面描述的材料。

所述概念复合材料在此描述,在所述氢储存元件中使用不同类型的材料,以便除了能够氢化的材料之外还布置其它的材料(如有可能带有其它的功能性)。所述复合材料例如由各个的组分、如所述基质和所述各个的覆层来构成。对于所述复合材料的性质,例如组分的物料的性质和几何结构是重要的。所述复合材料优选地是紧凑化的。

所述方法的一种改进方案规定,所述两个材料中的至少一个、优选地所述第一和所述第二材料,能灌注地、能流动地并且由此能流地、优选地粉末形地被输送。例如设置成,所述输送装置进行转动,所述第一和所述第二材料从所述输送装置中在此平行逸出,并且复合材料形成为氢储存元件,在所述氢储存元件中,所述至少两个材料不是逐覆层地相叠布置,而是一个材料布置成螺旋线或螺旋形或波浪形。在此有利的是,所述螺旋形的几何结构在所述复合材料中通过包围所述螺旋的材料作为结构来支撑。

优选的是,所述第一和所述第二材料在所述氢储存元件中形成有孔的结构,优选地一个或多个通道在所述复合材料中借助于一个或多个销钉(Dorne)、自由保持件和/或待去除的材料制成。尤其能够关于此地还完成如下复合材料,所述复合材料在紧凑化之后在没有另外的后处理的情况下直接地布置到氢储存器的容器中。

另一设计方案规定,所述第一和所述第二材料至少部分地地点上彼此分离地布置并且形成所述氢储存元件的分离的覆层或一般地区域。

所述方法的又一另外的设计方案规定,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压制、优选地通过上和/或下冲模在所述空腔中的移动。一种改进方案规定,所述空腔由所述氢储存器的容器形成。

此外优选的是,为所述氢储存元件进行所述复合材料的等压的压制。通过施加在500bar之上的压力、尤其于在1500与6000bar之间的范围中的压力实现,在能够氢化的材料与例如传导热的材料之间完成特别紧密的结合。

其它的紧凑化能够此外在热和/或例如气体的同时的影响的情况下进行。同样能够例如设置有抽吸部,例如用于抽吸结合物,其可能布置在所述复合体的第一和/或在第二区域中。所述结合物能够例如完全地、以及还有仅仅部分地从所述复合材料中去除,例如以用于完成有孔的结构。由此能够例如在所述两个区域中的一个中布置有结合物并且在所述两个区域中的另一个中没有结合物。同样能够使用不同的结合物,方式是例如在所述第一区域中引入与在所述第二区域中不同的结合物。

根据本发明的另一思想提出一种毛坯,带有至少一个第一和第二材料(优选地相应于上面已经描述的材料)。所述第一和所述第二材料至少在一个区域中彼此分离布置并且形成例如分离的覆层。优选地能够由此在所述毛坯中完成3D成形的覆层、如至少一个覆层的、尤其所述第一材料的覆层的和所述第二材料的覆层的螺旋、螺旋状物、波浪或其它的不平坦的几何结构。

同样在下面将所述思想又按照带有复合材料的氢储存元件来解释,其中,相应的特征但又较一般地能够在上面的思想的意义中来理解并且不限于所述示例。由此提出至少一个第一和第二材料,其中,所述第一材料包括储存氢的材料并且所述第二材料包括传导热的材料,其中,所述氢储存元件优选地利用如上面描述的制造装置和/或方法制成。

在此证实为有利的是,在所述氢储存元件中所述第二材料从所述复合材料的内部延伸到所述复合材料的外部,其中,所述第一和所述第二材料至少在一个区域中彼此分离地布置。

概念“逐步”描述,所述能够氢化的材料在所述基质中和在所述覆层中的密度具有梯度,例如如下地,使得存在有所述能够氢化的材料的密度和/或量的下落或上升、例如取决于穿流所述氢储存元件的流体。优选地设置成,在所述第一与所述第二材料之间构造有如下梯度,沿着所述梯度来发生从所述第一到所述第二覆层的过渡。

同样能够设置成,所述氢储存元件具有以核心罩结构的形式的构件,在所述构件中所述核心包括第一材料并且所述罩包括与其不同的第二材料,其中,所述第一材料和/或所述第二材料具有储存氢的材料。所述材料例如优选地作为所述复合材料的覆层来存在。一种设计方案规定,所述罩的第二材料具有聚合物,这至少构造成氢可透的。另一设计方案规定,所述核心具有传导热的材料并且所述罩具有储存氢的材料。又能够设置成,所述核心具有主要储存氢的材料并且所述罩具有主要传导热的材料,其中,所述传导热的材料是氢可透的。

此外用于制造所述氢储存元件的方法能够规定,储存氢的材料的和传导热的材料的分离的层填充到冲压工具中并且所述层为了产生三明治结构与彼此被压制,其中,所述传导热的材料在将所述三明治结构用于氢储存的情况下承担优选地沿层延伸的方向的热传导。在所述分离的层之间和/或相邻于所述层地,能够例如布置有一个或多个基质,从而所述复合材料由此获得第一和第二区域。

例如能够设置成,将金属粉末和/或通常的天然的石墨用作传导热的材料,其中,在使用通常的天然的、透镜形的石墨或例如由膨胀的石墨制成的薄片的情况下在填充时优选地水平取向,从而在所述三明治结构中能够使用沿取向的六角形的栅格结构的方向的热传导。

此外能够设置成,备选地或附加地将由轧制的膨胀的石墨的膜片构成的、由通过轧制的膨胀的石墨制成的絮构成的一个或多个层和/或石墨织物作为传导热的材料引入到所述三明治结构中。

此外优选的是,所述氢储存元件的复合材料是有孔的。由此能够使得氢气体引导变得简单。

尤其设置成,设置有第三材料,其在所述氢储存元件中形成功能上的层、尤其有孔的、气体可透的层。

在一种优选的实施方式中,基质和至少一个覆层分别具有碳。以这种方式能够改善所述氢储存元件的热传导能力。能够由此将所产生的热在吸收和/或放出氢时较好地导开或输送。

优选的是,所述基质和/或覆层具有由不同的碳类型构成的混合物,包括例如膨胀的(expandierten)天然的石墨作为所述碳类型中的一个。优选地,将非膨胀的石墨连同膨胀的天然的石墨一起使用,其中,基于重量使用比膨胀的石墨多的非膨胀的石墨。尤其所述基质能够具有膨胀的天然的石墨,在所述石墨中例如布置有能够氢化的材料。

优选地,所述复合材料在至少一个区域中具有弹性的性质。以这种方式能够保证,所述能够氢化的材料例如在吸收氢时能够扩张,而在此没有损伤或过度损耗所述复合材料。

在下面进一步参考有创造性的思想的不同的另外的实施方案。

除了如下可行性(即所述输送装置、还称为填充机构或填充器,能够在所述机器纵轴线上旋转)之外,能够例如设置成,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来定位,其中,所述下冲模的上侧利用所述模具的上侧结束。在所述下冲模运动到下部的位置中期间,所述填充器在放出所述材料时围绕所述机器纵轴线转动。通过在所述填充器的排出开口处的多个腔室或材料输送井(所述腔室或材料输送井填充有不同的粉末)由此产生有特征的螺旋构建。所述覆层厚度能够通过设计所述腔室、所述转动速度以及所述下冲模的速度来控制。所述各个的覆层与所述机器纵轴线成直角的份额然而基本上由所述腔室的构建和划分来确定。除了用于将所述填充器划分到不同的腔室中的装入件(Einbauten)之外此外能够将不同的装入件安置到所述腔室中,所述装入件影响所述粉末的流动特性或类似的性质。这能够例如为径向的轮辐或还栅格或其它的几何结构。冲压工具的原则上的构建在此不受限。

此外能够使用多个工具平面和销钉。此外可行的是,除了所引入的粉末之外还将以膜片、纤维或织物、例如炭膜片、炭纤维或炭织物的层的形式的装入件引入到所述模具空腔中。所述层能够不仅作为连续的膜片或织物来引入,以及还以薄片或碎物(Häxelgut)的形式。所述层能够在此附加于现存的材料被引入,或部分地或完全地代替所述现存的材料。

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,同样可行的是,使用相同的合金的粉末,所述合金带有不同的颗粒大小和/或不同的颗粒形状。附加物(其能够附加于所述粉末)能够例如在所述填充期间、在所述压缩期间或在后续的工艺步骤期间影响所述流动特性以及性质。同样在腔室中使用的粉末能够由不同的粉末的混合物制成。

在使用薄片或碎物时,它们能够由之前提及的装入件相应于所述冲压品的所期望的性质来取向。由此一种实施方案规定,将炭纤维薄片如下取向,使得在所述冲压品中的热流优选地垂直于纵轴线进行。

所述填充器的另一实施方案规定,将所述填充器设有如下装置,所述装置将所述填充器置于垂直于所述机器轴线的振动,以便由此影响所述粉末的或所述碎物的或灌注物的流动特性。

本发明的一种附加的实施方案规定由三个功能上的覆层构成的构建,其中,例如外部的覆层用于所述热输送或热引开,中间的覆层用作储存介质,并且内部的覆层用于输送或引开所述待储存的介质。在此所述外部的覆层能够为了热传递而实施为石墨覆层,所述中间的覆层作为金属氢化物用于储存氢以及所述内部的覆层由另外的材料、尤其金属合金、优选地铬镍粉末制成,所述另外的材料用于输送和引开所述氢。

另一实施方案规定,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过程期间旋转,反之所述填充器在填充所述模具空腔期间不强制性地旋转。所述填充器在填充所述模具时的旋转能够为有意义的,以便抵抗例如填充差别,其在空腔中为了制造带有齿部的结构部件而能够出现。所述模具的起抽吸作用的填充不是强制性所需的,然而能够是有意义的,以便由此防止所述各个的粉末的不可控的混合。由此例如可行的是,参考所述填充器的中轴线或旋转轴线来看,将所述填充器在所述外部的区域中以与在所述内部的区域中不同的粉末来填充。由此例如可行的是,将所述填充器的外部的环以具有特别的性质的、例如适用于硬化的粉末来填充。此外可行的是,所述填充器具有三个或更多腔室,其中,所述内部的和所述外部的区域以如下粉末填充,冲压辅助剂引入到所述粉末中,其中,优选地在所述中间的区域中引入没有冲压辅助剂的粉末。因为所述冲压辅助剂用于减少在粉末与工具构件之间的摩擦,故能够在所述中间的区域中放弃冲压辅助剂。

此外冲压辅助剂的附加尽管其小的密度总是还意味着减少粒子密度(Teiledichte)。所述粒子密度减小能够由此继续被减少,而没有降低在工具构件与粉末之间的润滑功能。

利用所描述的、由内部的区域和至少两个周围的环区域构成的三个或还更多腔室填充器由此实现,例如还冲压带有内开孔的齿轮,在所述齿轮中所述模具空腔由所描述的填充器构建如下填充,使得所述冲压辅助剂仅仅在所述内部的和外部的区域中、也就是说在销钉的和所述外齿部的区域中存在。所述腔室构建能够在此是任意复杂的并且取决于待冲压的结构部件。甚至可行的是,将不同的粉末用于例如裂口。在此仅仅须将在所述填充器到所述模具的填充位置中转变时的位置进行充分准确地定位。通过不同地填充所述结构部件空腔由此可行的是,将不同的结构部件性质、根据所述结构部件的各个的结构部件区域或功能面的要求来建立。例如可行的是,在齿轮中将在内齿部与外齿部之间的结构部件区域利用粉末来制造,所述粉末被压缩到非常小的密度,以便由此保证所述有孔的结构的起阻尼作用的性质并且此外保证为所述内部的和外部的区域的高的负荷所需的高的密度。相应地能够利用所提出的填充器还完成用于所述氢储存元件的最不同的复杂的几何结构。

在所述填充器移动到用于填充所述模具的填充位置中时例如可行的是,将所有的在下部布置的工具构件在它们的上侧处与所述模具上侧定位在一个平面中。由此可行的是,抵抗所述粉末在所述填充器移动经过所述模具时的混合。

在另一实施例中然而还可行的是,所述下冲模的上侧不与所述模具的上侧处在一个平面中,而是在所述模具的上侧之下。由此可行的是,将优选地粉末的覆层施加到下冲模上,其中,所述粉末不必为源自各个的腔室的各个的粉末。还能够将源自多个腔室的粉末作为第一覆层填入到所述模具空腔中或其它的、如上面描述的那样的材料。例如能够构建由三个腔室构成的填充器,其中,一个腔室以石墨、一个以金属氢化物并且另一个以粉末(所述粉末考虑用于所述气体导引)来填充。如果所述填充器的、设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进的时刻中对置于所述模具,则通过在到达所述填充器之前向下行驶所述下部的工具构件可行的是,使得所述模具空腔的下部的区域以石墨填充。如果所述填充器位于所述模具空腔之上,则所述填充器能够此后通过旋转在所述空腔中在所述石墨覆层上例如产生螺旋构建,所述螺旋构建也就是说在下部以石墨覆层开始。同样可行的是,利用相同的方法在上面在所述空腔中在待压制的材料布置中产生带有石墨的统一的粉末覆层,以便或者在所述冲压品的上侧和下侧处制造统一的石墨覆层。

此外可行的是,所述旋转方向和所述旋转速度在所述填充过程期间变化,其中,同样可行的是,所述填充器在固定的位置中保持不动。

同样可行的是,整个的填充器基于所述待填充的空腔的位置在所述填充过程期间变化。

除了引入为所述冲压品的或由此出现的成品的之后的功能所需的材料(所述材料能够通过所述填充器来引入)之外,同样可行的是,各个的构件作为场所保持件引入到所述空腔中,所述空腔在之后的工艺步骤中被替换或去除。这能够如有可能通过热的或化学的工艺进行。

同样可想到,所述结构部件的形状不是由粉末和/或碎物或薄片通过压制制成,而是通过将不同的挤出介质通过旋转所述挤出介质来挤出成一形状或通过旋转所述进入几何结构来挤出成一不旋转的形状。

根据本发明的另一思想(所述思想能够与上面描述的变型方案中的一个或多个一起但还无关于所述上面描述的变型方案中的一个或多个地来实现),提出一种冲压器,带有待以材料填充的空腔和带有借助于所述冲压器的移动装置能够移动的梳,其中,所述移动装置使得所述梳能够移动到所述材料中并且能够移动经过所述材料。例如设置成,存在有所述移动装置的可编程的控制,所述控制将能够预设的路径转化成所述梳的运动。借助于所述梳或还板条或一个或多个尖部能够一方面至少在所述材料的表面的区域中引起材料的平整、尤其取向。另一方面能够借助于所述梳或其它的构件将梯度引入到所述覆层中。

优选地,所述梳至少部分地能够替换。由此所述装置能够保持本色。但根据待制造的毛坯和/或待使用的材料来使用匹配的梳、板条或尖部或类似物。此外所述梳能够具有多个尖部。优选地,所述梳具有至少一个如下尖部,所述尖部具有加宽以用于接触所述材料。这允许,借助于例如不同的加宽能够调整针对性的梯度。

一种改进方案规定,在所述梳的两个尖部之间的间距能够改变。这能够例如在运行时进行,也就是说在所述尖部与所述材料接触时。由此能够例如产生螺旋形的模板,以及还有例如匹配螺旋的、不同的梯度间距。另外优选的是,两个或更多梳能够平行移动。

优选地,至少两个材料设置成用于填充所述冲压器的空腔,其中,所述梳能够移动到如下程度,使得其至少驶入到填充的第一材料、优选地到所述第一和所述第二材料中。如果所述材料引入到冲压器的空腔中,则所述梳实施接触所述材料的运动。同样可行的是,所述梳沉入到所述填充的材料中并且在所述空腔中移动。所述梳能够例如不一样深地沉入。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时至少沉入到所述两个第一和第二材料中的一个中并且移动。所述梳能够集成到所述填充器几何结构中。

附图说明

另外的有利的设计方案还有特征由下面的图和所属的描述来得知。由图和描述得知的各个的特征仅仅是示例性的并且不限于相应的设计方案。反而能够从一个或多个图中将一个或多个特征与源自其它的图的还有源自上面的描述的其它的特征结合成另外的设计方案。由此所述特征不是起限制作用地而是示例性地来给出。尤其示出所述填充器构建的一些实施方案:

图1至8分别示出三个图示,即左边所述填充器的俯视图以用于解释其腔室和尤其腔室排出开口机构并且右上方朝所述冲压品的透视的视图以及右下方穿过所述冲压品的剖面,所述冲压品能够借助于所述填充器和没有示出的冲压器来制造,其中,为了相应解释而选取柱状的冲压品并且省去示出裂口或其它的几何结构细节,

图9至28原则上示出在不同的工艺阶段中的在利用两个填充器来填充模具空腔时的流程,

图29至44原则上示出利用带有两个腔室的填充器填充模具空腔的流程,

图45至54原则上示出在利用旋转填充器填充模具空腔时的流程,

图55至60示出带有三个腔室的旋转填充器的另一实施例以及毛坯的图示,所述毛坯通过压制借助于所述旋转填充器引入到模具空腔中的粉末材料来制成,以及

图61至63示出旋转填充器的另一实施例。

具体实施方式

图1示出填充器11和相应的冲压品9,所述填充器带有两个一样大的腔室5、6用于两个不同的粉末1、2。

图2示出带有三个腔室5、6、7的填充器11和相应的冲压品9,其中,所述三个腔室5、6、7的与面相关的划分分别是不同的。

图3示出类似于图2的填充器的填充器11和附属的冲压品9,然而所述填充器带有四个腔室5、6、7、8代替三个腔室。

图4示出填充器11的用于三个粉末1、2、3的可行的腔室构建,利用所述腔室构建来产生同样示出的冲压品9的四个覆层,其中,在所述冲压品9的中央中的原料在此是均匀的并且在所述外侧处存在有螺旋结构。

图5示出用于三个不同的材料的填充器11,其中,材料1包围由所述材料2和3形成的、同样示出的冲压品9的螺旋。

图6示出填充器11和如下冲压品9,所述冲压品借助于在所述上和下侧上的通常的填充以及以在中间的螺旋结构来制造,其中,可行的是,在此通过材料1、材料4和在所述腔室5中的材料将位于内部中的材料、在此材料2和材料3完全地向外隔开,并且其中,所述填充器11用于制造以螺旋的形式的冲压品9的中间的部段。

图7示出填充器11的和能够以所述填充器制造的冲压品9的另一实施例。

图8示出填充器11的和能够以所述填充器制造的冲压品9的下一个实施例。

在填充器俯视图中相应在左边在图1至8中示出用于所述填充器腔室的排出开口机构,如果所述填充器在其填充位置中在所述冲压空腔之上转动并且所述空腔的底部在相对转动时越来越远地离开所述填充器,则所述排出开口机构引起粉末材料在冲压空腔中的交织到彼此中的螺旋形的覆层堆叠。至少两个腔室的排出开口沿所述填充器的径向和转动方向来看彼此偏置地布置,也就是说划过如下同心的面区域,所述面区域彼此重叠或从所述面区域中一个布置在另一个之内。

图9至图28示出在利用两个填充器来填充模具空腔时的原则上的流程。在此所述填充器18以所述材料1来填充,填充器24以材料2来填充。示例示出4层的构建,其中,两个层的粉末1和两个层的粉末2被压制。然而还可行的是,使用多于两个填充器。在此所述层的数量、顺序和厚度基于待实现的性质来自由设计。在下面将相应的流程在每个图中简短地描述。

图9:所述下冲模10以相应的路径向下行驶,所述路径相应于(所述空腔14的)用于所述第一材料16的子填充空间12的高度。所述第一填充器18运动经过所述空腔14。

图10:所述第一(粉末)材料16由于重力落到所述模具空腔14中。

图11:所述填充器18又返回行驶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到所述模具上侧20的高度。

图12:所述下冲模10向下运动并且由此预设(所述空腔14的)用于第二(粉末)材料22的另一子填充空间12'。

图13:所述第二填充器24运动经过所述空腔14。

图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。

图15:所述填充器24又行驶到所述初始位置中并且在此刮除所述(粉末)材料22到所述模具上侧20的高度。

图16:所述下冲模10逐步地继续向下运动并且由此预设用于下一个层的第一(粉末)材料16的另一子填充空间12''。在此所述下一个层的第一(粉末)材料那么为第二覆层的(粉末)材料16。

图17:所述填充器18运动经过所述模具空腔14。

图18:所述(粉末)材料16从所述填充器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。

图19:所述填充器18返回运动到所述初始位置中。

图20:所述下冲模10继续逐步地向下运动并且由此预设用于下一个层的第二(粉末)材料22的另一子填充空间。

图21:所述填充器24运动经过所述空腔14。

图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。

图23:所述填充器24又行驶到所述初始位置中并且在此刮除所述(粉末)材料22到所述模具上侧20的高度。

图24:所述模具空腔14以由交替地彼此相叠布置的、两个材料构成的两个层来填充。

图25:所述上冲模26朝所述下冲模10运动。所述下冲模10能够在通过所述上冲模在所述空腔14中压制材料层之前、如在此示出的那样,略微向下行驶(以用于产生所谓的下填充)。

图26:所述上冲模26压制所述四个覆层到期望的密度上并且此后又返回运动到所述初始位置中。所述下冲模10停留在之前占据的位置中。然而还可行的是,所述下冲模10在所述上冲模26沉入到所述模具空腔14中之后朝所述上冲模26运动。同样可行的是,所述模具空腔14线性地沿机器纵轴线30移动,其中,所述模具空腔在不动的下冲模10的情况下优选地以一半的上冲模速度沿与所述上冲模26相同的方向来移动。

图27:在所述冲压过程之后使得所述冲压品32通过所述下冲模10从所述模具28中被排出。在此同样可行的是,所述上冲模26在排出所述冲压品32期间以小的力作用于所述冲压品32并且在完全排出所述冲压品32之后才返回运动到所述初始位置中。

图28示出排出的冲压品32和在初始位置中的机器构件。所述冲压品32能够被取出。所述工作循环能够为了制造下一个冲压品而从开始状态来开始。

图29至图44示出利用带有两个腔室34、36的(唯一的)填充器18进行填充的原则上的流程,所述填充器由此能够储存两个不同的粉末。在此同样可行的是,多于两个不同的腔室与此相应地用于多于两个粉末。

图29:所述下冲模10运动到所述第一填充位置中并且所述填充器18运动经过所述模具28,直到带有所述第一(粉末)材料16的第一腔室34驶越所述模具空腔14。

图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从所述腔室34中落到所述模具空腔中。

图31:所述填充器18继续移动,直到其带有所述(粉末)材料22的腔室36处于所述模具空腔14之上。

图32:所述下冲模10向下运动,直到达到用于所述第二覆层的(粉末)材料22的填充高度。

图33:所述(粉末)材料22从所述腔室36中,也就是说在所述下冲模10向下行驶期间落到所述模具空腔14中并且由此形成所述第二覆层。但当所述腔室36处于所述空腔14之上时,所述下冲模10能够同样好地已经(完全地)向下行驶。

图34:所述填充器18移动,直到带有所述(粉末)材料16的腔室34处于所述模具空腔14之上。

图35:所述下冲模10向下运动,直到到达用于所述第三覆层的填充高度。

图36:所述(粉末)材料16从所述腔室34中也就是说在所述下冲模10向下行驶期间落到所述模具空腔14中并且由此形成所述第三覆层。

图37:所述填充器18继续移动,直到带有所述(粉末)材料22的腔室36处于所述模具空腔14之上。

图38:所述下冲模10向下运动,直到到达用于所述第二覆层的填充高度。所述(粉末)材料22从所述腔室36中在所述下冲模10向下行驶期间落到所述模具空腔14中并且由此形成第四覆层。

图39:所述填充器18移动到所述初始位置中。

图40:所述上冲模26沿轴向的方向沿所述下冲模10的方向移动,以便压制所述各个的层。

图41:所述上冲模26和下冲模10在冲压终端位置中。

图42:所述上冲模26行驶到初始位置中并且所述下冲模10排出所述冲压品32。

图43:所述工具构件连同排出的冲压品32处在它们的初始位置中。

图44:所述冲压品32被取出,所述工作循环能够重新开始。

图45至图54示出在利用带有两个或更多腔室的旋转填充器来填充所述空腔时的原则上的流程。在此,所述填充器仅仅在所述下冲模向下运动期间或在填充所述空腔期间需要转动。然而还可想到,所述填充器持久地转动。

图45:所述旋转填充器18'运动经过所述模具空腔14。

图46:所述旋转填充器18'位于模具空腔14之上。

图47:所述旋转填充器18'围绕所述机器纵轴线30转动,而所述下冲模10沿着所述机器纵轴线30向下运动,以便逐步地释放所述空腔14以用于引入材料。

图48:所述下冲模10位于其下部的填充位置中。所述旋转填充器18'不再旋转。

图49:所述旋转填充器18'返回运动到所述初始位置中。

图50:所述旋转填充器18'位于填充位置与初始位置之间。

图51:所述上冲模26沿朝所述下冲模10的方向运动,其中,所述旋转填充器18'没有示出。

图52:上冲模26和下冲模10将所述(粉末)材料(其双螺旋形地位于所述空腔14中)压制成冲压品32。同样在此所述旋转填充器18'没有示出。

图53:所述上冲模26运动到其初始位置中。同样所述下冲模10运动到初始位置中并且排出所述冲压品32。所述旋转填充器18'同样在此没有示出。

图54:所述冲压品32被取出。随其后,所述循环能够重新启动,其中,此后没有示出的旋转填充器18'又起作用。

在图55至60中示出用于产生由在所述情况中三个不同的粉末材料制成的毛坯的冲压器100的另一实施例,所述粉末材料转动到彼此中并且螺旋线形地布置在所述毛坯中。根据图55,所述冲压器100具有带有空腔112的模具110。所述空腔112在所述实施例中构造为所述模具110的通过开口并且在所述空腔的底部处通过轴向沿着所述中轴线114能够移动的下冲模116封闭。所述上冲模119同样沿着所述空腔112的中轴线114能够来回移动。以这种方式能够,如通常已知的那样,使得引入到所述空腔112中的粉末材料压制成毛坯(如有可能在附加地使用热的情况下)。

为了将所述粉末材料引入到所述空腔112中使用所谓的填充器118,所述填充器一般还能够称为填充机构120。在所述实施例中所述填充机构120具有旋转填充器118,如果所述旋转填充器位于所述空腔112的开口122之上,则所述旋转填充器相对于所述空腔112围绕所述中轴线114旋转。

所述旋转填充器118在图55中在其填充位置中示出,在所述填充位置中在所述实施例中将三个能流动的(例如粉末)材料124、126、128引入到所述旋转填充器118的三个彼此分离的腔室130、132、134中。备选地还可行的是,所述旋转填充器118在其运动期间并且尤其还在放出材料期间被填充。为此使得所述材料输送线路连同所述旋转填充器118根据一种设计方案平移地一起运动,以便能够在放出材料期间再填充所述旋转填充器118。

在图56中所述旋转填充器118位于所述空腔112(填充位置)之上并且所述三个粉末材料在旋转的情况下填入到所述空腔中。在此所述下冲模116首先位于其最上部的位置中。此时所述下冲模116关于每时间单位的引入的材料的体积相应地向下运动,从而所述下冲模也即每时间单位准确地释放所述空腔部分体积,所述空腔部分体积通过粉末材料从所述旋转填充器118中被填入到所述空腔112中。

所述旋转填充器118的在此描述的实施例的较准确的设计在图57和58中示出。根据图57,所述旋转填充器118(其由驱动器136转动地驱动)具有基本上柱状的外部的外形,所述外形类似于套筒或管。在所述填充器118的背离所述空腔112的上部的端部处,所述填充器118具有进入开口机构138,带有在所述实施例中三个同心的进入开口140、142、144。所述中央的开口144由所述旋转轴线穿过并且同心于所述旋转轴线。所述两个开口140和142环形地分别围绕彼此周围伸延并且因此布置成同心。所述三个腔室130、132、134由腔室壁146、148、150相对彼此划界并且向外受限,其中,所述三个腔室壁146、148、150在所述进入开口机构138的区域中形成同心的环。

所述内部的腔室壁148、150变形成下部的、面向所述空腔112的排出端部,从而在所述实施例中在所述旋转填充器118的下部的端部处获得根据图d的排出开口机构152。所述外部的腔室壁146在其整个的轴向的长度上基本上为柱状,而在所述旋转填充器118的排出端部处的下一个内部的腔室壁148具有收缩部154(类似于心形状)。所述V形的收缩部154朝所述旋转填充器118的中央并且由此朝所述最内部的腔室壁134指向,所述最内部的腔室壁在所述旋转填充器118的排出端部处具有径向延伸的成形捆(Formgebund)。在所述外部的腔室壁146与所述下一个内部的腔室壁148之间形成所述腔室130的排出开口156,而所述下一个内部的腔室132具有一方面由腔室壁148利用收缩部154并且由所述腔室壁134利用其径向细长的成型部形成的排出开口158。最后所述最内部的第三腔室134具有如下排出开口160,其径向向外指向并且部分地围绕所述填充器118的中轴线162延伸。

如尤其能够按照图58看出的那样,所述腔室壁具有锯齿或梳状结构164、166。所述梳状结构164、166用于从所述腔室中逸出的粉末材料在其相应的边界面处的分度。

利用在图57和58中示出的配置能够使用所述旋转填充器118用以将三个粉末材料放下到所述空腔112中,所述三个粉末材料形成三个交织到彼此中的部分或全螺旋机构。从所述中间的腔室132中逸出的粉末材料126在所述毛坯中或在所述空腔112中作为中间的螺旋168存在(参见图59)。从所述外部的腔室130中逸出的粉末材料124形成柱状的形状,带有在内部在所述柱体壁处伸延的螺旋线。从所述内部的腔室134中逸出的粉末材料128在所述毛坯的核心中作为带有处于外部的螺线形的突出部的实心柱体存在。该情况对于所述毛坯的子区段在图59中示出。

图60示出当在所述填充器118旋转时在其内部的腔室134中存在有销钉(没有示出)作为场所保持件时的情况,所述场所保持件将所述毛坯的中央169保持免于粉末材料。这样的布置例如是有利的,以便将所述毛坯设有用于气体输送的通道。

如已经在上面提及的那样,所述旋转填充器能够尤其用于制造用于用作储存氢的构件的毛坯或储存氢的结构部件。在此例如通过所述中间的腔室132输送的且所述空腔112进入的材料126是能够氢化的,而所述材料124(其通过所述旋转填充器118的外部的腔室130到达到所述空腔112中)具有传导热的性质。在所述毛坯的内部中此后存在有气体可透的材料128。所述毛坯的内部的材料也就是说负责所述输送和由此所述毛坯的有孔性,从而到所述毛坯中能够导入氢,所述氢此后在能够氢化的材料处结合。在此产生的热通过所述材料124向外引开。在外部围绕所述氢储存结构部件(毛坯)周围存在有(压力)容器,所述(压力)容器与所述储存氢的结构部件处于热的接触。

相当通常地结合本发明还指出,除了所述粉末形的材料的颗粒彼此通过压制(如有可能附加地在热的作用的情况下)的复合之外也附加地还能够以添加的方法来工作,如例如激光熔化。对此例如通过所述填充器的空心壁来导入一个或多个激光射束,所述激光射束通过棱镜转向并且通过在所述填充器的空心壁中的透明的开口进入到刚好放出的粉末材料中,在该处这引起局部熔化所述粉末。

在图61中透视性地或在图62中从上部示出旋转填充器170的另一实施例。如在图55至60的实施例中那样所述旋转填充器170具有三个环腔室,所述环腔室然而不同于图55至60地基本上连续地同心地布置。内部的分离壁172限制内部的腔室173,而布置在中间的另外的柱状的壁174限制第二腔室176。在外部存在有第三柱状的壁178,所述壁限定所述外部腔室180。在所述旋转填充器170处的特别之处此时在于,在排出部侧形成另一腔室182,靠近壁流动的材料在所述中间的腔室壁174的两侧到达到所述腔室中。在所述腔室182的流动入口存在有转向元件184,所述转向元件负责局部地混合所述两个靠近壁的材料流。

本发明的各个的设计方案的特征示例性地在下面再次成组地给出,其中,各个的组的特征能够与彼此以及还与本发明的在上面描述的实施例、设计方案和变型方案的特征组合(也就是说通过添加或删去各个的特征)。

1. 装置、优选地冲压器,包括

待填充的空腔,

第一材料的至少一个第一材料输送部和第二材料的第二材料输送部,其中,所述第一和所述第二材料输送部彼此分离地布置,

带有输送装置用于将所述第一和所述第二材料输送到所述待填充的空腔中,

其中,所述输送装置具有通入横截面,带有所述通入横截面的用于所述第一材料的至少一个第一区域和带有与其分离的所述通入横截面的用于所述第二材料的第二区域,以用于优选地平行地地点上分离地填充所述空腔。

2. 根据编号1所述的装置,其中,所述待填充的空腔优选地是圆的并且优选地设置有带有接触面的作用元件用于与尤其以梳、平的或成轮廓的板条或滚子的形式的空腔的材料相互作用,其至少能够移动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着所述表面能够运动,特别优选地能够移动到所述至少第一和/或第二材料中并且能够在其中运动。

3. 根据编号1或2所述的装置,其中,所述第一区域至少部分地、优选地完全地毗邻所述第二区域。

4. 根据前述编号中任一个所述的装置,其中,所述装置具有驱动器,借助于所述驱动器实现在所述待填充的空腔与所述输送装置之间的至少一个受控的相对运动。

5. 根据前述编号中任一个所述的装置,其中,其具有如下转动轴线,所述输送装置围绕所述转动轴线能够转动地布置和/或所述空腔能够转动地布置。

6. 根据前述编号中任一个所述的装置,其中,所述待填充的空腔为模具空腔并且所述输送装置为填充器并且所述装置包括冲压装置以用于在所述模具空腔中压缩所述至少第一和所述第二材料。

7. 根据前述编号中任一个所述的装置,其中,设置有优选地以梳、平的或还成轮廓的板条或滚子的形式的接触面,所述接触面借助于移动装置能够移动到如下程度,使得所述接触面与填入到所述空腔中的材料处于接触,其中,移动装置在所述材料中来移动所述接触面。

8. 根据编号7所述的装置,其中,所述接触面至少到所述材料中并且沿着所述材料能够移动。

9. 用于优选地根据编号1至6中任一个所述的用于输送至少一个第一和第二材料的装置的、尤其冲压器的输送装置,所述装置带有所述输送装置的通入横截面,所述通入横截面具有至少一个第一区域和与其分离的第二区域用于平行地、分离地输送所述第一和所述第二材料。

10. 根据编号9所述的输送装置,其中,所述输送装置具有优选地根据编号7或8所述的、能够移动的接触面、优选地梳、平的或还成轮廓的板条或滚子,优选地用于针对性地定向非球状的颗粒如细长的、小板形的颗粒或纤维段和/或产生用于颗粒和/或纤维段的分布梯度(Verteilungsgradienten)。

11. 根据编号9或10所述的输送装置,其中,其具有材料输送部用于所述第一材料以及与其分离的材料输送部用于所述第二材料,其中,存在有混合区输送部,沿着所述混合区输送部能够将所述第一和所述第二材料混合和输送。

12. 根据编号9、10或11所述的输送装置,其中,存在有附加的条带输送部,通过所述条带输送部使得材料条带能够引导到所述通入横截面中。

13. 用于优选地利用根据编号1至8中任一个所述的装置、借助于至少一个第一材料和借助于第二材料来制造毛坯的方法,其中,所述第一材料的第一材料输送通过输送装置的第一区域进行并且所述第二材料的与所述第一材料输送平行的第二材料输送通过所述输送装置的第二区域进行,其中,平行并且在分离的区域中被输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. 根据编号13所述的方法,其中,所述输送装置和所述空腔在填充时相对彼此运动。

15. 根据编号13或14所述的方法,其中,所述输送装置转动,其中,所述第一和所述第二材料从所述输送装置中在此平行地逸出。

16. 根据编号15所述的方法,其中,在所述毛坯中形成不平的、优选地螺旋形的或波浪形的几何结构。

17. 根据前述编号中任一个所述的方法,其中,所述第一和所述第二材料形成有孔的结构,优选地一个或多个通道在所述复合材料中借助于一个或多个销钉、自由保持件和/或待去除的材料来制成。

18. 根据前述编号中任一个所述的方法,其中,所述第一和所述第二材料至少部分地地点上彼此分离地布置并且形成分离的覆层。

19. 根据前述编号中任一个所述的方法,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压制、优选地借助于上和下冲模在所述空腔中的移动。

20. 根据前述编号11至18中任一个所述的方法,其中,进行等压地压制所述氢储存器的复合材料。

21. 根据前述编号中任一个所述的方法,其中,能够移动的接触面、优选地梳、平的或还成轮廓的板条或滚子,驶入到填充到所述空腔中的材料中并且在所述材料中移动。

22. 毛坯,带有优选地根据前述编号中任一个所述的、至少一个第一和第二材料,其中,所述第一和所述第二材料至少在一个区域中彼此分离布置并且形成分离的覆层。

23. 根据编号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. 根据编号22或23所述的毛坯,其中,设置有至少一个第三材料。

附图标记列表

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 冲压品

10 下冲模

12 子填充空间

12' 子填充空间

12'' 子填充空间

14 模具空腔

16 材料

18 填充器

18' 旋转填充器

20 模具上侧

22 材料

24 填充器

26 上冲模

28 模具

30 机器纵轴线

32 冲压品

34 腔室

36 腔室

100 冲压器

110 模具

112 空腔

114 中轴线

116 下冲模

118 旋转填充器

119 上冲模

120 填充机构

122 开口

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 驱动器

138 进入机构

140 进入开口

142 进入开口

144 进入开口

146 腔室壁

148 腔室壁

150 腔室壁

152 排出开口机构

154 收缩部

156 排出开口

158 排出开口

160 排出开口

162 中轴线

164 梳状结构

166 梳状结构

168 螺旋

169 中央

170 旋转填充器

172 分离壁

173 腔室

174 腔室壁

176 腔室壁

178 腔室壁

180 外腔室

182 腔室

184 转向元件。

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