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Die Erfindung betrifft eine Hohlkammeranordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Entsprechende Hohlkammeranordnungen werden oft in Kraftfahrzeugsitzen unterhalb der Sitzpolsterung oder unterhalb des Sitzbezuges eingesetzt, um beispielsweise den Sitz individuell zu verstellen oder Druck auf den Insassen in Form einer Massage auszuüben. Die Form einer solchen Hohlkammeranordnung kann je nach Anwendungsfall beliebig sein. Zumeist sind eine Mehrzahl Holkammern vorhanden, die über Fluidtransportkanäle miteinander verbunden sind. Fluide können insbesondere Flüssigkeiten oder Gase, hier insbesondere Luft, sein. Gattungsgemäße Hohlkammeranordnungen werden in der Regel durch das Übereinanderlegen wenigstens zweier Folienlagen aus einem, bevorzugt thermoplastischen Folienmaterial und anschließendem miteinander Verbinden, bevorzugt Verschweißen, der beiden Folienlagen entlang ihres Randbereichs hergestellt. Bei entsprechender Formgestaltung der Folienlagen lassen sich so fluidbefüllbare Hohlkörper beliebiger Form sowie solche Hohlkörper verbindende Fluidtransportkanäle ausbilden.
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In 1 und 2 ist eine beispielhafte Hohlkammeranordnung 1 schematisch als Schnittansicht durch einen Hohlkörper dargestellt.
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Die beiden Folienlagen 1a und 1b sind an den Rändern im gezeigten Beispiel über eine Verbindung, insbesondere Schweißnaht 5, miteinander verbunden. 1 zeigt dabei die Situation, in der die Hohlkammeranordnung 1 nicht mit einem Fluid befüllt ist. Die beiden Folienlagen 1a und 1b liegen also aufeinander. In dem gezeichneten Schnittbild weist die Hohlkammeranordnung daher eine Breite b1 auf. 2 zeigt die Situation, in der die Hohlkammer 1 mit Fluid befüllt ist. Dadurch, dass diese Folienlagen 1a und 1b am Rand 5 miteinander verbunden sind und zwischen sich einen fluidbefüllbaren Raum ausbilden, kommt es bei der Befüllung eines Hohlkörpers der Hohlkammeranordnung mit einem Fluid zu einer Ausbeulung der beiden Folienlagen 1a und 1b, die sich nach außen unter Ausbildung von Scheitelpunkten S ausbeulen und zwischen sich das Volumen V ausbilden; gleichzeitig kommt es zu einer Kontraktion, da die beiden Ränder 5 sich bei Fluidbefüllung aufeinander zu bewegen, und zwar umso mehr, je mehr Fluid in die Hohlkammer 1 gelangt. Die Folge davon ist, dass die in 1 dargestellte Breite b1 der Hohlkammeranordnung auf die in 2 dargestellte Breite b2 schrumpft.
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Was dies in der Praxis bedeutet, lässt sich der 3 entnehmen: in der Regel werden mehrere Hohlkörper, die auf diese Art und Weise schrumpfen und die mit einem dazwischen gelegenen Fluidtransportkanal miteinander verbunden sind, beispielsweise ihre relative Lage zueinander innerhalb eines Kraftfahrzeugsitzes verändern. Die fluidbefüllten Hohlkörper 2, 3 sind über Fluidtransportkanäle 4 miteinander - etwa zu einer Matte - verbunden, wobei ein erster Mündungsbereich 4a unmittelbar in den einen Hohlkörper 2 und ein zweiter Mündungsbereich 4b des Fluidtransportkanals 4 unmittelbar in den anderen Hohlkörper 3 mündet.
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Wird eine solche Hohlkammeranordnung 1 mit einem Fluid befüllt, so werden die Hohlkörper 2, 3 aufgeblasen und beulen sich senkrecht zur Zeichenebene aus. Dadurch wird der umlaufende Rand 5, an dem die beiden Folienlagen, die die Hohlkammeranordnung 1 bilden und miteinander verbunden sind, im Hinblick auf die Mittelpunkte der jeweiligen Hohlkörper 2, 3 zum Mittelpunkt hin gezogen, was durch die unbeschrifteten Pfeile angedeutet ist. Blickt man von außen auf die gesamte Hohlkammeranordnung 1, so wirken Kräfte F1 und F2 auf die Hohlkammeranordnung 1, sodass diese sich zusammenzieht. Dabei bewegen sich insbesondere die Abschnitte der Hohlkörper 2, 3, die sich aufgrund der beim Befüllen entstehenden Ausbeulung am weitesten aus der Zeichenebene heraus bewegen, also die Scheitelpunkte S der Hohlkörper 2, 3 mit zunehmender Befüllung aufgrund des Schrumpfungseffektes immer weiter in die Mitte. Der Scheitelpunkt S der Hohlkammer 3 bewegt sich in Richtung F2, der Scheitelpunkt der Hohlkammer 2 entsprechend in Richtung F1. Diese Scheitelpunkte S bilden effektiv auch bei der Ausgestaltung einer Hohlkörperanordnung im Kraftfahrzeugsitz Druckpunkte, die der Kraftfahrzeuginsasse wahrnimmt.
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Durch den geschilderten Schrumpfungseffekt kann es also vorkommen, dass ein solcher Druckpunkt mit zunehmender Fluidbefüllung wandert, da Kopplung der beiden Mündungsbereiche eines Fluidtransportkanals mit zwei Hohlkörpern beispielsweise dafür sorgt, dass sich zwei daran angeschlossene Hohlkörper aufeinander zu bewegen, wenn diese befüllt werden.
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Komplizierter wird es noch, wenn eine ganze Reihe von Körpern über eine Mehrzahl von Fluidtransportkanälen miteinander, beispielsweise in Gestalt einer Matte, strömungstechnisch miteinander verbunden sind.
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In einem solchen Fall wird die resultierende Matte schrumpfen, wenn sie befüllt wird. Ein Beispiel hierfür ist
DE 10 2010 054 492 A1 . Dort sind vier solcher Hohlkörper in Kleeblattanordnung mit einem Fluidkanal verbunden, der vier Ausgänge aufweist. Die Anordnung wird durch einen der Hohlkörper mit Fluid befüllt, so dass die anderen Hohlkörper dann ebenfalls über den gemeinsamen Kanal befüllt werden. Dabei kommt es auch im vorliegenden Fall dazu, dass das Aufblähen der Hohlkörper dazu führt, dass diese in Richtung der Mitte der Anordnung wandern und sich das „Kleeblatt“ zusammenzieht.
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Dieser Effekt ist - wie oben bereits angedeutet - ungünstig, weil sich insbesondere die Druckpunkte der Hohlkörper verlagern.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Hohlkammeranordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die geschilderten Nachteile nicht auftreten oder jedenfalls deutlich verringert werden.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Hohlkammeranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.
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Die erfindungsgemäße Hohlkammeranordnung weist wenigstens zwei fluidbefüllbare Hohlkörper und wenigstens einen die beiden Hohlkörper verbindenden Fluidtransportkanal auf. Über diesen Fluidtransportkanal kann Fluid, bevorzugt Luft, zwischen den beiden Hohlkörpern ausgetauscht werden. Die Hohlkörper und der Fluidtransportkanal sind aus wenigstens zwei miteinander verschweißten oder anderweitig stoffschlüssig verbundenen Folienlagen gebildet. Der Fluidtransportkanal umfasst dabei einen ersten Mündungsbereich, über den er mit einem ersten Hohlköper verbunden ist, und einen zweiten Mündungsbereich, über welchen er mit dem zweiten Hohlkörper verbunden ist. Verbunden bedeutet, dass durch die Verbindung zwischen zwei verbundenen Hohlkörpern ein Fluidaustausch möglich ist. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass der Fluidtransportkanal so ausgebildet ist, dass er durch Befüllung der beiden Hohlkörper mit einem Fluid derart veränderlich ist, dass sich die beiden Mündungsbereiche voneinander entfernen können. Alternativ oder ergänzend hierzu kann der Fluidtransportkanal so ausgebildet sein, dass er durch Befüllung der beiden Hohlkörper mit einem Fluid derart veränderlich ist, dass er zwischen den Mündungsbereichen dehnbar oder streckbar ist.
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Durch die erfindungsgemäße Bauweise der Hohlkammeranordnung wird erreicht, dass ein Schrumpfen nicht oder nur in geringem Maße stattfindet. Die Schrumpfung der Hohlkammeranordnung, die durch das Aufblähen und Aufeinanderzubewegen gegenüberliegender Ränder der durch den Fluidtransportkanal miteinander verbunden Hohlkörper hervorgerufen wird, wird durch eine Flexibilität des Fluidtransportkanals selbst kompensiert. Dies geschieht dadurch, dass der Fluidtransportkanal erfindungsgemäß in der Lage ist, sich auszudehnen oder zu strecken oder jedenfalls dafür zu sorgen, dass seine beiden gegenüberliegenden Mündungsbereiche voneinander weg bewegbar sind. Letzteres kann zum Beispiel dadurch erreicht werden, dass der Fluidtransportkanal wenigstens im unbelasteten Zustand gewellt oder gekrümmt ausgebildet ist und durch Befüllen mit Fluid begradigt wird, indem etwa die Krümmung reduziert wird. Die angrenzenden Hohlkörper werden durch Ausdehnen zwar die relative Lage ihrer Ränder zueinander verändern, werden jedoch aufgrund des flexiblen Fluidtransportkanals dabei nicht aufeinander zu bewegt.
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Das bedeutet, dass beispielsweise bei der Verwendung in Kraftfahrzeugsitzen eine Lageänderung fluidbefüllbarer Hohlkörper vermieden oder zumindest weitgehend vermieden wird. Etwaige Druckpunkte bleiben daher räumlich - nahezu - unveränderlich.
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Die erfindungsgemäßen Eigenschaften des Fluidtransportkanals können auf unterschiedliche Weise erreicht werden. Nach einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Fluidtransportkanal elastisch ausgebildet ist. Die elastische Ausbildung bedingt, dass beim Befüllen des Fluidtransportkanals mit Fluid das den Fluidtransportkanal bildende Material nach Art einer Feder gedehnt oder gestreckt wird. Eine solche Eigenschaft kann entweder durch die Wahl des den Fluidtransportkanal bildenden Materials selbst - also beispielsweise durch die Wahl eines gummielastischen Materials oder dergleichen - als auch durch die spezielle Geometrie des Fluidtransportkanals erreicht werden.
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In letzterem Fall kann alternativ oder ergänzend zum Beispiel vorgesehen sein, dass wenigstens ein Fluidtransportkanal eine gekrümmte und/oder wellenförmige Gestalt aufweist. Auf diese Art und Weise ist der Fluidtransportkanal in der Lage, bei Druck beaufschlagt, ein gewisses Spiel in Strömungsrichtung zu entfalten, welches die beiden Mündungsbereiche auseinander bewegt; dies geschieht zum Beispiel, indem sich die Krümmung des Fluidtransportkanals während des Befüllvorgangs reduziert oder die Wellenform gestreckt wird.
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Natürlich kann auch vorgesehen sein, dass die erfindungsgemäße Hohlkammeranordnung eine Mehrzahl Fluidtransportkanäle aufweist. Diese können zwischen den Hohlkörpern eine Fluidverbindung herstellen. Zwei Hohlkörper können also beispielsweise durch mehrere Fluidtransportkanäle verbunden sein. Diese Fluidtransportkanäle können alle gleich ausgebildet sein, können aber auch die erfindungsgemäße Längenänderung auf unterschiedliche Weise erreichen, indem zum Beispiel der eine Fluidtransportkanal gekrümmt ist, während der andere gewellt ist. Zudem kann die erfindungsgemäße Hohlkammeranordnung beispielsweise als Matte von miteinander verbundenen Hohlkörpern ausgebildet sein, wobei zumindest benachbarte Hohlkörper jeweils mit einem erfindungsgemäßen Fluidtransportkanal oder einer Mehrzahl solcher Fluidtransportkanäle verbunden sein können.
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Das Material, aus welchem die erfindungsgemäße Hohlkammeranordnung im Wesentlichen besteht, ist vorzugsweise eine Kunststofffolie. Die die Hohlkammeranordnung bildenden Kunststofffolien sind dann bevorzugt an den Rändern miteinander verschweißt und bilden dabei nicht nur die Hohlkörper aus, sondern auch die Fluidtransportkanäle.
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Bei der erfindungsgemäßen Hohlkammeranordnung verwendete Fluidtransportkanäle können einfach gehalten werden. Generell kann daher vorgesehen sein, dass im Falle des Vorhandenseins einer Mehrzahl Fluidtransportkanäle diese zwischen ihren jeweiligen Mündungsbereichen fluidtechnisch nicht direkt untereinander verbunden sind oder keine Abzweigungen aufweisen.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der wenigstens eine oder jeder Fluidtransportkanal genau zwei Mündungsbereiche aufweist, wobei die genau zwei Mündungsbereiche unmittelbar in verschiedene Hohlkammern münden. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die erfindungsgemäße Kompensationsfunktion des Fluidtransportkanals beim Befüllen auch ausgeübt werden kann und nicht etwa dadurch gestört wird, dass Anteile des durch den Fluidtransportkanal strömenden fluiden Mediums vor Erreichen der zu befüllenden Hohlkörper etwa in andere Kanäle abgezweigt werden. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass zwei verschiedene Hohlkörper über eine Mehrzahl Fluidtransportkanäle mit jeweils genau zwei Mündungsbereichen, die jeweils unmittelbar in verschiedene Hohlkammern münden, fluidtechnisch verbunden sind. So lässt sich die Befüllgeschwindigkeit variieren, indem mehrere parallele Fluidtransportkanäle gleichzeitig benutzt werden. Entsprechend sind die parallelen Fluidtransportkanäle so wie oben beschrieben ausgestaltet, sodass sie die erfindungsgemäße Kompensationsfunktion übernehmen können.
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Eine entsprechende Hohlkammeranordnung ist insbesondere geeignet, um in einem Kraftfahrzeug Verwendung zu finden. Die Erfindung umfasst deshalb auch einen Kraftfahrzeugsitz, der eine oben beschriebene Hohlkammeranordnung aufweist. Diese Hohlkammeranordnung ist insbesondere im Bereich des Sitzpolsters, bevorzugt im Sitzpolster, vor dem Sitzpolster oder hinter dem Sitzpolster angeordnet und angebracht.
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Die Erfindung wird nachfolgend näher erläutert.
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Die 1, 2 und 3 wurden bereits oben erläutert.
- Die 1 und 2 zeigen dabei schematisch den Effekt, der sich bei einem zwischen zwei Lagen ausgebildeten fluidbefüllbaren Hohlkörper bei dessen Befüllung mit einem Fluid sowohl bei Hohlkammeranordnung nach dem Stand der Technik wie auch bei der erfindungsgemäßen Hohlkammeranordnung ergibt.
- 3 ist eine Draufsicht auf eine Hohlkammeranordnung nach dem Stand der Technik.
- 4 ist eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Hohlkammeranordnung.
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Die fluidbefüllbaren Hohlkörper der erfindungsgemäßen Hohlkammeranordnung 1, die in 4 dargestellt sind, verhalten sich genauso wie dies im Zusammenhang mit den 1 und 2 oben beschrieben worden ist. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird deshalb auf die Ausführungen weiter oben verwiesen.
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Sofern in 4 Bezugszeichen verwendet werden, die bereits in der obigen Beschreibung zu 3 verwendet worden sind, so wird auf die obigen Ausführungen verwiesen.
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Die in 4 dargestellte erfindungsgemäße Hohlkammeranordnung 1 ist dort mit vier Hohlkörpern 2, 3, 2', 3' ausgestattet. Grundsätzlich gilt, dass eine beliebige Anzahl von Hohlkörpern eine erfindungsgemäße Hohlkammeranordnung 1 bilden kann, solange wenigstens zwei Hohlkörper über wenigstens einen erfindungsgemäß ausgebildeten Fluidtransportkanal 4, 6 miteinander fluidtechnisch verbunden sind. Wie durch die unbeschrifteten Pfeile am Beispiel des Hohlkörpers 3' angedeutet, führt das Befüllen des Hohlkörpers 3' mit einem Fluid, insbesondere Luft, dazu, dass dieser sich zusammenzieht, wölbt und Scheitelpunkte S (2) ausbildet.
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Die Beschreibung der in 4 dargestellten Hohlkammeranordnung kann also auch so verstanden werden, dass lediglich zwei der dort abgebildeten Hohlkörper und lediglich einer der dort abgebildeten Fluidtransportkanäle 4, 6 vorhanden ist.
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Insofern ist die Erfindung nicht auf die in 4 dargestellte Ausführungsform beschränkt, sondern umfasst grundsätzlich jede Kombination aus Hohlkörpern 2, 3, 2', 3' und Fluidtransportkanälen 4, 6 mit den erfindungsgemäßen Eigenschaften, die vorstehend oder nachfolgend beschrieben sind.
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Wie bereits zur Ausführungsform in 3 erwähnt, so ist auch die in 4 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hohlkammeranordnung 1 dadurch ausgebildet, dass wenigstens zwei Folienlagen übereinandergelegt und entlang eines Randes 5 miteinander verbunden, insbesondere verschweißt, sind. Hierdurch werden insbesondere auch Fluidtransportkanäle 4, 6 ausgebildet, die jeweils, insbesondere genau zwei Mündungsbereiche 4a, 4b, 6a, 6b aufweisen, die jeweils unmittelbar mit einem Hohlkörper 2,3, 2' bzw. 3' in Fluidverbindung stehen. Dabei kann zwischen zwei Hohlkörpern genau ein Fluidtransportkanal vorgesehen sein, wie dies beispielhaft zwischen den beiden Hohlkörpern 2, 2' und dem Fluidtransportkanal 6 der Fall ist. Natürlich können auch zwischen zwei fluidbefüllbaren Hohlkörpern eine Mehrzahl Fluidtransportkanäle ausgebildet sein, wie zum Beispiel zwischen den beiden Hohlkörpern 2, 3 die Fluidtransportkanäle 4. Insgesamt lässt sich aus fluidbefüllbaren Hohlkörpern einerseits und erfindungsgemäßen Fluidtransportkanälen andererseits eine fluidbefüllbare Matte herstellen, die sich beispielsweise in der Rückenlehne oder dem Sitzteil eines Kraftfahrzeugsitzes integrieren lässt.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind exemplarisch zwei verschiedene Arten von Fluidtransportkanälen 4 bzw. 6 abgebildet. Diese Fluidtransportkanäle 4 bzw. 6 sind erfindungsgemäß so ausgebildet, dass diese bei Befüllung mit einem Fluid, insbesondere Luft, das Zusammenziehen der beidseits eines Fluidtransportkanals angrenzenden Hohlkörper kompensieren können. In einem ersten Ausführungsbeispiel ist dazu ein Fluidtransportkanal 6 dargestellt, welcher genau zwei Mündungsbereiche 6a und 6b aufweist, die in zwei verschiedene Hohlkörper 2' bzw. 2 münden. Dieser Fluidtransportkanal 6 weist im unbelasteten Zustand - das bedeutet, zumindest dann, wenn der Fluidtransportkanal 6 nicht mit einem Fluid befüllt ist - eine bogenförmige oder gekrümmte Form auf. Wird dieser Kanal mit Fluid befüllt, so erfährt der Fluidtransportkanal 6 aufgrund des Zusammenziehens der angrenzenden Hohlkörper 2 bzw. 2' eine Zugkraft, die die beiden Mündungsbereiche 6a und 6b in Richtung des Pfeils P2 auseinander zieht. Dadurch nimmt die Krümmung des Fluidtransportkanals 6 ab und er wird gleichsam gestreckt. Das bedeutet allerdings, dass sich die beiden angrenzenden Hohlkörper 2', 2 aufgrund der gleichzeitigen Streckung bzw. Abnahme der Krümmung des Fluidtransportkanals 6 zwar zusammenziehen, deren Scheitelpunkte S (vergleiche 2) sich allerdings in diesem Fall nicht aufeinander zu bewegen, sondern die zugehörigen Abschnitte in den beiden Folienlagen bezogen auf die Zeichenebene im Wesentlichen an der Stelle verharren, die sie schon im unbefüllten Zustand eingenommen hatten. Der gekrümmte Kanal erlaubt also eine Kompensation, ohne dass die gesamte Anordnung 1 zusammenschrumpft.
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Auf ähnliche Weise funktioniert der hier beispielhaft dargestellte Fluidtransportkanal 4, der nicht nur eine Krümmung aufweist, sondern zusätzlich eine gewellte Form. Auch hier wird die Krümmung beim Befüllen der Hohlkörper 2 bzw. 3 durch Auseinanderbewegen der Mündungsbereiche 4a bzw. 4b in Richtung des Pfeils P1 abnehmen. Dadurch verringert sich die Amplitude der Wellenform des Fluidtransportkanals 4, die Wellenlänge wird gleichzeitig erhöht. Auf diese Weise gilt ähnliches wie bereits oben im Hinblick auf den Fluidtransportkanal 6 erläutert, nämlich, dass die die Scheitelpunkte der beiden Hohlkörper 2 bzw. 3 bildenden Abschnitte der Folienlagen in der Zeichenebene mehr oder weniger am selben Ort verharren.
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Natürlich können die erfindungsgemäßen Fluidtransportkanäle auch anders ausgebildet sein, so kann es beispielsweise sein, dass die Fluidtransportkanäle elastisch bzw. federelastisch ausgebildet sind, oder sie können beispielsweise eine Balgform aufweisen. Natürlich kann das verwendete Material auch lokal so ausgebildet sein, dass es nach Art eines Luftballons dehnbar oder streckbar ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010054492 A1 [0009]