JP2017520403A - ブランク製造装置、ブランク製造方法、及びブランク - Google Patents

Abstract

本発明は充填される空洞と、少なくとも第一材料のための第一材料供給部及び第二材料のための第二材料供給部とを備える装置、好ましくはプレス装置に関する。第一及び第二材料供給部は互いに別々に配置され、充填される空洞に第一及び第二材料を供給する供給装置を有する。供給装置は開口断面を有し、この開口断面は第一材料のための開口断面のうちの第一の領域と、好ましくは並行して空洞を充填するための第二材料のための開口断面のうちの第二の別個の領域とを有する。その方法及びブランクもまた提案される。【選択図】図４７

Description

本特許出願は２０１４年５月５日に出願のドイツ特許出願第１０ ２０１４ ００６ ３７４．７号の優先権を主張し、本出願の内容は本出願において参照することにより本特許出願の主題に援用されるものとする。

本発明は、ブランク製造のために、自由流動性材料で充填可能な空洞を備える装置に関する。本発明はさらに、この装置において使用する供給装置と、ブランク製造方法と、好ましくは複合材料の形態でのブランクと、に関する。

焼結性の素地を製造する場合において特に、しばしば充填（フィリング）シューとも呼ばれる供給装置を用い、焼結される自由流動性材料で空洞を充填することは１つの公知の作業である。この目的のために、充填シュー（フィーダー又はフィラーとも呼ばれる）は、充填される空洞全体にわたって長手方向に動かされ、空洞を充填し、次いで必要に応じて開始位置に戻る。ここで空洞は最大限に均一な状態で、充填シューから供給された材料で充填される。

欧州特許第１ ３４８ ５２７（Ａ）号、欧州特許第２ ２２１ １３１（Ａ）号、欧州特許第１ ４０７ ８７７（Ａ）号、及び日本国特許第６０１６２７０２号は、少なくとも２つの異なる混合物の粉末が成形型に導入されるか、成形型の空洞に導入される、成形型を用いて部品を製造する方法及び装置を開示する。この種の更なる方法は例えばドイツ特許出願第１０ ２００９ ００５ ８５９（Ｂ）号、ドイツ特許出願第１０ ２０１０ ０１５ ０１６（Ａ）号、ドイツ特許出願第６０ ２００４ ００５ ０７０（Ｔ）号、及びＰＣＴ国際出願公報ＷＯ２０１３／０３６９８２号において公知である。

欧州特許第１ ３４８ ５２７（Ａ）号明細書 欧州特許第２ ２２１ １３１（Ａ）号明細書 欧州特許第１ ４０７ ８７７（Ａ）号明細書 日本国特許第６０１６２７０２号明細書 ドイツ特許出願第１０ ２００９ ００５ ８５９（Ｂ）号明細書 ドイツ特許出願第１０ ２０１０ ０１５ ０１６（Ａ）号明細書 ドイツ特許出願第６０ ２００４ ００５ ０７０（Ｔ）号明細書 ＰＣＴ国際出願公報ＷＯ２０１３／０３６９８２号明細書

したがって、本発明の課題は、２つ以上の材料を用いる際に、より多様な方法でブランクを製造することを可能にすることである。

本発明のこの課題は、請求項１の特徴を有するプレス装置、請求項１３の特徴を有するプレス装置、請求項１６の特徴を有する方法、請求項２３の特徴を有する方法、請求項２５に記載の使用、請求項２６の特徴を有するブランク、及び請求項３３の特徴を有する供給装置によって達成される。有利な特徴、構成及び発展が、以下の説明、図及び請求項から、構成の個々の特徴を限定することなく明らかにされる。むしろ、ある構成の１つ以上の特徴を別の構成の１つ以上の特徴と組み合わせてさらに別の構成を得ることができる。とりわけ、各独立請求項をそれぞれ互いに組み合わせることもできる。独立請求項における表現を、本願発明の主題を限定するものとみなすべきではない。したがって、請求項の表現の１つ以上の特徴は入れ替えたり省略したり、さらに追加されたりもし得る。特定の実施例に関連して記載された特徴を、一般化した形態で用いたり、或いは同様にそれらを他の実施例、特には応用例で用いたりすることも可能である。

３つの図を示し、具体的には、左図はフィラーの上面図であり、フィラーのチャンバ及び特にチャンバ出口開口部構造を図示し、右上図は圧密体の斜視図、右下図は、フィラー及びプレス装置（図示せず）を用いて製造可能な圧密体の断面図であり、各々円筒形の圧密体を図示のために選択しており、開口部又は形状についての他の詳細は示していない。 ３つの図を示し、具体的には、左図はフィラーの上面図であり、フィラーのチャンバ及び特にチャンバ出口開口部構造を図示し、右上図は圧密体の斜視図、右下図は、フィラー及びプレス装置（図示せず）を用いて製造可能な圧密体の断面図であり、各々円筒形の圧密体を図示のために選択しており、開口部又は形状についての他の詳細は示していない。 ３つの図を示し、具体的には、左図はフィラーの上面図であり、フィラーのチャンバ及び特にチャンバ出口開口部構造を図示し、右上図は圧密体の斜視図、右下図は、フィラー及びプレス装置（図示せず）を用いて製造可能な圧密体の断面図であり、各々円筒形の圧密体を図示のために選択しており、開口部又は形状についての他の詳細は示していない。 ３つの図を示し、具体的には、左図はフィラーの上面図であり、フィラーのチャンバ及び特にチャンバ出口開口部構造を図示し、右上図は圧密体の斜視図、右下図は、フィラー及びプレス装置（図示せず）を用いて製造可能な圧密体の断面図であり、各々円筒形の圧密体を図示のために選択しており、開口部又は形状についての他の詳細は示していない。 ３つの図を示し、具体的には、左図はフィラーの上面図であり、フィラーのチャンバ及び特にチャンバ出口開口部構造を図示し、右上図は圧密体の斜視図、右下図は、フィラー及びプレス装置（図示せず）を用いて製造可能な圧密体の断面図であり、各々円筒形の圧密体を図示のために選択しており、開口部又は形状についての他の詳細は示していない。 ３つの図を示し、具体的には、左図はフィラーの上面図であり、フィラーのチャンバ及び特にチャンバ出口開口部構造を図示し、右上図は圧密体の斜視図、右下図は、フィラー及びプレス装置（図示せず）を用いて製造可能な圧密体の断面図であり、各々円筒形の圧密体を図示のために選択しており、開口部又は形状についての他の詳細は示していない。 ３つの図を示し、具体的には、左図はフィラーの上面図であり、フィラーのチャンバ及び特にチャンバ出口開口部構造を図示し、右上図は圧密体の斜視図、右下図は、フィラー及びプレス装置（図示せず）を用いて製造可能な圧密体の断面図であり、各々円筒形の圧密体を図示のために選択しており、開口部又は形状についての他の詳細は示していない。 ３つの図を示し、具体的には、左図はフィラーの上面図であり、フィラーのチャンバ及び特にチャンバ出口開口部構造を図示し、右上図は圧密体の斜視図、右下図は、フィラー及びプレス装置（図示せず）を用いて製造可能な圧密体の断面図であり、各々円筒形の圧密体を図示のために選択しており、開口部又は形状についての他の詳細は示していない。 異なる加工段階において２つのフィラーを用いたダイ空洞の充填の流れを概略的に示す。 異なる加工段階において２つのフィラーを用いたダイ空洞の充填の流れを概略的に示す。 異なる加工段階において２つのフィラーを用いたダイ空洞の充填の流れを概略的に示す。 異なる加工段階において２つのフィラーを用いたダイ空洞の充填の流れを概略的に示す。 異なる加工段階において２つのフィラーを用いたダイ空洞の充填の流れを概略的に示す。 異なる加工段階において２つのフィラーを用いたダイ空洞の充填の流れを概略的に示す。 異なる加工段階において２つのフィラーを用いたダイ空洞の充填の流れを概略的に示す。 異なる加工段階において２つのフィラーを用いたダイ空洞の充填の流れを概略的に示す。 異なる加工段階において２つのフィラーを用いたダイ空洞の充填の流れを概略的に示す。 異なる加工段階において２つのフィラーを用いたダイ空洞の充填の流れを概略的に示す。 異なる加工段階において２つのフィラーを用いたダイ空洞の充填の流れを概略的に示す。 異なる加工段階において２つのフィラーを用いたダイ空洞の充填の流れを概略的に示す。 異なる加工段階において２つのフィラーを用いたダイ空洞の充填の流れを概略的に示す。 異なる加工段階において２つのフィラーを用いたダイ空洞の充填の流れを概略的に示す。 異なる加工段階において２つのフィラーを用いたダイ空洞の充填の流れを概略的に示す。 異なる加工段階において２つのフィラーを用いたダイ空洞の充填の流れを概略的に示す。 異なる加工段階において２つのフィラーを用いたダイ空洞の充填の流れを概略的に示す。 異なる加工段階において２つのフィラーを用いたダイ空洞の充填の流れを概略的に示す。 異なる加工段階において２つのフィラーを用いたダイ空洞の充填の流れを概略的に示す。 異なる加工段階において２つのフィラーを用いたダイ空洞の充填の流れを概略的に示す。 ２つのチャンバを有する１つのフィラーを用いたダイ空洞の充填の流れを概略的に示す。 ２つのチャンバを有する１つのフィラーを用いたダイ空洞の充填の流れを概略的に示す。 ２つのチャンバを有する１つのフィラーを用いたダイ空洞の充填の流れを概略的に示す。 ２つのチャンバを有する１つのフィラーを用いたダイ空洞の充填の流れを概略的に示す。 ２つのチャンバを有する１つのフィラーを用いたダイ空洞の充填の流れを概略的に示す。 ２つのチャンバを有する１つのフィラーを用いたダイ空洞の充填の流れを概略的に示す。 ２つのチャンバを有する１つのフィラーを用いたダイ空洞の充填の流れを概略的に示す。 ２つのチャンバを有する１つのフィラーを用いたダイ空洞の充填の流れを概略的に示す。 ２つのチャンバを有する１つのフィラーを用いたダイ空洞の充填の流れを概略的に示す。 ２つのチャンバを有する１つのフィラーを用いたダイ空洞の充填の流れを概略的に示す。 ２つのチャンバを有する１つのフィラーを用いたダイ空洞の充填の流れを概略的に示す。 ２つのチャンバを有する１つのフィラーを用いたダイ空洞の充填の流れを概略的に示す。 ２つのチャンバを有する１つのフィラーを用いたダイ空洞の充填の流れを概略的に示す。 ２つのチャンバを有する１つのフィラーを用いたダイ空洞の充填の流れを概略的に示す。 ２つのチャンバを有する１つのフィラーを用いたダイ空洞の充填の流れを概略的に示す。 ２つのチャンバを有する１つのフィラーを用いたダイ空洞の充填の流れを概略的に示す。 回転フィラーを用いたダイ空洞の充填の流れを概略的に示す。 回転フィラーを用いたダイ空洞の充填の流れを概略的に示す。 回転フィラーを用いたダイ空洞の充填の流れを概略的に示す。 回転フィラーを用いたダイ空洞の充填の流れを概略的に示す。 回転フィラーを用いたダイ空洞の充填の流れを概略的に示す。 回転フィラーを用いたダイ空洞の充填の流れを概略的に示す。 回転フィラーを用いたダイ空洞の充填の流れを概略的に示す。 回転フィラーを用いたダイ空洞の充填の流れを概略的に示す。 回転フィラーを用いたダイ空洞の充填の流れを概略的に示す。 回転フィラーを用いたダイ空洞の充填の流れを概略的に示す。 ３つのチャンバを有する回転フィラーの更なる実施例を示し、この回転フィラーを用いてダイ空洞へと導入される粉末材料を圧縮することによって製造されたブランクの図を示す。 ３つのチャンバを有する回転フィラーの更なる実施例を示し、この回転フィラーを用いてダイ空洞へと導入される粉末材料を圧縮することによって製造されたブランクの図を示す。 ３つのチャンバを有する回転フィラーの更なる実施例を示し、この回転フィラーを用いてダイ空洞へと導入される粉末材料を圧縮することによって製造されたブランクの図を示す。 ３つのチャンバを有する回転フィラーの更なる実施例を示し、この回転フィラーを用いてダイ空洞へと導入される粉末材料を圧縮することによって製造されたブランクの図を示す。 ３つのチャンバを有する回転フィラーの更なる実施例を示し、この回転フィラーを用いてダイ空洞へと導入される粉末材料を圧縮することによって製造されたブランクの図を示す。 ３つのチャンバを有する回転フィラーの更なる実施例を示し、この回転フィラーを用いてダイ空洞へと導入される粉末材料を圧縮することによって製造されたブランクの図を示す。 回転フィラーの更なる例を示す。 回転フィラーの更なる例を示す。 回転フィラーの更なる例を示す。

好ましくは粉末プレス装置であるプレス装置が提案される。当該プレス装置は充填される空洞と、第一材料を供給する少なくとも１つの第一材料供給部及び第二材料を供給する第二材料供給部とを備え、上記第一及び第二材料の供給については互いに分け隔てられて配置され、さらに上記空洞に上記少なくとも２つの材料を供給するための供給装置を備える。当該供給装置は開口断面を有し、当該開口断面は、当該開口断面において上記第一材料のための少なくとも１つの第一の領域と、当該開口断面において、上記空洞を好ましくは並行し好ましくは異なる場所において充填するための上記第二材料のための、第一の領域とは別個に配置された第二の領域とを有する。

本発明の一形態によれば、上記空洞は例えばプレス装置の一部である。しかし上記空洞は当該装置の一部を形成するが、例えばプレス装置とは別個で存在することも可能である。例えば空洞内に存在する材料を後に圧縮する作業とは異なる場所で空洞を充填してもよい。

少なくとも２つの異なる材料を有するプレス装置の型の充填装置を備えたプレス装置がさらに提案され、当該プレス装置は、
−上記少なくとも２つの材料で充填される空洞と、
−上記材料を上記空洞の異なる領域に導入するために上記少なくとも２つの材料を送出する充填部とを備え、
−上記充填部は、上記少なくとも２つの材料を同時に供給するための少なくとも２つの別々のチャンバ又は共通のチャンバにおいて少なくとも２つのチャンバ領域を有し、上記チャンバは互いに直接隣接しているか離れた場所にあり、少なくとも部分的に区別可能な層として上記空洞に導入され、
−充填作業の間、好ましくは共通の軸（本明細書の以下では機械軸とも呼ぶ）を中心に、好ましくは共通の中心軸を中心にして、上記充填部と上記空洞との間で相対的に回転する動きをする。好ましくは上記充填部及び上記空洞は互いに相対的に回転可能に配置され、上記充填部は上記空洞内、上記空洞の端、又は上記空洞の上方にあってもよい。

上記空洞は好ましくは円筒形である。しかし上面視で細長の大きさを有してもよい。従って上記空洞と上記充填部との間の相対的な動きは例えば回転に限定されない。同時又は連続的で相対的な並進の動きが充填作業中の上記充填部と上記空洞との間での回転の動きの代わりに想定されてもよい。好ましくは、例えば回転の動き及び並進の動きといった異なる動きの組み合わせもまた想定可能である。湾曲した動きも可能である。このため当該装置は開ループ又は閉ループ制御システムを用いて作動される１つ以上の駆動部を有する。好ましくは上記充填部は少なくとも１つの回転の動きを実行する。

上記装置を用いると、異なる目的にて異なる材料を加工し、ブランク中の異なる領域において異なる材料を有するブランクを得ることができる。本発明において使用される場合の異なる材料とは材料の性質、材料の元素、材料の粒度及び／又はその他の材料についての指標、並びに／又は物理パラメータ、並びに／又は化学パラメータに関して異なる材料をいう。より詳細には、上記空洞に複数の材料を同時に配置することにより、ブランクについて異なる様々な形状での特殊な使用を可能にする。すなわちブランクの特定の領域において例えば多孔性、強度、伸張性、粒度分布、粒度の揃え具合、その他多くの事柄について多種多様な要求を満たすことができる。好ましくは、上記空洞の形状はブランクの最終使用に従って選択される。例えば一部の応用形態では円筒形状が適切であってよく、他の応用形態ではより角ばった形状が適切であってよい。上記装置を使用することについての主な好適な技術分野は焼結用ブランク（素地とも呼ばれる）の製造に関わる分野である。この目的及び当該装置を使用する場合での他の分野において使用可能な材料は特に、あらゆる種類の流動性で注入可能な材料、例えば金属粉末及び金属粒子、セラミック粉末、そしてポリマーを含んでよい。さらに、結合剤（バインダ）等の補助物質、オイル、ワックス、又は潤滑油等のプレス助剤もまた上記装置を用いて加工可能であってよい。自由流動性材料すなわち流動可能な材料だけでなく、織布又は不織布、繊維、ワイヤ等の他の構造を有する物質を利用することも可能であり、そうした物質を上記空洞に導入することも可能である。

材料素地は異なる製品、例えば歯車、ベアリング、ベアリングカップ、フィルター、マグネット等のエンジンや変速装置の構成部品、セラミック切断用ツール、そしてとりわけ自動車製造、家庭内利用、ＤＩＹ、事務用機器等多種多様な分野での物品を製造するために利用可能である。

さらに、異なる技術分野にてブランク製造装置を利用することもでき、また他の材料を用いることもできる。例えば上記供給装置を利用して化学工業で利用されるブランクを製造できる。また、食品産業や飲料業界においても利用可能である。

圧密体を製造することが好ましい。圧密体は圧密化された材料である。圧密体は相互圧縮されるので結合性がよい。一形態において例えば、特に静水圧プレス法を用いる場合に行われるように高圧力を付与することで最終的に十分な強度を得てよい。しかし圧密化された圧密体を最終形状に変形するために安定化結合材料を用いることもまた可能である。

本発明に従って提案された上記装置の１つの利点は、粒度分布を非常に正確に調整するために用いることができることである。上記供給装置を用いることで、例えば結合剤及び／又は中間圧縮を用い、特定の材料を固定しつつ個々の材料の流入量を正確に制御することができる。

本発明の一形態によれば、流入量すなわち供給装置を通って流れる材料の速度（単位時間当たりの量）が調整可能である。好ましくは入口断面は少なくとも所定の範囲で可変であってよい。また一部の材料の場合、より高圧力又はより低圧力で質量流量に影響を与えることができる。さらに他の実施形態では吸引部を提供することを想定しており、個々の材料の流出を減圧することによって補助する。

さらに、充填される空洞内の気体を除去することが有利であることが明らかになっている。気体除去では、特に第一及び第二材料を用いて空洞を充填することが開始されたときに気体を空洞の外へ導く（例えば吸い出す）。例えば空洞内に存在する気体をなくせば多種多様な空洞充填のサイクル時間を短縮できることが実験で示されている。好ましくは減圧により空気の除去が可能である。この目的のために１つ以上の減圧ノズルが空洞に少なくとも隣接して配置されてよい。本発明の一形態によれば、少なくとも１つのノズルが供給装置に、特に開口断面のすぐ隣に配置される。本発明の更なる形態では１つ以上のノズルは開口断面内に配置される。

本発明に係る装置の更なる形態によれば、上記供給装置と上記空洞との間で相対的な動きを可能とする。この相対的な動きは上記供給装置又は上記空洞のいずれかのみによって実行可能である。しかし上記空洞及び上記供給装置の両方が好ましくは個々の駆動部によって可動であってもよい。しかし例えば変速装置により連結した動きもまた同様に可能である。動きは並進的であってよいが、回転動作又は枢動、そして２つ以上の異なる動きの組み合わせを含んでよい。これにより、例えば上記供給装置又は異なる領域の各々における異なる材料で充填された空洞の開口断面の対応する動きを通じて多種多様な３Ｄ形状のブランクを作成することができる。第一及び第二材料の個々の材料の流れが遮られないことが好ましい。従って、様々なケースにおいて技術的要件に従って多種多様な形状を有する層を確立することができる。

また、後に取り除かれることとなる材料を導入した後で、多種多様な長さ及び幅を有するチャネルをブランクに導入することも可能である。例えば中空体、好ましくは任意の所望の３Ｄ中空体を形成することも可能である。一形態では例えば中空のらせん状物を有するブランクを想定している。

さらに、上記装置の少なくとも一部が振動させられるとき、材料の流れを特に一定に保つことができ、振動により材料の流れが促進されることが明らかになっている。振動させることで、さもなければ流れをブロックし、入口の一部において蓄積してしまうような特に小さな粉末粒子が凝固しないようにする。例えばバイブレータが材料入口又は上記供給装置に直接配置されてよい。

上記空洞を充填する前、充填中、及び／又は充填後に材料を揃え、配向することが有利であることが明らかになっている。この目的のために、好ましくは櫛の形状で、表面が滑らかな又は空洞形状に沿ったバー又はローラーの形状で接触面を有する接触要素が提供され、上記接触要素は移動装置を用いて動かすことができ、その結果、材料内で移動装置が上記接触要素を動かすと上記空洞に導入された材料と接触する。好ましくは上記バーは表面を横断して摺動することでその表面を加工するのこぎり歯の構造を有してよい。

本発明の更なる形態によれば、圧密化された圧密体はブランクとして製造した後更なる加工工程に供される。例えば素地の形態で、例えば固相焼結、液相焼結、又は反応焼結等の様々な更なる加工工程に供されてよい。

一の発展において、提案された供給装置は工作物を特定的に製造することを可能にする。例えば単一の作業動作において、歯車又は連結体の場合、上記空洞内の内側とは異なる材料が外側から配置されてよい。このようにして例えば工作物の特異な構造、例えば内側ではなく外側に異なる微細構造を確立することができる。例えば、とりわけオーステナイト系微細構造、強磁性工作物を特定的に製造することも可能である。例えば焼結硬化性の工作物の領域と、対照的に焼結硬化性ではない同じ工作物の別の領域とを作成することもできる。このような構成は歯車に利用されてよい。この場合、例えば外側の領域は焼結硬化されるが、内側の領域は異なる材料かつ異なる密度を有する。それゆえ内側の領域では、焼結後、材料特性の中で外側の領域とは異なる属性が存在することとなる。例えば外側周囲上にある凹凸形と比較して内部では微細構造が所定の柔軟性を有する。こうした構成は例えば可変バルブ駆動のコンポーネント（ＶＶＴコンポーネント）に利用される。

その他の点について、本発明は以下さらに特定の例を参照して詳細に記載される。しかしながら、その例もまた様々な実施形態の１つとしてみなされるべきであり、本発明を限定するものではなく、むしろ本発明を説明するものである。より詳細には、その例から導き出される個々の特徴もまた、同様に他の実施形態において用いられてよく、又は特に他の材料、機能、或いは層の構成が関連する場合に、一般化された形態において用いられてよい。

例えば、本発明は、素地に類似する圧密体材料、特に水素貯蔵手段において利用される圧密体複合材料の製造に用いられてよい。ここで上記第一材料は主に水素貯蔵材料であり、上記第二材料は主に熱伝導材料であってよく、双方の材料は上記供給装置の上記開口断面を通り、上記空洞へと導かれ、上記空洞における異なる領域へ導入されてよい。

「水素貯蔵手段」とは、水素を貯蔵可能な貯蔵容器のことである。水素の貯蔵は、水素を保存し貯蔵する慣用的な方法を用いて行うことができ、例えば圧縮ガス貯蔵、すなわち圧縮機で圧縮することによる圧力容器での貯蔵、又は、液化ガス貯蔵、或いは冷却及び圧縮による液化形態での貯蔵で行うことができる。水素貯蔵の別の形態は固体又は液体をベースとしたものであり、例えば水素と金属又は合金との化合物として貯蔵する原理をベースとする金属水素化物貯蔵手段、或いは高多孔質材料内での水素吸蔵といった吸着貯蔵が挙げられる。加えて、水素の貯蔵及び輸送については、一時的に水素を有機物に結合させることで、周囲圧力で貯蔵可能な「化学結合水素」と称される液状化合物にする水素貯蔵手段も考えられる。

用語「複数の層」とは、１種の材料又は２種以上の材料が好ましくは薄板状に配置され、隣接する環境から薄板として区切られ得ることを意味する。例えば、隣接する層が直接接触するように、異なる材料が順次、緩い配置で重ねて注入されてよい。好ましい構成において、水素化可能材料の層（水素化可能層）は熱伝導層と隣接するように配置されてよい。このような構成により、水素の吸収及び／又は放出時に生じる熱／必要とされる熱を水素化可能材料から直接隣接層に放出できるか又は「通り越させる」ことができる。

以下の機能、「主水素貯蔵」、「主熱伝導」、「主膨張補償」、「主気体伝導」のうちの少なくとも１つは各層が少なくともこの機能を複合材料の第２の領域における主目的として果たすことを意味すると理解される。例えば、ある層が主に水素貯蔵のために利用され、同時に少なくとも熱伝導性を付与可能である。そのような場合には、主に熱伝導を担う１以上の別の層が存在し、これは、熱の大部分が圧縮された複合材料から放散され、又はその複合材料へ供給されることを意味する。この場合、一方で、主に気体を伝導する層を利用することが可能であり、これにより、例えば水素（流体）は複合材料に流れ込む、或いは、例えば複合材料から導き出される。この場合、流動流体は熱も運ぶことができる。

水素化可能材料は水素を吸収し、必要に応じて再度放出することができる。好ましい実施形態において、材料は粒子、粒状物、繊維、好ましくは切断繊維、フレーク及び／又は他の形状である。とりわけ、材料はシート又は粉末の形態もとり得る。この場合、材料は必ずしも一様な形態を有さない。むしろ、形態は規則的又は不規則であってよい。本発明における粒子は、例えば、事実上球形の粒子、また不規則で角のある外形を有する粒子である。表面は滑らかであってよいが、材料の表面が粗さ、及び／又は凸凹、及び／又はくぼみ、及び／又は***を有していてもよい。本発明において、水素貯蔵手段は、１種だけの特定の三次元形態の材料を含み得るため、材料の粒子は全て同じ空間的広がりを有する。しかしながら、水素貯蔵手段が異なる形態／形状の材料を含むことも可能である。材料が多様な形状又は形態を有することで、材料は多様な水素貯蔵手段で使用することができる。

好ましくは、材料は中空体、例えば１つ以上の空洞部を有する及び／又は中空形状を有する粒子、例えば中空繊維又は中空チャネルを有する押出成形体を含む。「中空繊維」とは、１本以上の連続的な空洞部を断面に有する円筒形繊維のことである。中空繊維を使用することで、複数本の中空繊維を組み合わせて中空繊維膜を得ることが可能であり、その結果、高い多孔性によって、水素の吸収及び／又は材料からの水素の放出を容易にすることができる。

好ましくは、水素化可能材料は二峰性のサイズ分布を有する。このようにして、水素貯蔵手段における水素化可能材料のバルク密度ひいては密度を高めることができ、それにより水素貯蔵能、すなわち貯蔵手段中に貯蔵できる水素の量は向上する。

本発明において、水素化可能材料は、１種以上の水素化可能金属及び／又は１種以上の水素化可能合金を含んでよく、好ましくはこれらから構成されてよい。

使用されるその他の水素化可能材料は、
−アルカリ土類金属及びアルカリ金属アラネート、
−アルカリ土類金属及び水素化ホウ素アルカリ金属、
−金属−有機構造体（ＭＯＦ）及び／又は
−クラスレート、
並びに、当然ながら、それぞれの材料のそれぞれの組み合わせ、であってよい。

本発明において、材料は非水素化可能金属又は合金も含み得る。

本発明において、水素化可能材料は低温水素化物及び／又は高温水素化物を含み得る。「水素化物」は、水素化された形態にあるか水素化されていない形態にあるかに関わらず、水素化可能材料を指す。低温水素化物は好ましくは−５５〜１８０℃、特には−２０〜１５０℃、とりわけ０〜１４０℃の温度範囲内で水素を貯蔵する。高温水素化物は好ましくは２８０℃以上、特には３００℃以上の温度範囲内で水素を貯蔵する。ここで挙げた温度で、水素化物は水素を貯蔵するだけでなくそれを放出することもでき、すなわちこれらの温度範囲内で機能可能である。

この文脈で説明される「水素化物」は、水素化形態にある、及び非水素化形態にある水素化可能材料を意味すると理解される。本発明では、水素貯蔵手段の製造において、水素化可能材料を水素化形態又は非水素化形態で使用することが可能である。

本開示の文脈における水素化物及びその性質に関しては、Ｂ．Ｓａｋｉｅｔｕｎａ ｅｔ ａｌ．、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｎｅｒｇｙ，３２（２００７）、ｐ．１１２１−１１４０の表１〜４が参照される。

水素貯蔵（水素化）は室温で行うことができる。水素化は発熱反応である。発生する反応熱は除去することができる。一方、脱水素の場合は、エネルギーを水素化物に熱の形で供給する必要がある。脱水素は吸熱反応である。

例えば、低温水素化物は高温水素化物と共に使用され得る。例えば、一構成において、例えば低温水素化物と高温水素化物とが第２領域の層において混合物として提供され得る。異なる層又は領域、特には異なる第２領域においてこれらをそれぞれ別々に配置することも可能である。したがって、例えば、第１領域がこれらの第２領域の間に配置され得る。さらに別の構成において、第１領域は、マトリックス中に分散された低温水素化物と高温水素化物との混合物を有する。異なる第１領域が低温水素化物又は高温水素化物を含むことも可能である。

好ましくは、水素化可能材料は、マグネシウム、チタン、鉄、ニッケル、マンガン、ニッケル、ランタン、ジルコニウム、バナジウム、クロム又はこれらの金属の２種以上の混合物から選択される金属を含む。水素化可能材料は、上掲の金属のうち１種以上を含む合金も含み得る。

より好ましくは、水素化可能材料（水素貯蔵材料）は、１５０℃以下の温度、特には−２０〜１４０℃、特には０〜１００℃の温度範囲内で水素を貯蔵及び再度放出可能な合金を１種以上含む。ここでこの１種以上の合金は好ましくはＡＢ_５タイプ、ＡＢタイプ及び／又はＡＢ_２タイプの合金から選択される。ここでＡ及びＢはそれぞれ異なる金属を指し、Ａ及び／又はＢは特にはマグネシウム、チタン、鉄、ニッケル、マンガン、ランタン、ジルコニウム、バナジウム及びクロムを含む群から選択される。添え字は特定の合金における金属の化学量論比を表す。本発明において、ここでの合金には異質な原子をドープし得る。本発明において、ドーピングレベルは５０原子％以下、特には４０原子％以下又は３５原子％以下、好ましくは３０原子％以下又は２５原子％以下、とりわけ２０原子％以下又は１５原子％以下、好ましくは１０原子％以下又は５原子％以下のＡ及び／又はＢであってよい。ドーピングは、例えばマグネシウム、チタン、鉄、ニッケル、マンガン、ランタン又は他のランタニド、ジルコニウム、バナジウム及び／又はクロムで行うことができる。ここでドーピングは１種以上の異なる異質な原子で行うことができる。ＡＢ_５タイプの合金は速やかに活性化可能であり、つまり、活性化に必要な条件が水素貯蔵手段の動作におけるものと同様である。ＡＢ_５タイプの合金はさらにＡＢ又はＡＢ_２タイプの合金より高い延性を有する。それに対して、ＡＢ_２又はＡＢタイプの合金はＡＢ_５タイプの合金より高い機械的安定性及び硬度を有する。ここではＡＢタイプの合金としてＦｅＴｉ、ＡＢ_２タイプの合金としてＴｉＭｎ_２、ＡＢ_５タイプの合金としてＬａＮｉ_５を例示し得る。

より好ましくは、水素化可能材料（水素貯蔵材料）は、２種以上の水素化可能合金と、１種以上のＡＢ_５タイプの合金と、ＡＢタイプ及び／又はＡＢ_２タイプの合金である第２合金との混合物を含む。ＡＢ_５タイプの合金の割合は、水素化可能材料の総重量を基準として、特には１〜５０重量％、特には２〜４０重量％、より好ましくは５〜３０重量％、とりわけ５〜２０重量％である。

水素化可能材料（水素貯蔵材料）は好ましくは粒状形態（粒子）である。

粒子は特には２０〜７００μｍ、好ましくは２５〜５００μｍ、とりわけ３０〜４００μｍ、特には５０〜３００μｍであるｘ_５０粒径を有する。ｘ_５０は、粒子の５０％が記載の値以下のメジアン粒径を有することを意味する。粒径はレーザー回折により求めたが、篩分析により求めることもできる。この場合のメジアン粒径は重量を基準とした粒径であり、体積を基準とした粒径はこの場合同じである。ここで記載するのは初回の水素化が行われる前の水素化可能材料の粒径である。水素貯蔵中、材料内では応力が生じ、これは数サイクルの間にｘ_５０粒径が縮小することにつながり得る。

好ましくは、水素化可能材料は、水素貯蔵時にサイズが減少するよう強固にマトリックスに組み込まれる。したがって、水素化可能材料として崩壊する粒状材料を用いる一方、マトリックスの少なくとも大部分が破壊されないことが好ましい。体積の増大により大きな膨張が起きる水素貯蔵中、水素化可能材料の体積が増大した結果としての膨張時に崩壊するものがあるとすればそれはマトリックスであると予測されていたため、この結果は驚くべきものである。体積増大時に、マトリックス内での結合に起因して粒子に働く外力は、体積の増大に起因する粒子内の応力と共に粒子の崩壊を引き起こすと現時点では考えられている。粒子の崩壊は、マトリックス内のポリマー材料への組み込み時に特に明確に観察された。ポリマー材料から構成されるマトリックスは、このように、崩壊した粒子を安定した固定位置で保持することも可能であった。

なお、これらの粒子を固定するのにマトリックスにおいてバインダ、特には付着性バインダを用いれば、マトリックス内での特に良好な固定位置決めが可能になることが試験により明らかになった。バインダ含有量は好ましくは、マトリックス体積の２〜３体積％であってよい。

水素貯蔵の結果として粒子が崩壊することにより、粒径が、開始時のｘ_５０粒径を基準として、１００貯蔵動作後には０．６倍、より好ましくは０．４倍に変化することが好ましい。

さらに、例えば、マトリックスとして、低温水素化物が挿入される炭素マトリックスを利用することが可能である。例えば、Ｊ．Ｇａｏ著の「Ｃａｒｂｏｎ ｍａｔｒｉｘ ｃｏｎｆｉｎｅｄ ｓｏｄｉｕｍ ａｌａｎａｔｅ ｆｏｒ ｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｓｔｏｒａｇｅ（可逆的水素貯蔵のための炭素マトリックスに収容されたナトリウムアラネート）」と題されたユトレヒト大学の論文（ｈｔｔｐ：／／ｄｓｐａｃｅ．ｌｉｂｒａｒｙ．ｕｕ．ｎｌ／ｈａｎｄｌｅ／１８７４／２５６７６４で閲覧可能）では、水素化可能材料をいかに用い、マトリックスを互いにいかに一致させて、水素貯蔵要素を相対的低温においても運用可能とするかが明らかにされている。この論文の内容は参照により本特許出願の開示に援用されるものとする。

加えて、複合材料の１以上の成分が、焼結工程で形成されてよい。焼結工程において、細粒のセラミック又は金属物質は加熱されるが、温度は材料の主成分の融点より低く留まり、工作物の形状は保たれるのが一般的である。同時に収縮が一般的には存在する。なぜならば、出発物質の粒子がより密に詰め込まれ、細孔空間を充填するからである。固相焼結と、溶融を伴う液相焼結とは、根本的に区別される。焼結の間の熱処理により、先行する加工ステップ、例えば押出成形又は粉末プレスで形成された細粒又は粗粒子素地が、固形の工作物に変換される。焼結体は、熱処理を行って初めて、各用途で必要とされるその最終的な性質、例えば硬度、強度又は熱伝導性、を獲得する。これにより、例えば、水素化可能材料が挿入される開口気孔マトリックスを形成することが可能である。また、これにより、例えば気体伝導性であり且つ水素貯蔵手段が利用可能であるチャネル構造体を形成することも可能である。

水素貯蔵要素製造装置の一の発展では、充填される空洞は好ましくは円形であり、好ましくは接触面を有する接触要素が提供され、当該接触面を有する接触要素は、上記空洞に導入される少なくとも第一及び／又は第二材料の少なくとも表面において走らされることができ、かつ上記空洞に沿って移動可能であり、さらに好ましくは少なくとも第一及び／又は第二材料に接触されることができ、そしてその中で移動可能である。

円形の形状だけでなく、特に角ばった形状の空洞が存在してよい。例えば上記供給装置は、デカルト座標系又は一部の他の直交座標系、例えば極座標系等において様々な方向に移動可能である。より詳細には上記供給装置及び／又は充填される上記空洞は制御下で移動可能であり、その結果材料の所望の配置がなされる。

また、水素貯蔵要素製造装置の上記供給装置は、上記第一材料のための少なくとも１つの第一の領域と、特に、好ましくは並行して上記空洞を局所的に別々に充填する、上記第二材料のための、第一の領域とは異なる第二の領域とを有する開口断面を有し、上記第一の領域は好ましくは少なくとも部分的に、より好ましくは完全に、上記第二の領域に埋め込まれることが可能である。

このように、少なくとも２つの材料を配置することにおいて、特に上記空洞を充填することにおいて多種多様な異なる形状を製造することができる。従って非平面形状又は平坦な層形状を形成することができる。例えば、以前に製造されたマトリックス混合物が供給される材料として利用された場合であっても、多種多様な異なる形状においてマトリックスを形成することも可能である。このマトリックスとしては例えば水素貯蔵材料を含むが、熱伝導材料又は好ましくは多孔性材料を含んでよい。

本発明の水素貯蔵要素製造装置の更なる構成によれば、本装置は１つの駆動部を有し、当該駆動部を用いて、充填される上記空洞と上記供給装置との間で少なくとも１つの相対的な動きを制御することができる。この制御システムは例えば軌道を規定し、当該軌道に沿って上記供給装置及び／又は上記空洞が走らされることができる。例えばこの動きをコンピュータ支援による開ループ制御又は閉ループ制御することが想定されている。特に例えば上記空洞を充填することに関して、本装置を開ループ制御又は閉ループ制御に供する対応の制御部に、この制御システムを好ましくは一体化することができる。

水素貯蔵要素製造装置の一の発展において、上記供給装置（すなわちフィラー）及び／又は単数或いは複数の上記空洞は互いに回転可能に配置される。

特に粉末の単一の材料を用いて（プレス装置のダイの）上記空洞を充填するだけでなく、本出願において提案されている水素貯蔵要素製造装置によれば、例えば粒度の異なる同じ材料を第一の入口及びまた第二の入口へと導くことができる。このようにして例えば、水素貯蔵要素において勾配を制御することが可能である。また、特に粉末の材料をより良く分布させるために、例えば１つ以上のスクレーパ要素を有する供給装置を提供することができる。従って例えば材料を揃え、配向させることができる。より詳細には、１つの層状構造物を均質ならせん状構造物にすることができ、又は追加としてらせん状構造物を加えることができる。さらに、機械軸に対して略直角にして、層状構造物を不均質にすることもまた可能である。

他の方法とは対照的に、本発明は好ましくは粉末からなる多層構築物であって層構造が機械軸に対して直角で一定しているものとして想定可能な多層構築物を可能にするだけではない。むしろ特に個々に異なる材料の少なくとも２つ以上の層を同時に製造可能である。

また、水素貯蔵要素製造装置の充填される空洞はダイ空洞であってよく、供給装置はフィラーであってよく、上記水素貯蔵要素製造装置は、上記ダイ空洞内の少なくとも第一材料及び第二材料を圧密化するためのプレス装置であってよい。好ましくは上記プレス装置は下部ラム及び上部ラムにより構成される。

本出願における提案に従って同様に構築され得る別の水素貯蔵要素製造装置は、例えば３Ｄプリンターである。これは例えば、特に粉末での異なる材料のための２つ以上のチャンバを有する回転フィラーを有してよい。３Ｄプリンターにおいても、フィラーが長手方向機械軸を中心に（すなわち上部ラム及び／又は下部ラムが沿って移動する軸を中心に）回転する材料供給を提供する概念を実施することができる。好ましくは粉末のための材料リザーバは少なくとも２つのセグメントに分離され、個々のセグメントは異なる粉末で所望のように充填されてよい。個々のセグメントの大きさ、形状、そして位置はここでは固定されない。

本目的のために意図されたフィラーのシャフトの、例えばレーザ光による固化は以下の作業に従ってよい。

独立項として又は独立項に従属する従属項として存在してもよい本発明の更なる概念によれば、上述のように、装置の供給装置、好ましくはプレス装置の供給装置が提案される。特に少なくとも１つの第一材料及び１つの第二材料をフィードする供給装置は、少なくとも１つの第一の領域と、上記第一材料と第二材料とを並行して別々に供給するための、第一の領域とは異なる第二の領域を有する上記供給装置の開口断面を有する。

上述したように、この概念はまた、以下の本明細書で、水素貯蔵要素の例を用いて詳らかにされる。しかしながら本出願明細書で説明される詳細は本例に限定されるものではない。むしろ上記供給装置のための提案された概念に従って一般的に用いられることのできるものである。

水素貯蔵要素製造装置において用いられる供給装置は、同様に、上記第一材料のための少なくとも１つの第一の領域と、特に好ましくは並行して、上記空洞を局所的に別々に充填する、上記第二材料のための、第一の領域とは異なる第二の領域とを有する開口断面を備え、上記第一の領域は好ましくは少なくとも部分的に、より好ましくは完全に、上記第二の領域に埋め込まれる。

例えば、本供給装置は、第一材料のための材料供給部と、第二材料のための別個の材料供給部とを有し、混合ゾーン供給部を有し、この混合ゾーン供給部に沿って第一材料及び第二材料が混和され導入可能となるように構成される。このようにして、勾配、また特にマトリックスを形成することができる。混合ゾーン供給部は供給装置内部に存在してよい。

上述で既に記載された「マトリックス」とは、２種以上の材料を組み合わせて構成される複合材料のことである。この場合、１つの材料は別の材料を好ましくは吸収する。マトリックスは開口気孔又は閉鎖気孔を有し得る。マトリックスは好ましくは多孔質である。一方の材料を他方の材料に埋め込むことにより、例えば、埋め込まなければ個々の成分だけが有していた補助的な材料特性が得られる。複合材料の特性に関しては、成分の物理的性質及び形状が重要である。特に、サイズ効果がしばしば重要である。結合は、例えば、粘着的方法、又は、形状の一致による方法、又はこれらの組み合わせにより実現される。これにより、例えば、マトリックスにおける水素化可能材料の固定した位置決めを可能にすることができる。マトリックスの更なる成分は、例えば熱伝導のための材料及び／又は気体伝導のための材料であってもよい。

１種以上のポリマーに加えて、マトリックスは１種以上の別の成分、例えば熱伝導及び／又は気体伝導のための材料、を含み得る。

本発明において、マトリックスは、１種以上のポリマーを含み得ることから、高分子マトリックスと称される。したがって、マトリックスは１種のポリマー、又は２種以上のポリマーの混合物を含み得る。マトリックスは好ましくは１種のポリマーのみを含む。とりわけ、マトリックスそのものが水素貯蔵性であってよい。例えば、エチレン（ポリエチレン、ＰＥ）が利用可能である。チタン−エチレン化合物の利用が好ましい。好ましい構成において、チタン−エチレン化合物は１４重量％以下の水素を貯蔵できる。

「ポリマー」とは、高分子と称され、構成繰り返し単位と称される同一又は同等の単位から成る直鎖又は分岐した分子から構成される化合物のことである。合成ポリマーは一般にプラスチックである。

１種以上のポリマーを使用することで、マトリックスは材料に良好な光学的、機械的、熱的及び／又は化学的性質を付与することができる。例えば、水素貯蔵手段は、このポリマーのおかげで、良好な熱安定性、周囲の媒質への耐性（耐酸化性、耐食性）、良好な伝導性、良好な水素吸収／貯蔵能、又はポリマーがなければ実現し得ない、例えば機械的強度のような他の性質を有し得る。例えば水素の貯蔵はできないが大きく膨張可能なポリマー、例えばポリアミド又はポリビニルアセテートの使用も可能である。

本発明において、ポリマーはホモポリマー又はコポリマーであってよい。コポリマーは、２種以上の異なるタイプのモノマー単位から構成されるポリマーである。３種の異なるモノマーから成るコポリマーはターポリマーと称される。本発明において、ポリマーは、例えば、ターポリマーも含み得る。

ポリマー（ホモポリマー）は、炭素及び水素に加えて、硫黄と、酸素と、窒素と、リンとから選択される１種以上のヘテロ原子を含むモノマー単位を有することが好ましく、得られるポリマーが、例えばポリエチレンとは対照的に、完全に無極性ではないことが好ましい。塩素と、臭素と、フッ素と、ヨウ素と、アスタチンとから選択される１種以上のハロゲン原子も存在してよい。ポリマーは、１種以上のモノマー単位が、炭素及び水素に加えて、硫黄と、酸素と、窒素と、リンとから選択される１種以上のヘテロ原子、及び／又は、塩素と、臭素と、フッ素と、ヨウ素と、アスタチンとから選択される１種以上のハロゲン原子を含む、コポリマー及び／又はターポリマーであることが好ましい。２種以上のモノマー単位が、対応するヘテロ原子及び／又はハロゲン原子を有してもよい。

ポリマーは水素貯蔵材料に対して付着性を有することが好ましい。つまり、ポリマーが水素貯蔵材料そのものに良好に付着することで、水素貯蔵中に生じる応力下にあっても水素貯蔵材料に安定性高く付着するマトリックスを形成する。

ポリマーの付着性によって、材料を水素貯蔵手段に安定的に浸透させ、また、材料を水素貯蔵手段の定められた位置に最長時間、すなわち、数サイクルの水素貯蔵及び水素放出にわたって位置決めすることが可能になる。サイクルとは、１回の水素化とそれに続く脱水素の作業を指す。水素貯蔵材料は、好ましくは、材料を経済的に使用できるように、５００サイクル以上、特には１０００サイクル以上にわたって安定であるべきである。本発明の文脈における「安定」とは、貯蔵可能な水素量と水素貯蔵速度とが、５００又は１０００サイクル後であっても水素貯蔵手段の使用開始時の値に略一致することを意味する。とりわけ、「安定」とは、水素化可能材料が最初に導入された水素貯蔵手段内の少なくともほぼ同じ位置で維持されることを意味する。「安定」とは、特には、微小な粒子が粗大な粒子から分離及び除去される分離作用がサイクル中に起きないことであると理解されるべきである。

本発明の水素貯蔵材料は特には低温水素貯蔵材料である。したがって、発熱過程である水素貯蔵の間、温度は最高１５０℃に達する。対応する水素貯蔵材料のマトリックスに使用するポリマーはこれらの温度で安定でなくてはならない。したがって、好適なポリマーは１８０℃以下、特には１６５℃以下、特には１４５℃以下で分解されない。

とりわけ、ポリマーの融点は、１００℃以上、特には１０５℃以上であり、かつ１５０℃未満、特には１４０℃未満、とりわけ１３５℃以下である。好ましくは、ＩＳＯ１１８３に準拠して２０℃で求められるポリマー密度は０．７ｇ／ｃｍ^３以上、特には０．８ｇ／ｃｍ^３以上、好ましくは０．９ｇ／ｃｍ^３以上であるが１．３ｇ／ｃｍ^３以下、好ましくは１．２５ｇ／ｃｍ^３以下、特には１．２０ｇ／ｃｍ^３以下である。ＩＳＯ５２７に準拠した引張強さは好ましくは１０〜１００ＭＰａの範囲、特には１５〜９０ＭＰａの範囲、より好ましくは１５〜８０ＭＰａの範囲である。ＩＳＯ５２７に準拠した引張弾性率は好ましくは５０〜５０００ＭＰａの範囲、特には５５〜４５００ＭＰａの範囲、より好ましくは６０〜４０００ＭＰａの範囲である。驚くべきことに、これらの機械的性質を有するポリマーは特に安定性が高く且つ良好な加工性を有することが判明している。とりわけ、マトリックスと、マトリックスに埋め込まれた水素化可能材料との間で安定した密着が可能にするため、水素化可能材料は数サイクルにわたって水素貯蔵手段内の同じ位置に留まる。これにより水素貯蔵手段の寿命は長くなる。

より好ましくは、本発明において、ポリマーはＥＶＡ、ＰＭＭＡ、ＥＥＡＭＡ及びこれらのポリマーの混合物から選択される。

ＥＶＡ（エチルビニルアセテート）とは、ビニルアセテートの割合が２〜５０重量％の範囲であるエチレンとビニルアセテートとのコポリマー群のことである。ビニルアセテートの割合が低いと剛性のフィルムが形成され、割合が高いとポリマーの付着性が高くなる。典型的なＥＶＡは室温で固体であり且つ最高７５０％の引張伸びを有する。加えて、ＥＶＡは応力亀裂に耐性がある。ＥＶＡは以下の一般式（Ｉ）を有する。

本発明におけるＥＶＡは好ましくは０．９〜１．０ｇ／ｃｍ^３（ＩＳＯ１１８３に準拠）の密度を有する。ＩＳＯ５２７に準拠した降伏応力は特には４〜１２ＭＰａ、好ましくは５〜１０ＭＰａの範囲、とりわけ５〜８ＭＰａである。とくに適切なものは、１２ＭＰａ超、特には１５ＭＰａ超であり、かつ５０ＭＰａ未満、特には４０ＭＰａ未満、とりわけ２５ＭＰａ以下である引張強さ（ＩＳＯ５２７に準拠）を有するＥＶＡである。破断伸び（ＩＳＯ５２７に準拠）は特には３０％超又は３５％超、とりわけ４０％超又は４５％超、好ましくは５０％超である。引張弾性率は好ましくは３５〜１２０ＭＰａの範囲、とりわけ４０〜１００ＭＰａ、好ましくは４５〜９０ＭＰａ、特には５０〜８０ＭＰａである。適切なＥＶＡは、例えばＡｘａｌｔａ Ｃｏａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ ＬＬＣから商品名Ｃｏａｔｈｙｌｅｎｅ（登録商標）ＣＢ ３５４７で販売されている。

ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）は、以下の一般構造式（ＩＩ）を有する合成透明熱可塑性ポリマーである。

ガラス転移温度は、モル質量に応じて約４５〜１３０℃である。軟化温度は好ましくは８０〜１２０℃、特には９０〜１１０℃である。熱可塑性コポリマーは、耐候性、耐光性、及び耐ＵＶ性に優れる。

本発明におけるＰＭＭＡの密度は好ましくは０．９〜１．５ｇ／ｃｍ^３（ＩＳＯ１１８３に準拠）、特には１．０〜１．２５ｇ／ｃｍ^３である。特に適しているのは、３０ＭＰａ超、好ましくは４０ＭＰａ超、特には５０ＭＰａ超であり、かつ９０Ｍｐａ未満、特には８５ＭＰａ未満、とりわけ８０ＭＰａ以下の引張強さ（ＩＳＯ５２７に準拠）を有するＰＭＭＡである。破断伸び（ＩＳＯ５２７に準拠）は特には１０％未満、とりわけ８％未満、好ましくは５％未満である。引張弾性率は好ましくは９００〜５０００ＭＰａの範囲、好ましくは１２００〜４５００ＭＰａ、特には２０００〜４０００ＭＰａである。適切なＰＭＭＡは例えばＴｅｒ Ｈｅｌｌ Ｐｌａｓｔｉｃｓ ＧｍｂＨ（ドイツ、ボーフム）から商品名７Ｍ Ｐｌｅｘｉｇｌａｓ（登録商標）ペレットで販売されている。

ＥＥＡＭＡは、エチレン、アクリル酸エステル及び無水マレイン酸モノマー単位から形成されるターポリマーである。ＥＥＡＭＡは、モル質量に応じて約１０２℃の融点を有する。好ましくは２０℃で（ＤＩＮ５３２１７／ＩＳＯ２８１１）１．０ｇ／ｃｍ^３以下であり０．８５ｇ／ｃｍ^３以上の相対密度を有する。適切なＥＥＡＭＡは、例えば、Ａｘａｌｔａ Ｃｏａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ ＬＬＣから商品名Ｃｏａｔｈｙｌｅｎｅ（登録商標）ＴＢ３５８０で販売されている。

好ましくは、複合材料は本質的に水素貯蔵材料とマトリックスとを含む。複合材料の総重量を基準としたマトリックスの重量割合は好ましくは１０重量％以下、特には８重量％以下、より好ましくは５重量％以下であり、好ましくは１重量％以上、特には２〜３重量％以上である。マトリックスの重量割合を最小限にすることが望ましい。マトリックスが水素を貯蔵できるとしても、水素貯蔵能は水素貯蔵材料そのもののものほど高くない。しかしながら、まず水素貯蔵材料の酸化を低レベルにとどめる、又は酸化を完全に防止することで材料粒子間の密着性を確保するために、マトリックスは必要である。

マトリックスは結晶化度の低いポリマーであることが好ましい。ポリマーの結晶化度は材料の性質を大きく変化させる可能性がある。半結晶性材料の性質はポリマーの結晶質領域及び非晶質領域の両方により決定される。その結果、同様に２種以上の物質から形成されている複合材料との間には一定の関係がある。例えば、マトリックスの膨張能は密度の上昇と共に低下する。

マトリックスは、プリプレグの形態もとり得る。プリプレグは「予備含浸繊維（Ｐｒｅｉｍｐｒｅｇｎａｔｅｄ Ｆｉｂｅｒｓ）」の英略語である。プリプレグはポリマーを予備含浸させた準完成布地製品であり、部品製造のために熱及び圧力により硬化される。適切なポリマーは、粘性は高いが重合していない熱硬化性ポリマーマトリックスを有するものである。本発明で好ましいポリマーは、プリプレグの形態もとり得る。

プリプレグ中に存在する繊維は、純粋な単方向層として、織地又はスクリムとして存在し得る。プリプレグは、本発明において、細かく砕き、フレーク又は削り屑として水素化可能材料と共に加工して複合材料にもされ得る。

本発明の１つの態様において、ポリマーは、水素化可能材料と接触する液体の形態をとり得る。ここでの「液体」の１つの意味は、ポリマーが溶融していることである。しかしながら、ポリマーが適切な溶媒に溶解されていることも本発明の範囲に含まれ、この場合は、複合材料の製造後、例えば蒸発により溶媒を再度除去する。しかしながら、ポリマーは、水素化可能材料と混合されるペレットの形態をとることも可能である。複合材料の圧密化の結果として、ポリマーは軟化し、水素化可能材料を埋め込むマトリックスが形成される。ポリマーを粒子、すなわちペレットの形態で使用するならば、３０〜６０μｍの範囲、特には４０〜４５μｍのｘ_５０粒径（体積に基づいた粒径）を有することが好ましい。ｘ_９０粒径は特には９０μｍ以下、好ましくは８０μｍ以下である。

また、ストランド状、リボン状、又はシート状で材料を供給するための追加部を有する供給装置を提供することができ、これを用いて材料リボンは上記開口断面に導かれることができる。従って例えば、２つ以上の材料、又はその他の少なくとも２つの材料と共に、好ましくは上記第一及び第二材料の供給と並行して、リボン形状で存在する一部の他の材料から作られる織布、不織布、フィルム、薄膜、薄板を供給することができる。同様に、上記供給装置の対応する構成によって埋め込まれる繊維、ワイヤ、又は他の材料を供給し据えることができる。

本発明の更なる概念によれば、好ましくは上述の装置を有するブランクを製造するプロセスが提案され、本明細書の以下で詳らかにされる。少なくとも１つの第一材料と１つの第二材料が用いられ、供給装置の第一の領域を介する上記第一材料の第一材料供給部と、上記第一材料供給と並行した第二材料の第二材料供給部とを有し、並行しかつ様々な領域に導入される上記少なくとも第一及び第二材料は空洞に充填され、それらからブランクが形成される。

この概念は水素貯蔵要素の例を用いて本明細書の以下で詳らかにされるが、個々の特徴の各々は本構成に限定されるものではない。むしろ説明の目的に供されるものであり、それらの特徴を本出願において提案された概念に結び付けることが一般的に可能である。

水素貯蔵要素に関しては、水素貯蔵材料を含む少なくとも１つの第一材料を用い、かつ熱伝導性である第二材料を用いて複合材料を形成し、当該複合材料は供給装置の第一の領域を介する上記第一材料の第一材料供給部と、上記第一材料供給部と並行して供給する、上記供給装置の第二の領域を介する第二材料の第二材料供給部とを有する。

用いられる材料は特に本明細書において既に記載されたものであってよい。

本明細書における用語「複合材料」は、水素化可能材料だけでなく他の材料、可能であれば異なる官能性を有する他の材料を配置するために、水素貯蔵要素において多種多様な材料が用いられることを示唆する。上記複合材料は例えばマトリックス及び個々の層等の個々の構成成分から形成される。上記複合材料の性質に関しては、構成成分の物理的性質及び形状が重要である。複合材料は好ましくは圧密化されている。

本プロセスの一の発展において、２つの材料、好ましくは第一及び第二材料のうちの１つは注入可能で流動性すなわち流動可能であり、好ましくは粉末状で導入される。例えば供給装置は回転されて、第一及び第二材料は並行して供給装置から外に出る。そして複合材料は水素貯蔵要素として形成され、上記少なくとも２つの材料は互いに重なった多層で配置されるのではなく、１つの材料がネジ状、らせん状、又は波形状にて配置される。複合材料内のらせん形状が構造物としてそのらせん形状物を囲う材料によってサポートされることは有利である。

上記第一及び第二材料が、水素貯蔵要素において多孔性の構造、好ましくは１つ以上のスパイク又はスペーサ及び／或いは除去される材料によって上記複合材料中に１つ以上のチャネルを形成することが好ましい。より詳細には、圧密化後、更なる後処理なしに、水素貯蔵手段の容器内に直接に配置される複合材料を生成することもできる。

本発明の更なる構成において、上記第一及び第二材料は少なくとも部分的に互いに離れた場所に配置され、別々の層を形成するか、又は概して水素貯蔵要素の領域を形成する。

本プロセスの更なる構成によれば、第一及び第二材料は空洞に導入され、上記第一及び第二材料は好ましくは上記空洞内で上部ラム及び／又は下部ラムを移動させることによって上記空洞内において圧密化される。本発明の一の発展において上記空洞は水素貯蔵手段の容器によって形成される。

水素貯蔵要素について複合材料を静水圧プレス法に処すことはさらに好ましい。５００ｂａｒより上の圧力、特に１５００ｂａｒ〜６０００ｂａｒの範囲の圧力を付与することによって、例えば水素化可能材料と熱伝導材料との間を特に密接に結合させることができる。

さらに、別種の圧密化が、熱及び／又は例えば気体の影響が同時にある状況下で行われてもよい。例えば吸引によって複合体の第一及び／又は第二の領域内に配置されてよい例えばバインダを除去するために吸引部を提供することもできる。バインダは例えば多孔性構造物を形成するために複合材料から完全に又は部分的にのみ取り除かれてよい。例えばバインダは上記２つの領域のうちの１つに配置されてよく、他方には配置されない。また異なるバインダを用い、例えば第一の領域と第二の領域とで異なるバインダを導入することができる。

本発明のさらなる概念によれば、ブランクが提案され、当該ブランクは、本明細書において既に記載された材料に好ましくは対応する少なくとも１つの第一材料及び１つの第二材料を含む。上記第一材料及び第二材料は少なくとも１つの領域内において互いに別々に配置され、例えば別個の層を形成する。従って、少なくとも１つの層、特に、ブランク内において第一材料の層及び第二材料の層における例えばらせん状、ネジ状、波状又は他の非平面形状等、好ましくは３Ｄ形状の層を生成することが出来ることが好ましい。

本概念は複合材料を含む水素貯蔵要素を参照して本明細書の以下で再び説明されるが、個々の特徴は上述の概念のより一般的な意味にて理解されるべきであり、本例に限定されるものではない。例えば少なくとも１つの第一材料及び１つの第二材料が提案され、上記第一材料は水素貯蔵材料を備え、上記第二材料は熱伝導材料を備え、上記水素貯蔵要素は好ましくは製造装置を用いて、及び／又は上述のプロセスによって製造されることが好ましい。

水素貯蔵要素において、第二材料が複合材料の内部から複合材料の外部へと延び、上記第一及び第二材料が少なくとも１つの領域において互いに別々であることは有利であることが明らかになっている。

用語「可変的に」は、マトリックス及び層における水素化可能材料の密度が勾配を有し、その結果として、例えば水素貯蔵要素を通って流れる流体に依存して、水素化可能材料の量及び／又は密度の下降又は上昇があることを示唆する。好ましくは、勾配は上記第一材料と第二材料との間で形成され、この勾配に沿って第一の層から第二の層への遷移が生じる。

水素貯蔵要素がコアシェル構造の形態の構成成分を有し、コアは第一材料を含み、シェルは異なる第二材料を含み、上記第一材料及び／又は第二材料は水素貯蔵材料を含んでよい。後者は例えば複合材料の複数の層の形で好ましくは存在する。本発明における１つの構成によれば、シェルの第二材料は少なくとも水素透過性であるように構成されるポリマーを含む。更なる構成において、コアは熱伝導材料を含み、シェルは水素貯蔵材料を含む。他方で、コアは主に水素貯蔵材料を含んでよく、シェルは主に熱伝導材料を含んでよく、熱伝導材料は水素透過性であってよい。

また、水素貯蔵要素を製造するプロセスにおいて、水素貯蔵材料と熱伝導材料との別個の薄板がプレス型に導入可能であり、これらは共に圧縮されてサンドウィッチ構造を生成可能である。この場合、水素貯蔵のために当該サンドウィッチ構造を使用する際、熱伝導材料は好ましくは薄板の広さの方向において熱伝導性を担う。例えば１つ以上のマトリックスが別々の薄板の間、及び／又はその隣接するところに配置されることも可能であり、その結果複合材料は第一及び第二の領域を取得する。

例えば、熱伝導材料として金属粉末及び／又は通常の天然黒鉛が用いられてよく、この場合、通常の天然黒鉛が用いられるときには、サンドイッチ構造内の配置された六角格子構造の方向への熱伝導を利用可能とするために、充填時にそのレンズ状粒子が水平に配列されることが好ましい。

また、代替的に又は追加として、ロール状の膨張黒鉛のフィルムからなる１つ以上の薄板、ロール状の膨張黒鉛のフレーク及び／又は黒鉛繊維が熱伝導材料としてサンドウィッチ構造に導入されてもよい。

追加として、水素貯蔵要素の複合材料が多孔性であることが好ましい。これは水素ガスの伝導性を容易にすることができる。

より詳細には、第三の材料が提供され、当該第三の材料は水素貯蔵要素における機能的な薄板、特に多孔性の気体透過性薄板を形成する。

好ましい実施形態によれば、マトリックス及び少なくとも１つの層は各々炭素を含む。このように水素貯蔵要素の熱伝導性を向上させることができる。従って水素の吸収及び／又は放出時に生じる熱を良好に放散／供給することができる。

マトリックス及び／又は層が、様々なタイプの炭素の１つとして例えば膨張天然黒鉛を含む様々なタイプの炭素の混合物を含むことが好ましい。非膨張黒鉛を膨張天然黒鉛と共に使用するのが好ましく、この場合は、重量基準で膨張黒鉛よりも非膨張黒鉛をより多く使用する。とりわけ、マトリックスは、例えば水素化可能材料を内部に含む膨張天然黒鉛を含み得る。

好ましくは、マトリックスは弾性を１以上の領域において有する。このようにして、例えば水素吸収時に、水素化可能材料が、複合材料を損傷したり過大な応力を加えたりすることなく膨張できるようにすることが可能である。

以下、本発明の更なる様々な実施形態をより詳細に記載する。

充填部又はフィラーとも呼ばれる供給装置は長手方向機械軸で回転できることに加え、例えば、ダイ空洞の上方でダイ空洞を充填するフィラーを、下部ラムの上端をダイの上端に合わせて配置することも可能である。下部ラムが下側の位置へと動かされる間、フィラーは長手方向機械軸を中心に回転しつつ材料を放出する。異なる粉末で充填されるフィラーの出口開口部のところにある複数のチャンバ又は材料供給部のシャフトは、特徴的ならせん状構造物を形成する。その層厚さはチャンバの構成、回転速度、及び下部ラムの速度によって制御可能である。しかしながら、長手方向機械軸に対して直角に配置された個々の層の割合はチャンバの構造及び分割区分によって実質的に固定される。フィラーを様々なチャンバに分割するための内壁に加えて、粉末の流動特性又はそれに類似する特性に影響を与えるような異なる内壁をチャンバ内に設けてもよい。これらは例えば放射状のスポーク状、格子状、又は他の形状であってもよい。プレス型の基本構造は本明細書では限定されない。

複数の金型面及びスパイクを用いることも可能である。導入された粉末に加え、フィルム、繊維或いは織物の積層体、又は炭素フォイル、炭素繊維、或いは炭素織物といった形状の内壁がダイ空洞に導入されてもよい。これらの積層体は一定したフィルム又は布、或いはフレーク状又は細かく切断された材料の形状で導入されてもよい。こうした積層体は既存の材料に追加する形で部分的に導入されてもよく、又は既存の材料に代えて用いてもよい。

例えば細かく切断された材料の形状で異なる粉末又は粉末及び添加物を使用するだけでなく、粒度及び／又は粒子形状が異なる同種の合金を用いることもまた同様に可能である。粉末に加えることのできる添加物は例えば充填中、圧密化中、又は後の加工段階の間において流動特性や他の特性に影響を与えることができる。チャンバ内で用いられる粉末は異なる粉末の混合物からなることもまた同様に可能である。

フレーク又は細かく切断された材料を用いる場合、圧密体の所望の特性に従い、上述した構成の内壁を用いてこれらの材料を整列させてよい。一実施形態によれば、圧密体の内部で熱流が好ましくは長手方向軸に対して直角となるように、炭素繊維のフレークを整列させる。

フィラーの更なる実施形態において、粉末、細かく切断された材料、又はバルク材料の流動特性に影響を与えるために、フィラーを振動させ、機械軸に対して直角にフィラーを設定する装置を備える。

本発明の更なる実施形態は３つの機能的な層を含む構築物を想定する。この場合、例えば外側の層は熱の除去又は熱の供給の役割を果たし、中間の層は貯蔵媒体の役割を果たし、内側の層は貯蔵された媒体の供給又は除去の役割を果たす。この場合、熱伝導のための外側の層は黒鉛の層として実施されてよく、中間の層は水素貯蔵のための金属水素化物として実施されてよく、内側の層は別の材料から形成されてよく、水素の供給及び除去を行う、特に金属合金、好ましくはクロム−ニッケル粉末で形成されてよい。

更なる実施形態において、フィラーはダイ充填位置の外側で充填される。この場合、フィラーはフィラー充填作業の間回転するが、ダイ空洞を充填中に必ずしも回転している必要はない。ダイを充填する間にフィラーを回転させることは、例えば凹凸のある構成成分を製造するための空洞で生じ得る充填時の誤差を中和するためには得策であり得る。吸引部を有するダイを充填することは必ずしも必要というわけではないが、個々の粉末が制御できない形で混合されるのを防ぐためには得策であり得る。例えば、フィラーの中心軸又は回転軸から視て、内側の領域よりも外側の領域において異なる粉末を用いてフィラーを充填することが可能である。例えば適切に硬化させる特定の特性を有する粉末でフィラーの外側のリングを充填することが可能である。また、フィラーは３つ以上のチャンバを有してよい。この場合、内側の領域及び外側の領域は粉末で充填され、この粉末にプレス助剤が導入される。この場合、プレス助剤が導入されていない粉末は好ましくは中間の領域に導入される。プレス助剤は粉末と型構成成分との間の摩擦を低減する役割を果たすものであるため、中間の領域においてはプレス助剤を省略することが可能である。また、低密度にもかかわらずプレス助剤を施すことは、粒子密度の低下を常に意味する。この粒子密度の低下は型構成成分と粉末との間の潤滑機能を低下させずにさらに低減可能である。

内側の領域と内側領域を囲む少なくとも２つのリング状の領域とからなる３チャンバ又は複数チャンバのフィラーを用いることで、例えば内側の穴を有する歯車をプレスすることもまた可能である。ここでダイ空洞は上述したフィラー構築物を用いて充填され、その結果プレス助剤は内側の領域及び外側の領域にのみ、すなわちスパイクの領域及び外側の歯部分に施される。ここでのチャンバ構築物はその構造の複雑度はいかなるものであってもよく、またプレスされる構成成分とは独立していてもよい。例えば複数の開口部に対して異なる粉末を用いることも可能である。この場合、ダイの充填位置へのフィラーの移動を十分に正確に設定するだけでよい。構成成分の空洞の異なる充填により、個々の構成成分の領域又は構成成分の機能ベースの要件に従って様々な特徴的な構成成分を製造することができる。例えば歯車の場合、多孔性の構造物の吸振性を保証するために、さらには内側の領域及び外側の領域への高応力に対して必要とされる高密度を保証するために、非常に低密度に圧縮された粉末を用いて内側の歯と外側の歯との間に構成成分の領域を生成することができる。これに対応して本明細書において提案されたフィラーは、水素貯蔵要素の多種多様な複雑な形状を生成するために用いられることもできる。

フィラーがダイを充填するための充填位置に移動するとき、例えば下方に配置された全ての型構成成分は、その上端がダイの上端と共に１つの平面となるように位置されることができる。このように、ダイの上をフィラーが移動する間、粉末の混合を防止することが可能となる。

更なる実施例によれば、下部ラムの上端はダイの上端と共に１つの平面となっておらず、その下側にあってもよい。このように下部ラムに好ましくは粉末の層を付与してもよく、この場合、単一のチャンバからの単一種類の粉末である必要はない。また、２つ以上のチャンバから第一の層として、又は上述の他の材料として、粉末がダイ空洞に導入されてよい。例えばフィラーは３つのチャンバから形成されてよく、この場合１つのチャンバは黒鉛で充填されてよく、もう１つのチャンバは金属水素化物で充填されてよく、更にもう１つのチャンバは気体伝導性が意図された粉末で充填されてよい。フィラーがダイの充填位置の方向に移動する際に、黒鉛が配されるフィラーのチャンバがダイに対向していれば、１又は複数の下側の型構成成分をフィラーに到達する前に下降させることで、ダイ空洞の下方領域を黒鉛で充填することができる。フィラーがダイ空洞の上方にある場合、フィラーは例えば回転によって、底部の黒鉛層を起点としてらせん状構造物を空洞内の黒鉛の層上に生成することができる。同様の方法で、圧密体の上端及び下端において均質な黒鉛の層を形成するために、空洞内でプレスされる材料配置の最上部に黒鉛を含む、均質な粉末層を生成することが同様に可能である。

また、回転方向及び回転速度は充填作業中に変更でき、この場合フィラーは固定位置で静止したままであってよい。

充填される空洞に対するフィラー全体の位置取りは充填作業中に変更されてもよい。

圧密体の後の機能又は圧密体から形成される最終製品に必要な、フィラーを用いて導入可能な材料を導入することに加え、個々の構成成分をスペーサとして空洞に同様に導入可能であり、スペーサは後の加工工程で取り替えられるか取り除かれてよい。これは熱加工又は化学反応プロセスで任意に行われてよい。

構成成分の形状は、粉末及び／又は細かく切断された材料或いはフレークから圧縮によって製造されるのではなく、異なる押出加工媒体を押出加工して、それらを回転させることによって形にするか、又は入口形状物を回転させることによって非回転の形にすることも想定可能である。

上述された変形例の１つ以上と共に、又はそれとは独立して、実施可能な本発明の更なる概念によれば、材料で充填される空洞を有するプレス装置であって当該プレス装置の移動装置を用いて移動可能な櫛状物を有する装置が提案される。ここで当該移動装置は櫛状物を材料と接触させ、通過させることができる。例えば当該移動装置のためのプログラム可能な制御システムがあり、このシステムは経路をプログラム化して櫛状物の移動へと変換する。櫛状物又はバー或いは１つ以上の歯状物を用いて、少なくとも材料表面の領域において、第一に材料を滑らかにし、特に揃えた配向性を持たせることができる。第二に櫛状物又は他の構成部品を用いて複数の層に勾配を導入することも可能である。

好ましくは櫛状物は少なくとも部分的に交換可能である。このようにして、装置は現状を維持し続けることができる。しかしながら、製造されるブランク及び／又は用いられる材料に従い、適切な櫛状物、バー、歯状物等を用いることができる。或いは、櫛状物は多数の歯状物を有してもよい。櫛状物は好ましくは少なくとも１つの歯状物を有し、この歯状物は材料と接触するための幅広部を有する。これにより例えば異なる幅広部を用いて勾配を制御することができる。

一の発展において、櫛状物の２つの歯の間の分離間隔を変更することができる。これは例えば作業中、すなわち歯が材料と接触している間に行うことができる。このように、らせん状パターン又は、例えばらせん形状物に適合する異なる勾配の分離間隔を生成することができる。２つ以上の櫛状物を並行して動かすことができることも更に好ましい。

好ましくは、プレス装置の空洞を充填するための少なくとも２つの材料が提案され、櫛状物は少なくとも充填された第一材料と、好ましくは第一及び第二材料と、接触するまで移動可能である。材料がプレス装置の空洞に導入されると、櫛状物は材料と接触するように動く。また、櫛状物は充填された材料に浸漬されて空洞内を移動することも可能である。櫛状物は例えば異なる深さに浸かることもできる。櫛状物はさらに、第一及び第二材料で空洞を充填している間、２つの第一及び第二材料の少なくとも１つに浸漬され、その中で動くこともできる。櫛状物はフィルター形状物に一体化されていてもよい。

さらなる有利な構成及び特徴が、添付の図及び対応する説明から明らかである。図及び説明で明らかにされる個々の特徴は例示にすぎず、特定の構成に限定されない。むしろ、１以上の図の１以上の特徴を別の図、またこれまでの説明の他の特徴と組み合わせることでさらに別の構成を得ることができる。したがって、特徴は、限定としてではなく、むしろ単なる例示として記載される。フィラー構築物についての一部の実施例を以下に提示する。

図１は異なる２つの粉末１、２のためのサイズの等しい２つのチャンバ５、６を有するフィラー１１及び対応する圧密体９を示す。

図２は３つのチャンバ５、６、７（これら３つのチャンバ５、６、７の面積の分割は各々の場合において異なる）を有するフィラー１１及び対応する圧密体９を示す。

図３は図２に類似するフィラー１１及び対応する圧密体９を示すが、３つのチャンバではなく４つのチャンバ５、６、７、８を有する。

図４は３つの粉末１、２、３のためのフィラー１１の１つの可能なチャンバ構築を示しており、これを用いることで圧密体９（同様のものを図示）の４つの層が製造され、圧密体９の中心の材料はここで均質であり、かつらせん構造がその外側に存在する。

図５は３つの異なる材料のためのフィラー１１を示し、材料１は、同様のものとして図示された圧密体９内の材料２及び３によって形成されたらせん状物を囲む。

図６は上端及び下端において通常の充填にて製造されたフィラー１１及び圧密体９を示し、らせん構造物がその中間に存在し、内部に存在する材料、すなわちここでは材料２及び材料３を、材料１、材料４、及びチャンバ５内の材料を用いることで外部から完全に隔離可能であり、フィラー１１はらせん状の形態にて圧密体９の中間セグメントを製造する。

図７は製造可能なフィラー１１及び圧密体９の更なる実施例を示す。

図８は製造可能なフィラー１１及び圧密体９の更なる実施例を示す。

図１から図８の各々の左側にあるフィラーの上面図において、フィラーチャンバのための出口開口部構造が示されている。この構造では、充填位置にあるフィラーがプレス装置の空洞の上方で回転し、空洞のベースがフィラーが相対的に回転している間にさらに除去されるとき、粉末材料がプレス装置の空洞内の相互にかみ合ったらせん状物に向けて据えられる。フィラーの径方向及び回転方向において視た場合に、少なくとも２つのチャンバの出口開口部は互いにオフセットされ、すなわち、互いに重なる同心円をなした面積領域を覆うか、又はいずれか一方が他方の内部に配置される。

図９から図２８は、２つのフィラーを用いたダイ空洞の充填における基本的流れを示す。これらの図では、フィラー１８は材料１で充填されており、フィラー２４は材料２で充填されている。ここでの例は四薄板構造を示す。この四薄板構造において、粉末１の２つの薄板及び粉末２の２つの薄板が圧縮されている。しかし３つ以上のフィラーを使用することも可能である。
この場合、薄板の数、順番、及び厚さは達成されるべき基準に基づいて自由に構成されてよい。各図における個々の流れは以下で手短に記載することとする。

図９では下部ラム１０が特定の経路を下方に移動する。この特定の経路は第一材料１６の（空洞１４の）充填空間１２の一部の高さに対応する。第一のフィラー１８は空洞１４の上を移動する。

図１０では、第一の（粉末）材料１６が重力によりダイ空洞１４に落下する。

図１１では、フィラー１８は開始位置に戻り、ダイ２０の上端の高さでダイ空洞１４内の（粉末）材料１６を削り取る。

図１２では、下部ラム１０は下方に移動し、第二の（粉末）材料２２のための（空洞１４の）充填空間１２’の更なる部分を画定する。

図１３では、第二のフィラー２４が空洞１４の上を移動する。

図１４では、（粉末）材料が重力によりダイ空洞１４へと落下し、（粉末）材料１６の上に落ちる。

図１５では、フィラー２４は開始位置に戻り、ダイ２０の上端の高さで（粉末）材料２２を削り取る。

図１６では、下部ラム１０は段階的に下方へとさらに移動し、第一の（粉末）材料１６の次の薄板のために、充填空間１２’’の更なる部分を画定する。これはその後、（粉末）材料１６の第二の層となる。

図１７では、フィラー１８がダイ空洞１４の上を移動する。

図１８では、（粉末）材料１６がフィラー１８から重力によりダイ空洞１４へと落下し、（粉末）材料２２の上へと落ちる。

図１９では、フィラー１８は開始位置に戻る。

図２０では、下部ラム１０は段階的に下方へとさらに移動し、第二の（粉末）材料２２の次の薄板のために、充填空間の更なる部分を画定する。

図２１では、フィラー２４は空洞１４の上を移動する。

図２２では、（粉末）材料２２は重力によりダイ空洞１４に落下し、上側の（粉末）材料１６の上に落ちる。

図２３では、フィラー２４は開始位置に戻り、ダイ２０の上端の高さで（粉末）材料２２を削り取る。

図２４では、ダイ空洞１４は、互いの上に交互に配置される２つの材料の２つの薄板で充填される。

図２５では、上部ラム２６が下部ラム１０に向かって移動する。下部ラム１０は図で示されるように、空洞１４において当該材料からなる薄板の圧縮前に（いわゆるアンダーフィリングで加工される部分を製造するために）、上部ラムによってわずかに下方に走らされてよい。

図２６では、上部ラム２６は４つの層を所望の密度に圧縮し、その後、開始位置に戻る。下部ラム１０は、下部ラム１０は以前あった位置のままである。しかしダイ空洞１４へ上部ラム２６を下げた後で下部ラム１０が上部ラム２６に向かって移動することも可能である。同様に、ダイ空洞１４が長手方向機械軸３０の方向に直線的に移動されることができ、この場合に、ダイ空洞は固定された下部ラム１０と共に、上部ラムの半分の速度で上部ラム２６と同じ方向で移動されることが好ましい。

図２７では、プレス作業の後、圧密体３２は下部ラム１０によってダイ２８から送出される。上部ラム２６は圧密体３２が送出される間、圧密体３２の上でわずかな力で動作し、その後、圧密体３２が完全に送出された後、開始位置へと戻ることが同様に可能である。

図２８は送出された圧密体３２及び開始位置にある機械部品を示す。圧密体３２は除去可能である。作業サイクルは次の圧密体製造のための開始状態から始めることができる。

図２９から図４４は、２つの異なる粉末を貯蔵可能な２つのチャンバ３４、３６を有する（単一の）フィラー１８を用いた充填における基本的流れを示す。３つ以上の異なるチャンバが３つ以上の粉末に対応して用いられることもまた同様に可能である。

図２９では、下部ラム１０は第一の充填位置に移動し、フィラー１８は、第一の（粉末）材料１６を含む第一のチャンバ３４がダイ空洞１４を覆うまで、ダイ２８の上を移動する。

図３０では、フィラー１８は第一のチャンバ３４と共にダイ空洞１４の上方にあり、（粉末）材料１６はチャンバ３４からダイ空洞へと落下させられる。

図３１では、フィラー１８は、（粉末）材料２２を含むチャンバ３６がダイ空洞１４の上方に来るまで、さらに移動させられる。

図３２では、下部ラム１０は、（粉末）材料２２の第二の層の充填高さが得られるまで、下方に移動される。

図３３では、（粉末）材料２２は、特に下部ラム１０の下方への移動の間、チャンバ３６からダイ空洞１４へと落下して、第二の層を形成する。しかしチャンバ３６が空洞１４の上方にあるときに下部ラム１０を（完全に）下げることは、この早期段階においても等しく可能である。

図３４では、フィラー１８は、（粉末）材料１６を含むチャンバ３４がダイ空洞１４の上方に来るまで移動される。

図３５では、下部ラム１０は、第三の層の充填高さが得られるまで下方に移動される。

図３６では、（粉末）材料１６は、特に下部ラム１０が下方移動する間、チャンバ３４からダイ空洞１４へと落下して第三の層を形成する。

図３７では、フィラー１８は、（粉末）材料２２を含むチャンバ３６がダイ空洞１４の上方に来るまでさらに移動される。

図３８では、下部ラム１０は、第二の層の充填高さが得られるまで下方に移動される。（粉末）材料２２は、下部ラム１０が下方移動する間、チャンバ３６からダイ空洞１４へ落下して、第四の層を形成する。

図３９では、フィラー１８は開始位置へと移動される。

図４０では、上部ラム２６は、個々の薄板を圧縮するために、下部ラム１０の方向における軸方向に移動される。

図４１では、上部ラム２６及び下部ラム１０は最終プレス位置にある。

図４２では、上部ラム２６は開始位置に移動され、下部ラム１０は圧密体３２を送出する。

図４３では、型部品は送出された圧密体３２と共に開始位置にある。

図４４では、圧密体３２は取り除かれ、作業サイクルが再開可能となる。

図４５から図５４は、２つ以上のチャンバを有する回転フィラーを用いた空洞充填における基本的流れを示す。これらの図では、フィラーは下部ラムの下方への動きの間のみ、又は空洞充填の間に回転する必要がある。しかしフィラーが恒常的に回転することもまた想定可能である。

図４５では、回転フィラー１８’はダイ空洞１４の上を移動する。

図４６では、回転フィラー１８’は、ダイ空洞１４の上方にある。

図４７では、回転フィラー１８’は長手方向機械軸３０を中心に回転し、他方で材料製造のために徐々に空洞１４を確保するために、下部ラム１０が長手方向機械軸３０に沿って下方に移動する。

図４８では、下部ラム１０はより下方の充填位置にある。回転フィラー１８’はもはや回転していない。

図４９では、回転フィラー１８’は開始位置に戻る。

図５０では、回転フィラー１８’は充填位置と開始位置との間にある。

図５１では、上部ラム２６は下部ラム１０の方向に移動する。回転フィラー１８’は図示されていない。

図５２では、上部ラム２６及び下部ラム１０は、空洞１４において、二重らせん状で存在する（粉末）材料を圧縮し、圧密体３２を形成する。ここでもまた回転フィラー１８’は図示されていない。

図５３では、上部ラム２６は開始位置に戻る。下部ラム１０もまた開始位置に戻り、圧密体３２を送出する。回転フィラー１８’は図示されていない。

図５４では、圧密体３２は取り除かれる。その後、サイクルは再開でき、その場合、回転フィラー１８’（図示されず）は再び可動し始める。

図５５から図６０はブランク製造のためのプレス装置１００の更なる実施例を示す。これらの図において、３つの異なる粉末材料が、当該ブランクにおいて、相互にかみ合わされ、かつらせん状にて配置されている。図５５によれば、プレス装置１００は空洞１１２を有するダイ１１０を有する。本実施例における空洞１１２はダイ１１０の通路開口部として設計され、中心軸１１４に沿って軸方向に移動可能な下部ラム１１６によって、底部で閉じられる。同様に上部ラム１１９は空洞１１２の中心軸１１４に沿って往来移動可能である。従って、公知の知識を用いて、空洞１１２に導入される粉末材料を圧縮し（必要であれば、熱をさらに利用する）、ブランクを形成することが可能である。

空洞１１２に粉末材料を導入するために、いわゆるフィラー１１８が用いられる。フィラーは通常、充填部１２０とも呼ぶことができる。この実施例では、充填部１２０は回転フィラー１１８を有し、この回転フィラー１１８は、空洞１１２の開口部１２２の上方にあるとき、空洞１１２に対して、中心軸１１４を中心にして回転する。

図５５では、回転フィラー１１８は充填位置にあり、この実施例では３つの自由流動性材料（例えば粉末材料）１２４、１２６、１２８が回転フィラー１１８の別々のチャンバ１３０、１３２、１３４に導入される。或いはまた回転フィラー１１８は移動している間、そして特に材料を放出する間に充填されることも可能である。この目的のために、ある構成においては、材料放出の間に回転フィラー１１８を補充することができるように、回転フィラー１１８と一緒に並進移動するように材料供給管が移動される。

図５６では、回転フィラー１１８は空洞１１２の上方（充填位置）にあり、３つの粉末材料を回転しながら空洞に導入する。このとき、下部ラム１１６はまず最上部の位置にある。下部ラム１１６はその後、単位時間当たりで導入された材料の量だけ、それに対応する形で下方へ移動される。その結果、回転フィラー１１８からの粉末材料の分だけ、空洞１１２に導入される単位時間当たりの分量分を正確に確保することとなる。

ここで記載する回転フィラー１１８の実施例の詳細な構築については図５７及び図５８で示す。図５７によれば、駆動部１３６による回転で駆動される回転フィラー１１８は実質的に円筒形の外形形状を有し、スリーブ又はチューブの形状に似ている。空洞１１２ではない方の上端において、フィラー１１８は入口開口部構造１３８を有し、この実施例では、３つの同心円状の入口開口部１４０、１４２、１４４を有する。中心開口部１４４は回転軸周囲において貫かれており、中心軸に対して同心円状である。２つの開口部１４０及び１４２は各々、リング状で互いに周囲を走っており、従って同心円状の構成となっている。３つのチャンバ１３０、１３２、１３４は互いにその境界が定められていて、チャンバ壁１４６、１４８、１５０によって外側との境界をなしている。これらの３つのチャンバ壁１４６、１４８、１５０は入口開口部構造１３８の領域において同心円状のリングを形成する。

内部チャンバ壁１４８、１５０は空洞１１２に対向する出口の下端を形成するようにして形成されている。すなわち本実施例では、回転フィラー１１８の下端において、図ｄの出口開口部構造１５２を形成する。外側チャンバ壁１４６は軸方向長さ全体に亘り実質的に円筒形である。他方で隣にあるチャンバ壁１４８はその内側にあり、回転フィラー１１８の出口の端部においてくびれ部１５４（ハート形に類似する）を有する。Ｖ字形状をしたくびれ部１５４は回転フィラー１１８の中心を指し、すなわち最内側のチャンバ壁１３４に向かっており、これは回転フィラー１１８の出口の端部のところで、半径方向に延びた形状を有する。外側チャンバ壁１４６とその隣で内側にあるチャンバ壁１４８との間に、チャンバ１３０の出口開口部１５６が形成され、他方でその隣で内側にあるチャンバ１３２は、一方でくびれ部１５４を有するチャンバ壁１４８によって、他方で半径方向に延びた形状を有するチャンバ壁１３４によって形成された出口開口部１５８を有する。最後に、第三として、最内側のチャンバ１３４は出口開口部１６０を有し、この出口開口部は半径方向外側に向けられており、フィラー１１８の中心軸１６２から部分的に延びている。

図５８から特に理解できるように、チャンバ壁はジグザグ状又は櫛状の構造物１６４、１６６を有する。これらの櫛状構造物１６４、１６６はそれらの個々の境界面において、チャンバから外へと出る粉末材料を変形・変化させる役割を果たす。

図５７及び図５８に示す構成によれば、空洞１１２へと３つの粉末材料を据えるために回転フィラー１１８を用い、３つの相互にかみ合った部分的構造或いは完全ならせん状構造を形成することができる。中間のチャンバ１３２から外へ出る粉末材料１２６は、ブランク中又は空洞１１２（図５９を参照）中に中間のらせん形状物１６８として存在する。粉末材料１２４は外側のチャンバ１３０から外へと出て、円筒壁の内側を走るらせん状の線とともに円筒形状を形成する。粉末材料１２８は内側のチャンバ１３４から外へと出て、外側へのらせん状突起を有する中身の詰まった円筒としてブランクのコア内にある。図５９はこのブランクの細別について、この状態を示している。

図６０は、フィラー１１８の回転の際にスパイク（図示せず）が内側のチャンバ１３４内のスペーサとして機能し、ブランクの中心１６９に粉末材料がない状態にしておく。こうした構成は、例えばブランクに気体供給のためのチャネルを提供するのに都合がよく、有利な点である。

上述のように、回転フィラーは、水素貯蔵部品又は水素貯蔵アセンブリとして利用するブランクの製造に特に用いられることができる。この場合、例えば、中間のチャンバ１３２を介して導入され、空洞１１２に挿入される材料１２６は水素化可能であり、他方で回転フィラー１１８の外側のチャンバ１３０を通過し、空洞１１２へと向かう材料１２４は熱伝導性を有する。この場合、ブランクの内側には気体透過性材料１２８が存在する。従ってブランクの内側材料は気体の供給、すなわちブランクの多孔性を保証する。その結果、水素がブランクに導入でき、水素化可能な材料を結合する。生じた熱は材料１２４を介して外部へと取り除かれる。水素貯蔵部品（ブランク）周囲の外側には水素貯蔵部品と熱接触する（圧力）容器がある。

一般的な用語にて本発明に関連して指摘されるべき事柄としては、圧縮（追加的に熱による働きがあってもよい）により互いに粉末状材料の粒子を結合することだけでなく、追加の方法、例えばレーザ溶融によって作業することもまた可能である。この目的のために、一つ以上のレーザ光の束がフィラーの中空壁を通して導入され、レーザ光の束はプリズムによって偏向し、フィラーの中空壁内の通過のための開口部を介して分配された粉末材料へと入る。ここにおいて粉末が局所溶融する。

図６１は回転フィラー１７０の更なる実施例の斜視図であり、図６２はその上面図である。図５５から図６０の実施例の場合にあるように、回転フィラー１７０は３つのリング状のチャンバを有しているが、図５５から図６０とは対照的に、実質的に完全に同心円状の構成を有する。内側仕切り壁１７２は内側チャンバ１７３の境界を定め、他方で中間に配置された更なる円筒形の壁１７４は第二のチャンバ１７６の境界を定める。外側には外側チャンバ１８０を画定する第三の円筒形の壁１７８がある。回転フィラー１７０に関連する特徴的な事柄は、出口側において更なるチャンバ１８２を形成し、壁付近を少量ずつ或いは疎らに流れる材料がこのチャンバ１８２を通過して中間のチャンバ壁１７４のいずれかの側へと移動するところ、チャンバ１８２の流れ入口には偏向要素１８４があって、これは壁付近の２つの材料の流れを局所的に混合させることを保証することである。

本発明の個々の構成の特徴は例示により以下で集合的に、再度特定される。また、個々の集合における特徴を互いに組み合わせることは可能であり、また上述した本発明の実施例、構成、変形の特徴を、特に個々の特徴を追加したり削除したりすることによって、組み合わせることが可能である。

１．装置、好ましくはプレス装置であって、
充填される空洞と、
互いに別個で構成される第一材料の少なくとも１つの第一材料供給部及び第二材料の第二材料供給部と、を備え、
さらに、充填される上記空洞に上記第一及び第二材料を供給するための供給装置を備え、
上記供給装置は、第一材料のための開口断面の少なくとも１つの第一の領域と、第二材料のための、より好ましくは並行して局所的に別々に上記空洞を充填するための上記開口断面の別個の第二の領域とを有する上記開口断面を有する、装置。

２．項目１の装置であって、上記充填される空洞は好ましくは円形であり、好ましくは、特に櫛の形状で、表面が滑らかな又は空洞形状に沿ったバー又はローラーの形状で上記空洞内の材料と相互に接触する接触面を有する接触要素が提供され、上記接触要素は上記空洞に導入される上記少なくとも第一及び／又は第二材料の表面上に少なくとも走らされることができ、そして後者に沿って移動可能であり、さらに好ましくは、前記少なくとも１つの第一及び／又は第二材料に接触されることができ、そしてその中で移動可能である、装置。

３．項目１又は項目２の装置であって、上記第一の領域は、少なくとも部分的に、好ましくは完全に、上記第二の領域に隣接する、装置。

４．項目１から項目３のいずれか一項に記載の装置であって、上記装置は駆動部を有し、この駆動部を用いて、上記充填される空洞と上記供給装置との間での相対的な動きを制御可能である、装置。

５．項目１から項目４のいずれか一項に記載の装置であって、上記装置は回転軸を有し、この回転軸を中心に、上記装置が回転可能なように配置されるか及び／又は上記空洞が回転可能なように配置される、装置。

６．項目１から項目５のいずれか一項に記載の装置であって、上記充填される空洞はダイ空洞であり、上記供給装置はフィラーであり、上記装置は上記ダイ空洞において少なくとも第一及び第二材料を圧密化するプレス装置を備える、装置。

７．項目１から項目６のいずれか一項に記載の装置であって、好ましくは櫛の形状で、表面が滑らかな又は空洞形状に沿ったバー又はローラーの形状での接触表面が提供され、上記接触表面は、上記空洞に導入される上記材料と接触する程度まで、移動装置によって移動可能であり、移動装置は上記材料内において上記接触表面を移動させる、装置。

８．項目７の装置であって、上記接触面は少なくとも上記材料内へと移動可能であり、及び上記材料に沿って移動可能である、装置。

９．少なくとも１つの第一材料及び１つの第二材料を供給するための、好ましくは項目１から項目６のいずれか一項に記載の装置、特にプレス装置のための供給装置であって、少なくとも１つの第一の領域と、上記第一及び第二材料を並行して別々に供給するための別個の第二の領域を有する上記供給装置の開口断面を有する装置。

１０．項目９に記載の供給装置であって、上記供給装置は好ましくは項目７又は項目８に記載の、好ましくは櫛の形状で、表面が滑らかな又は空洞形状に沿ったバー又はローラーの形状での可動の接触表面を有し、好ましくは細長の血小板形状の粒子又は繊維片等の非球状粒子の配向を制御し、及び／又は粒子並びに／又は繊維片の分布に勾配を生じさせる、装置。

１１．項目９又は項目１０に記載の供給装置であって、上記供給装置は上記第一材料のための材料供給部及び第二材料のための別個の材料供給部を有し、混合ゾーン供給部が存在し、上記混合ゾーン供給部を伝って上記第一及び第二材料が混和され、導入可能である装置。

１２．項目９から項目１１のいずれか一項に記載の供給装置であって、さらにリボン供給部が存在し、上記リボン供給部を用いて材料リボンは上記開口断面へと導かれることができる装置。

１３．好ましくは、少なくとも１つの第一材料を用いかつ第二材料を用いて、項目１から項目８のいずれか一項に記載の装置を用いたブランク製造方法であって、上記第一材料のための第一材料供給部は供給装置の第一の領域を介して供給が行われ、上記第一材料供給部と並行して供給する上記第二材料の第二材料供給部は上記供給装置の第二の領域を介して供給が行われ、別々の領域に並行して導入された上記少なくとも第一及び第二材料は空洞に充填され、上記ブランクを形成するために用いられる方法。

１４．項目１３に記載の方法であって、上記供給装置及び上記空洞は充填する間、互いに相対的に移動する方法。

１５．項目１３又は項目１４に記載の方法であって、上記供給装置は回転され、上記第一及び第二材料は並行して上記供給装置から外に出る方法。

１６．項目１５に記載の方法であって、非平面形状、好ましくはらせん形状又は波形状が上記ブランクに形成される方法。

１７．項目１３から項目１６のいずれか一項に記載の方法であって、上記第一及び第二材料は多孔性構造を形成し、好ましくは１つ以上のスパイク又はスペーサ及び／或いは取り除かれる材料を用いて上記複合材料中に１つ以上のチャネルを作り出す方法。

１８．項目１３から項目１７のいずれか一項に記載の方法であって、上記第一及び第二材料は少なくとも部分的に別々の場所に配置され別々の層を形成する方法。

１９．項目１３から項目１８のいずれか一項に記載の方法であって、上記第一及び第二材料は空洞に充填され、上記第一及び第二材料は好ましくは上記空洞内で上部ラム及び下部ラムが移動することにより上記空洞内で圧縮される方法。

２０．項目１１から項目１８のいずれか一項に記載の方法であって、上記水素貯蔵手段の上記複合材料を静水圧プレス法に処す方法。

２１．項目１３から項目２０のいずれか一項に記載の方法であって、好ましくは櫛の形状で、表面が滑らかな又は空洞形状に沿ったバー又はローラーの形状での可動の接触表面は、上記空洞に充填された上記材料と接触されて、上記材料内で移動される方法。

２２．好ましくは項目１から項目２１のいずれか一項に記載の少なくとも１つの第一材料及び１つの第二材料を含むブランクであって、上記第一及び第二材料は少なくとも１つの領域において別々に配置され別々の層を形成するブランク。

２３．項目２２に記載のブランクであって、上記素地はらせん状である少なくとも上記第一材料について１つの材料分布を有するブランク。

２４．項目２２又は項目２３に記載のブランクであって、少なくとも第三の材料が提供されるブランク。

１ 粉末材料
２ 粉末材料
３ 粉末材料
４ 粉末材料
５ チャンバ
６ チャンバ
７ チャンバ
８ チャンバ
９ 圧密体
１０ 下部ラム
１２ 充填空間の部分
１２’ 充填空間の部分
１２’’ 充填空間の部分
１４ ダイ空洞
１６ 材料
１８ フィラー
１８’ 回転フィラー
２０ ダイの上端
２２ 材料
２４ フィラー
２６ 上部ラム
２８ ダイ
３０ 長手方向機械軸
３２ 圧密体
３４ チャンバ
３６ チャンバ
１００ プレス
１１０ ダイ
１１２ 空洞
１１４ 中心軸
１１６ 下部ラム
１１８ 回転フィラー
１１９ 上部ラム
１２０ 充填部
１２２ 開口部
１２４ 粉末材料
１２６ 粉末材料
１２８ 粉末材料
１３０ チャンバ
１３２ チャンバ
１３４ チャンバ
１３６ 駆動部
１３８ 入口構造
１４０ 入口開口部
１４２ 入口開口部
１４４ 入口開口部
１４６ チャンバ壁
１４８ チャンバ壁
１５０ チャンバ壁
１５２ 出口開口部構造
１５４ くびれ部
１５６ 出口開口部
１５８ 出口開口部
１６０ 出口開口部
１６２ 中心軸
１６４ 櫛状構造物
１６６ 櫛状構造物
１６８ らせん状物
１６９ 中心
１７０ 回転フィラー
１７２ 仕切り壁
１７３ チャンバ
１７４ チャンバ壁
１７６ チャンバ壁
１７８ チャンバ壁
１８０ 外側チャンバ
１８２ チャンバ
１８４ 偏向要素

Claims (33)

1. 少なくとも２つの異なる材料でプレス装置の型を充填する装置を有するプレス装置であって、
   前記少なくとも２つの材料（１２４、１２６、１２８）で充填される空洞（１１２）と、
   前記材料（１２４、１２６、１２８）を前記空洞（１１２）の異なる領域に導入するために前記少なくとも２つの材料（１２４、１２６、１２８）を送出する充填部（１２０）とを備え、
   前記充填部（１２０）は、少なくとも部分的に区別可能な層として前記空洞（１１２）に導入される前記少なくとも２つの材料（１２４、１２６、１２８）を同時に供給するための、少なくとも２つの別々のチャンバ（１３０、１３２、１３４）又は共通のチャンバにおける少なくとも２つのチャンバ領域を互いに直接隣接しているか離れた場所に有し、
   充填作業の間、好ましくは共通の軸を中心に、好ましくは共通の中心軸を中心にして、前記充填部（１２０）と前記空洞（１１２）との間に相対的回転動作を有することを特徴とするプレス装置。
2. 前記充填部（１２０）と、前記空洞（１１２）及び／又は前記空洞（１１２）の基部とは、前記充填作業の間、互いに相対的に並進するように移動可能であり、好ましくは中心軸（１１４）に沿って互いに離れる方向に移動可能であることを特徴とする請求項１に記載のプレス装置。
3. 前記チャンバ（１３０、１３２、１３４）のうち第一のチャンバは少なくとも部分的に前記中心軸（１１４）を囲んで延在し、前記チャンバ（１３０、１３２、１３４）のうち少なくとも第二のチャンバは少なくとも部分的に前記中心軸（１１４）を囲んで同様に延在し、前記チャンバ（１３０、１３２、１３４）のうち前記第二のチャンバは好ましくは前記第一のチャンバ（１３４）を囲んで延在していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプレス装置。
4. 前記充填部（１２０）が、
   前記空洞（１１２）に対向する出口開口部構造（１５２）であって、
   各チャンバ（１３０、１３２、１３４）向けに少なくとも１つの出口開口部（１５６、１５８、１６０）が設けられ、好ましくは２つの異なるチャンバからの２つの異なる材料の混合物のために１つの出口開口部（１５６、１５８、１６０）が提供される、及び／又は、１つのチャンバ（１３０、１３２、１３４）が２つ以上の出口開口部（１５６、１５８、１６０）へ供給を行う、
   出口開口部構造（１５２）を有することを特徴とする請求項１、請求項２、又は請求項３に記載のプレス装置。
5. 少なくとも１つの第一材料及び１つの第二材料を供給するための前記充填部（１２０）は、前記第一材料と前記第二材料とを並行して別々に供給するために少なくとも１つの第一の領域と別個の第二の領域とを有する前記充填部（１２０）の開口断面を備え、少なくとも２つのチャンバ（１３０、１３２、１３４）の出口開口部（１５６、１５８、１６０）は、好ましくは回転方向及び／又は半径方向に互いにオフセットして配置され、その結果、前記充填部（１２０）と前記空洞との間に相対的回転がある場合、前記出口開口部（１５６、１５８、１６０）は、好ましくは前記開口部が互いに部分的にのみ重複するように、面積のうち少なくとも部分的に同一の領域を覆うことを特徴とする請求項４に記載のプレス装置。
6. 前記第一のチャンバ（１３４）の前記出口開口部（１６０）は前記中心軸（１１４）の向きに対して横断方向に延在し、特に前記中心軸（１１４）の一方の側に配置されかつ前記中心軸（１１４）を囲んで延在する前記第二のチャンバ（１３２）の前記出口開口部（１５８）内に配置されることを特徴とする請求項３、請求項４、又は請求項５に記載のプレス装置。
7. 前記充填部（１２０）は第三のチャンバ（１３０）を有し、前記第三のチャンバ（１３０）は前記第二のチャンバの外側を囲んで延在し、かつ前記第二の出口開口部（１５８）を囲んで延在する出口開口部（１５６）を有し、前記第二の出口開口部（１５８）は前記中心軸（１１４）の方向を指す実質的にＶ字形状のくびれ部（１５４）を有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のプレス装置。
8. 前記くびれ部（１５４）の位置は、前記中心軸（１１４）を基準に、前記第一の出口開口部（１６０）の位置とは実質的に正反対であることを特徴とする請求項７に記載のプレス装置。
9. 前記充填部（１２０）は個々の前記チャンバ（１３０、１３２、１３４）に対して充填開口部（１４０、１４２、１４４）を有し、前記中心軸（１１４）は前記第一のチャンバに割り当てられた第一の入口開口部（１４４）と、前記第一の入口開口部（１４４）の周囲において環状に延在する前記第二のチャンバに割り当てられた第二の入口開口部（１４２）とを貫通することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のプレス装置。
10. 第三のチャンバ（１３０）の前記入口開口部（１４０）は前記第二の入口開口部（１４２）の外側を囲むように環状に延在することを特徴とする請求項９に記載のプレス装置。
11. 個々の前記チャンバ（１３０、１３２、１３４）は各々壁（１４６、１４８、１５０）によって互いに分け隔てられており、前記壁（１４６、１４８、１５０）は、前記出口開口部（１５６、１５８、１６０）内の端部領域に、少なくとも１つの端部切欠き又は端部突起、特にジグザグ状又は櫛状の構造物（１６４、１６６）を有することを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のプレス装置。
12. 前記充填部（１８、２４、１２０）は特に粉末形態で存在する少なくとも１つの自由流動性材料、好ましくは２つ以上の自由流動性材料を分配することを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載のプレス装置。
13. 前記充填部（１８、２４、１２０）はさらに帯状供給部を有し、前記帯状供給部を用いて、ストランド状、帯状、又はリボン状の材料が前記空洞（１４、１１２）に導入可能であることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載のプレス装置。
14. 前記空洞（１４、１１２）に導入される少なくとも２つの材料は前記空洞（１４、１１２）に別々のタイミング又は同時に到達することを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載のプレス装置。
15. 前記充填部（１８、２４、１２０）は例えばドクターブレード、櫛、スクレーパ、ローラー、バー等の接触要素を有し、前記接触要素は、前記空洞（１４、１１２）に導入される少なくとも１つの材料と相互に接触し、特に、少なくとも１つの非球状材料並びに／又は前記材料の非球状の構成要素を整列するために接触し、及び／又は前記少なくとも１つの材料並びに／又は前記材料の構成要素の分布に影響を与え、分布に勾配を生じさせることを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載のプレス装置。
16. 前記材料（１６、２２）で充填される前記空洞（１４、１１２）の異なる領域は少なくとも部分的に又は互いに完全に隣接することを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載のプレス装置。
17. 前記充填部（１８、２４、１２０）は前記少なくとも２つの材料（１６、２２）を混合するための混合ゾーンを有することを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれか一項に記載のプレス装置。
18. 前記充填部（１８、２４、１２０）を前記出口構造と共に前記空洞（１４、１１２）の上方又は内部に配置する場合、前記充填部（１８、２４、１２０）及び前記空洞（１４、１１２）は互いに対して所定の重なり合った回転及び並進移動の動きを実行し、好ましくは共通の軸を中心に前記材料（１６、２２）の少なくとも１つをらせん状に導入し、前記共通の軸に沿って前記充填部（１８、２４、１２０）は１つの方向に回転するように移動可能であり、又は前記空洞（１４、１１２）に対して回転するように往来移動可能であることを特徴とする請求項１から請求項１７のいずれか一項に記載のプレス装置。
19. 前記材料（１６、２２）の少なくとも１つは多孔性であり、或いは多孔性の構造物を形成し、及び／又は前記空洞（１４、１１２）に導入される少なくとも１つの要素（１６、２２）は、特にスパイクの形状で、少なくとも１つのチャネルが通された構造を形成することを特徴とする請求項１から請求項１８のいずれか一項に記載のプレス装置。
20. 圧密体を製造するプレス装置であって、
    少なくとも２つの異なる材料（１６、２２）を用いて前記圧密体用の型を充填するための、請求項１から請求項１９の少なくとも一項の特徴を用いて設計された装置と、
    前記空洞（１４、１１２）内において材料（１６、２２）を圧密化する圧密化部とを備えるプレス装置。
21. 請求項２０に記載のプレス装置であって、前記圧密化部は、前記空洞（１４、１１２）内に進入できる少なくとも１つのラム（１０、２６、１１６、１１９）を有する、プレス装置。
22. 前記空洞（１４、１１２）はダイ（２８、１１０）における通路開口部と片側において前記通路開口部を密閉する第一のラム（１０、１１６）とから形成され、また、第二のラム（２６、１１９）が提供され、少なくとも前記第二のラム（２６、１１９）は前記第一のラム（１０、１１６）の方向へ移動して前記空洞（１４、１１２）へ向かって又は前記空洞（１４、１１２）内で移動可能であることを特徴とする請求項２０又は請求項２１に記載のプレス装置。
23. 好ましくは請求項１から請求項２２のいずれか一項に記載の装置を用いた、少なくとも２つの異なる材料を用いるプレス装置、好ましくは粉末プレスのプレス装置の型充填方法であって、前記方法において
    少なくとも２つの異なる材料（１６、２２）が、空洞（１４、１１２）を充填するために分配され、前記空洞（１４、１１２）へ導入され、
    充填部（１８、２４、１２０）と空洞（１４、１１２）との相対的な回転を用いて、前記充填部（１８、２４、１２０）の異なる領域に、前記充填部（１８、２４、１２０）から前記少なくとも２つの材料（１６、２２）が分配され、前記空洞（１４、１１２）の様々な領域に導入されることを特徴とする方法。
24. 前記材料（１６、２２）は、材料の流れが断続的又は継続的に互いに並走するように同時に現れ、前記材料の流れは、前記材料の流れの配置構造を貫通する軸を中心に回転しかつ前記材料の流れの流れ方向の方向において前記空洞（１４、１１２）に導入され、前記材料（１６、２２）の少なくとも１つのらせん形状及び／又は波形状の構造物を形成することを特徴とする請求項２３に記載の方法。
25. 供給される前記材料（１６、２２）の少なくとも１つは自由流動性材料であり、特には粉末材料であることを特徴とする請求項２３又は請求項２４に記載の方法。
26. 自由流動性材料（１６、２２）だけでなく、本質的に寸法安定性構造を有する１つ以上の材料を、例えばストランド状、帯状、又はリボン状で前記空洞（１４、１１２）に導入することを特徴とする請求項２３から請求項２５のいずれか一項に記載の方法。
27. 材料の圧密化方法であって、
    請求項２３から請求項２６のいずれか一項に記載の方法を用いて空洞（１４、１１２）を材料で充填する工程と、
    前記空洞（１４、１１２）内の前記材料を圧密化する工程とを含むことを特徴とする方法。
28. 前記圧密化は少なくとも１つのラム（１０、２６、１１６、１１９）を用いて行うこと、又は静水圧による圧密化を行うことを特徴とする請求項２７に記載の方法。
29. 請求項１から請求項２２のいずれか一項に記載の装置の使用及び／又は請求項２３から請求項２８のいずれか一項に記載の方法であって、水素貯蔵手段として用いられたとき、シート状、ブロック状、タブレット状、ペレット状等の寸法安定性の複合材料の形態で、水素貯蔵要素を製造するための使用及び／又は方法。
30. 請求項１から請求項２２のいずれか一項に記載の装置及び／又は請求項２３から請求項２８のいずれか一項に記載の方法を用いて特に取得可能なブランクであって、
    少なくとも２つの異なる材料を有する本体を備え、前記少なくとも２つの異なる材料は前記本体の異なる領域に配置されかつ互いに分け隔てられ、前記材料は前記材料が配置される前記本体の前記領域の境界において互いに隣接することを特徴とするブランク。
31. 少なくとも１つの材料は前記本体内でらせん形状に配置されることを特徴とする請求項３０に記載のブランク。
32. 前記本体は少なくとも１つの第三の材料を有し、少なくとも２つの、好ましくは３つの、特には全ての、材料は粉末形態で生成され、又は前記材料の少なくとも１つ、例えば第三の材料が、ストランド状、帯状、又はリボン状であり、前記第三の材料は特にらせん状に配置され、前記本体の他の材料に埋め込まれることを特徴とする請求項３０又は請求項３１に記載のブランク。
33. 少なくとも１つの第一材料及び１つの第二材料を供給するための請求項１から請求項２１のいずれか一項に記載のプレス装置のための充填装置（１２０）であって、前記充填装置（１２０）の開口断面は少なくとも１つの第一の領域と、空洞に前記第一材料及び第二材料を並行して別々に供給するための別個の第二の領域とを有し、前記充填装置（１２０）は回転の軸を有し、前記回転の軸を中心にして前記充填装置（１２０）は前記供給の間、回転可能である、充填装置（１２０）。

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