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Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung ist an der Lastaufnahmeeinheit ein Aufnahmekörper, bspw. ein Aufnahmedorn vorgesehen, welcher in der Transportposition in eine Aufnahmeöffnung an der Motoreneinheit eingreift.
According to this embodiment of the invention, a pickup body, e.g. a pickup mandrel, is provided on the load pickup unit, which engages in the transport position into a pickup opening on the engine unit.
In der Transportposition wirken dabei die Aufnahmeöffnung und der Aufnahmekörper derart zusammen, dass eine senkrecht zum Aufnahmekörper, bspw. einem Aufnahmedorn gerichtete Verlagerung der Motoreinheit weitestgehend blockiert ist.
In the transport position, the pickup opening and the pickup body thereby work together such that a relocation of the engine unit directed perpendicular to the pickup body, e.g. a pickup mandrel, is mainly blocked.
Eine entsprechende Ausgestaltung der Lastaufnahmeeinheit und der Motoreinheit gewährleistet in einfacher Weise eine entsprechende Lagesicherung eines an der Motoreinheit anordbaren Kraftfahrzeugmotors relativ zu dem mit der Lastaufnahmeeinheit verbundenen Lastenträger.
A corresponding design of the load pickup unit and the engine unit ensures in a simple manner a corresponding positional securing of a motor vehicle engine arrangeable on the engine unit relative to the load carrier connected with the load pickup unit.
Ferner gewährleistet diese Ausgestaltung der Erfindung zudem bei einer in der Transportposition besonders vorteilhafterweise vorgesehenen Auflage der Motoreinheit mit einer Stirnfläche an einer Anschlagfläche der Lastaufnahmeeinheit, dass eine entsprechend in Längsachsenrichtung des Aufnahmekörpers in Richtung auf die Lastaufnahmeeinheit gerichtete Bewegung der Motoreneinheit in einfacher Weise blockiert ist.
Furthermore, this embodiment of the invention also ensures, in the case of a support of the engine unit provided particularly advantageously in the transport position with a front surface on a stop surface of the load pickup unit, that a movement of the engine unit directed accordingly in the direction of the longitudinal axis of the pickup body in the direction towards the load pickup movement is blocked in a simple manner.
Auf zusätzliche Sicherungsmaßnahmen zur entsprechenden Lagesicherung kann gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung verzichtet werden.
Additional securing measures for the corresponding positional securing can be omitted according to this embodiment of the invention.
Die Ausgestaltung des Aufnahmekörpers sowie die entsprechende Ausgestaltung des Aufnahmeabschnitts kann grundsätzlich in beliebiger Weise erfolgen.
The design of the pickup body as well as the corresponding design of the pickup section can generally take place in any manner.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass die Aufnahmeöffnung und der Aufnahmekörper zwei in Längsachsenrichtung des Aufnahmekörpers im Abstand voneinander angeordnete, korrespondierend ausgebildete Zylinderabschnitte aufweist.
However, according to a particularly advantageous embodiment of the invention, it is provided that the pickup opening and the pickup body have two correspondingly designed cylinder sections arranged at a distance from each other in the longitudinal direction of the pickup body.
Die Verwendung von zwei definierten Zylinderabschnitten ermöglicht es, die zur Lagesicherung vorgesehen Flächen in einfacher Weise auszugestalten.
The use of two defined cylinder sections makes it possible to design the surfaces provided for positional securing in a simple manner.
Über die Zylinderflächen wird dabei in besonders zuverlässiger Weise eine Verlagerungssicherung senkrecht zur Längsachse des Aufnahmekörpers erzielt.
A relocation securing is thereby achieved in a particularly reliable manner perpendicular to the longitudinal axis of the pickup body via the cylinder surfaces.
Die übrigen Bereiche des Aufnahmekörpers können dabei mit geringerer Toleranz ausgeführt werden, da diese nicht zur Lastübertragung beitragen müssen.
The other areas of the pickup body can thereby be designed with a lower tolerance since they do not need to contribute to the load transfer.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist dabei vorgesehen, dass die Zylinderabschnitte über einen konischen Verbindungsabschnitt miteinander verbunden sind, wobei der der Motoreneinheit zugewandte Zylinderabschnitt einen kleineren Durchmesser aufweist, als der der Motoreneinheit abgewandte Zylinderabschnitt.
According to a particularly advantageous embodiment of the invention, it is thereby provided that the cylinder sections are interconnected via a conical connection section, wherein the cylinder section facing the engine unit has a smaller diameter than the cylinder section facing away from the engine unit.
Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung weist der Aufnahmekörper einen konischen, sich in Richtung auf die Motoreneinheit verjüngenden Verlauf auf, wobei die im Abstand voneinander angeordneten Zylinderabschnitte einen unterschiedlichen Durchmesser besitzen.
According to this embodiment of the invention, the pickup body has a conical progression tapering in the direction towards the engine unit, wherein the cylinder sections arranged at a distance from each other have a different diameter.
Der konische Verlauf ermöglicht es dabei in ergänzender Weise, eine besonders einfache und zuverlässige Anordnung der Motoreneinheit an der Aufnahmeeinheit zu erreichen.
The conical progression thereby makes it possible in a supplementary manner to achieve a particularly simple and reliable arrangement of the engine unit on the pickup unit.
Der entsprechend dem Aufnahmekörper ausgebildete konische Verlauf der Aufnahmeöffnung dient dabei zudem als Einführ- und Zentrierhilfe.
The conical progression of the pickup opening designed according to the pickup body thereby also serves as an insertion and centering aid.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass die Lastaufnahmeeinheit und die Motoreneinheit in der Transportposition über eine Verdrehsicherung aneinander festgelegt sind.
According to a further embodiment of the invention, it is further provided that the load pickup unit and the engine unit are fixed against each other in the transport position via an anti-twist device.
Eine entsprechend ausgestaltete Verdrehsicherung gewährleistet, dass die Motoreneinheit und insbesondere ein mit der Motoreneinheit verbundener Kraftfahrzeugmotor im Falle einer Neigung des Kraftfahrzeugmotors an dem Lastenträger nicht gegenüber der Lastaufnahmeeinheit verdreht wird.
A correspondingly designed anti-twist device ensures that the engine unit and in particular a motor vehicle engine connected with the engine unit is not twisted with respect to the load pickup unit in the case of a tilt of the motor vehicle engine on the load carrier.
Die Verdrehsicherung ermöglicht somit eine exakte und genaue Positionierung des mit der Motoreneinheit verbundenen Kraftfahrzeugmotors, so dass ein einfacher Austausch, d. h. Ein- und Ausbau von Kraftfahrzeugmotoren im Werkstattbetrieb erfolgen kann.
The anti-twist device thus enables an exact positioning of the motor vehicle engine connected with the engine unit so that a simple replacement, i.e. installation and removal of motor vehicle engines can take place in the repair shop.
Die Ausgestaltung der Verdrehsicherung kann dabei in beliebiger Weise erfolgen, bspw. durch von dem Aufnahmekörper vorstehende Zapfen und/oder Bolzen, welche in der Transportposition in entsprechende Ausnehmungen an der Motoreinheit eingreifen.
The design of the anti-twist device can thereby take place in any manner, for example, through pins and/or bolts protruding from the pickup body, which engage in the transport position in corresponding recesses on the engine unit.
Die erfindungsgemäß vorgesehene Verriegelungseinheit gewährleistet aufgrund ihrer Selbsttätigkeit, dass eine in der Transportposition angeordnete Motoreneinheit selbsttätig an der Lastaufnahmeeinheit festgelegt ist.
The locking unit provided according to the invention ensures based on its self-activation that an engine unit arranged in the transport position is automatically fixed on the load pickup unit.
Auf ergänzende Sicherungsmittel zur Lagesicherung der Transportposition kann somit verzichtet werden, wodurch Fehlbedienungen im Werkstattbetrieb die zu Unfällen führen können, sofern ergänzende Sicherungsmaßnahmen erforderlich sind, ausgeschlossen werden können.
Supplementary securing means for the positional securing of the transport position can thus be omitted, whereby operating errors in the repair shop that can lead to accidents, inasmuch as supplementary securing measures are required, can be prevented.
Die Ausgestaltung der Verriegelungseinheit ist dabei grundsätzlich frei wählbar.
The design of the locking unit is thereby generally freely selectable.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verriegelungseinheit ein Verriegelungselement, vorzugsweise zwei in Richtung auf die Verriegelungsposition vorgespannte, insbesondere federvorgespannte Verriegelungselemente aufweist.
It is provided according to an advantageous embodiment of the invention that the locking unit has a locking element, preferably two locking elements pretensioned, in particular spring-pretensioned, in the direction towards the locked position.
Die Verwendung von einem oder mehreren Verriegelungselementen, welche in Richtung auf die Verriegelungsposition vorgespannt sind, gewährleistet in hohem Maße eine selbsttätige Verriegelung der Transportposition.
The use of one or more locking elements, which are pretensioned in the direction towards the locked position, ensures to a high degree an automatic locking of the transport position.
Insbesondere eine Federvorspannung zeichnet sich dabei dadurch aus, dass sie zum einen eine Verlagerung aus der Verriegelungsposition in die Freigabeposition bei der Anordnung der Motoreneinheit an der Lastaufnahmeeinheit zulässt, dass jedoch gleichzeitig bei Erreichen der Transportposition die Verriegelungseinheit selbsttätig zuverlässig in die Verriegelungsposition gelangt.
In particular, a spring-pretensioning is characterized in that it permits, for one, a relocation from the locked position into the unlocked position in the case of the arrangement of the engine unit on the load pickup unit, but that the locking unit simultaneously moves in an automatic and reliable manner into the locked position when the transport position is reached.
Eine Federvorspannung zeichnet sich dabei auch durch ihre besondere Einfachheit und Zuverlässigkeit sowie geringen Herstellungskosten aus.
A spring pretensioning is thereby also characterized by its special simplicity and reliability as well as low production costs.
Grundsätzlich genügt die erfindungsgemäße selbsttätige Verriegelung, um zu gewährleisten, dass die Motoreneinheit in der Transportposition zuverlässig an der Lastaufnahmeeinheit lagegesichert ist.
The automatic locking according to the invention generally suffices in order to ensure that the engine unit in the transport position is positionally secured in a reliable manner on the load pickup unit.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verriegelungselemente Spielausgleichsmittel aufweisen.
It is provided according to an advantageous further embodiment of the invention that the locking elements have play compensation means.
Bei diesen vorteilhafterweise vorgesehenen Spielausgleichsmitteln handelt es sich um Einrichtungen, die es ermöglichen, ein eventuell in der Verriegelungsposition vorliegendes Spiel zwischen der Motoreneinheit und der Lastaufnahmeeinheit auszugleichen.
These advantageously provided play compensation means are apparatuses, which make it possible to compensate for a potential play present in the locked position between the engine unit and the load pickup unit.
Ein entsprechender Spielausgleich erhöht die Genauigkeit der Positionierung eines mit der Motoreneinheit verbundenen Kraftfahrzeugmotors und kann zudem in ergänzender Weise zur Lagesicherung der Motoreneinheit an der Lastaufnahmeeinheit genutzt werden.
A corresponding play compensation increases the accuracy of the positioning of a motor vehicle engine connected with the engine unit and can also be used in a supplementary manner for positionally securing the engine unit on the load pickup unit.
Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern mit einer Silicium aufweisenden Hülle, indem man zumindest ein Silan in einem Lichtbogen bzw. in einem Plasma, bevorzugt in einem Plasma das im nichtthermischen Gleichgewicht betrieben wird oder mittels elektromagnetischer Wellen umsetzt bzw. pyrolysiert, anschließend in einem Lösungsmittel dispergiert und destilliert und anschließend in einem Ätzvorgang umsetzt wird.
Field of the Invention The invention relates to processes for producing hollow bodies having a silicon-comprising shell, by converting at least one silane in a light arc or in a plasma, preferably in a plasma which is operated in a non-thermal equilibrium, or converting or pyrolysing it by means of electromagnetic waves, then dispersing in a solvent and distilling, and then converting in an etching operation.
Metallische und halbmetallische Partikel wie zum Beispiel Silicium sind wichtige Funktionswerkstoffe.
Discussion of the Background Metallic and semi-metallic particles such as silicon, for example, are important functional materials.
Aufgrund ihrer Eigenschaft, Li-Ionen zu interkalieren, spielen sie eine wichtige Rolle bei der Herstellung von Batterieelektroden, Katalysatoren oder Solarzellen.
Because of their property of intercalating lithium ions, they play an important role in the production of battery electrodes, catalysts or solar cells.
Bei Batterien, wie z. B. Li-Ionen-Batterien ist die Zyklenfestigkeit bei gleichzeitiger Verhinderung oder Hemmung der Bildung sogenannter Dendriten oder Whisker eine kritische Anforderung.
In the case of batteries, for example lithium ion batteries, cycling stability with simultaneous prevention or inhibition of the formation of what are called dendrites or whiskers is a critical requirement.
Mangelnde Zyklenfestigkeit vermindert die Brauchbarkeit des Energiespeichers beim häufigen, oftmals unvollständigen, Laden und Entladen, und Whisker können infolge innerer Kurzschlüsse die Batterie sogar zerstören.
Inadequate cycling stability reduces the usability of the energy storage means in the event of frequent, often incomplete, charging and discharging, and whiskers can even destroy the battery as a result of internal short circuits.
Es ist daher von großer Bedeutung, solche Vorgänge zu verhindern und funktionales Material in großer Menge und in der für die genannten Anwendungen erforderlichen Reinheit zugänglich zu machen.
It is therefore very important to prevent such processes and to make functional material available in a large volume and in the purity required for the stated applications.
In der Anmeldeschrift DE 102006059318 A1 wird ein Verfahren vorgeschlagen, poröse Siliciumpartikel herzustellen, die eine in der Literatur bekannte, typische Photolumineszenz zeigen.
The application DE 102006059318 A1 proposes a process for producing porous silicon particles which exhibit typical photoluminescence as known in the literature.
Dazu wird in einem Gemisch aus Monosilan und Argon oder Wasserstoff mittels Mikrowellen ein Plasma erzeugt und das Umsetzungsprodukt in einem Heißwandreaktor thermisch nachbehandelt.
For this purpose, a plasma is produced by means of microwaves in a mixture of monosilane and argon or hydrogen, and the reaction product is thermally aftertreated in a hot wall reactor.
Es resultieren Nanopartikel mit massiven, amorphen Kernen.
The result is nanoparticles having solid amorphous cores.
Die Nanopartikel können sich zu Aggregaten oder Agglomeraten zusammenlagern.
The nanoparticles can join together to form aggregates or agglomerates.
Indem die Nanopartikel, Aggregate bzw. Agglomerate zunächst mit einer Lösung aus Flusssäure in Wasser und anschließend mit Salpetersäure in Wasser umgesetzt werden, erhält man, nachdem die Säure verbraucht und die Reaktion abgeklungen ist, poröse Siliciumpartikel.
By first converting the nanoparticles, aggregates or agglomerates with a solution of hydrofluoric acid in water and then with nitric acid in water, porous silicon particles are obtained after the acid has been consumed and the reaction has abated.
Solche Siliciumpartikel weisen offene Poren auf, die zum Beispiel als Kanäle für den Transport von Flüssigkeiten benutzt werden können.
Silicon particles of this kind have open pores which can be utilized, for example, as channels for the transport of liquids.
Setzte man solche Siliciumpartikel in einer Batterie als Elektrodenmaterial oder als Separator ein, so wären die offenen Poren groß genug, um die Bildung von Whiskern zu begünstigen, die mit den für Li-Ionen-Batterien typischen Transportvorgängen im Elektrolyten und am Elektrodenmaterial einhergehen.
If such silicon particles were used in a battery as electrode material or as separator, the open pores would be large enough to promote the formation of whiskers which enter into typical transport operations for lithium ion batteries in the electrolyte and on the electrode material.
Die Whisker durchdringen die Poren allmählich und stellen eine elektrische Verbindung zwischen den Batterieelektroden her, die gleichbedeutend mit einem inneren Kurzschluss ist.
The whiskers penetrate the pores gradually and establish an electrical connection between the battery electrodes, equivalent to an internal short circuit.
Eine mit einem solchen Material ausgestattete Batterie wäre nach wenigen Ladezyklen unbrauchbar.
A battery equipped with such a material would be unusable after a few charging cycles.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, ein Verfahren zur Herstellung eines verbesserten Materials und das Material selbst bereit zu stellen, das für die Verwendung in Solarzellen und/oder Energiespeichern geeignet ist.
The problem addressed by the present invention was therefore that of providing a process for producing an improved material and the material itself which is suitable for use in solar cells and/or energy storage.
Überraschend wurde gefunden, dass bei der Umsetzung eines Silans oder Halogensilans in einem nichtthermischen Plasma, in einem Lichtbogen, oder allgemein in einer Pyrolyse, und einer anschließenden Dispersion der resultierenden Phase in einem Benetzungsmittel, einer anschließenden Destillation und einer Umsetzung des Destillates in einem Gemisch aus Wasser, Salpetersäure und/oder Flusssäure Hohlkörper erhalten werden, die eine Silicium enthaltende Hülle aufweisen.
It has been found that, surprisingly, in the case of conversion of a silane or halosilane in a non-thermal plasma, in a light arc, or generally in a pyrolysis, and subsequent dispersion of the resulting phase in a wetting agent, subsequent distillation and conversion of the distillate in a mixture of water, nitric acid and/or hydrofluoric acid, hollow bodies having a silicon-containing shell are obtained.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern mit einer Silicium aufweisenden Hülle, indem man in einem Gas, das zumindest ein Silan der allgemeinen Formel SinH2n+2-mXmmit n = 1 bis 4, m = 0 bis 2n+2 und X = Halogen aufweist,(a) ein nichtthermisches Plasma mittels einer Wechselspannung der Frequenz f anregt, oder einen Lichtbogen betreibt, oder in dieses Gas elektromagnetische Energie vorzugsweise im Infrarotbereich einträgt, wobei eine resultierende Phase erhalten wird, die man(b) in einem Benetzungsmittel dispergiert und abdestilliert, und man anschließend (c) das Destillat zumindest einmalig mit einem Gemisch aus zumindest zwei der Substanzen Flusssäure, Salpetersäure, Wasser in Kontakt bringt, wobei nach dem Abklingen oder Beenden der Umsetzungsreaktion des Destillates mit dem Gemisch ein fester Rückstand erhalten wird, der Hohlkörper mit einer Silicium aufweisenden Hülle enthält.
The invention therefore provides a process for producing hollow bodies having a silicon-comprising shell, wherein, in a gas including at least one silane of the general formula SinH2n+2−mXm with n=1 to 4, m=0 to 2n+2 and X=halogen,(a) a non-thermal plasma is generated by means of an AC voltage of frequency f, or a light arc is operated, or electromagnetic energy, preferably in the infrared region, is introduced into this gas, giving a resulting phase which(b) is dispersed in a wetting agent and distilled, and then(c) the distillate is contacted at least once with a mixture of at least two of the substances hydrofluoric acid, nitric acid, water, giving a solid residue comprising hollow bodies having a silicon-comprising shell after the conversion reaction of the distillate with the mixture has abated or ended.
Die Erfindung wird im Folgenden näher erläutert.
The invention is elucidated in detail hereinafter.
Die erfindungsgemäß erhaltenen Hohlkörper weisen Silicium oder Verbindungen des Siliciums, vorzugsweise überwiegend Silicium in ihren Hüllen auf, gleichbedeutend damit, dass mindestens 50 % der Masse der verfahrensgemäß erhaltenen Hohlkörper Silicium ist.
The hollow bodies obtained in accordance with the invention include silicon or compounds of silicon, preferably predominantly silicon, in their shells, meaning that at least 50% of the mass of the hollow bodies obtained by the process is silicon.
Die Hüllen der Hohlkörper können geschlossen oder offen sein.
The shells of the hollow bodies may be closed or open.
Vorzugsweise kann bei der allgemeinen Formel des eingesetzten Silans n = 1 und/oder 2, X = Chlor und m = 0 bis 6 gewählt werden.
Preferably, in the general formula of the silane used, n=1 and/or 2, X=chlorine and m=0 to 6.
Besonders bevorzugt wird Monosilan, TCS, STC oder ein Gemisch dieser Silane eingesetzt.
Particular preference is given to using monosilane, TCS, STC or a mixture of these silanes.
Ganz besonders bevorzugt wird Monosilan eingesetzt.
Very particular preference is given to using monosilane.
Im Schritt (a) kann es vorteilhaft sein, hochreines Silan einzusetzen, gleichbedeutend mit einem Borgehalt von ca. 1 ppt bis 10 ppm und einem Phosphorgehalt von ca. 1 ppt bis 10 ppm.
In step (a), it may be advantageous to use high-purity silane, meaning a boron content of about 1 ppt to 10 ppm and a phosphorus content of about 1 ppt to 10 ppm.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, im Schritt (a) Mikrowellen oder elektromagnetische Energie im Bereich mittlerer Infrarotwellenlängen, gleichbedeutend mit 3 bis 50 µm, einzusetzen.
In addition, it may be advantageous, in step (a), to use microwaves or electromagnetic energy in the region of mid-infrared wavelengths, meaning 3 to 50 μm.
Für die Definition des nichtthermischen Plasmas bzw. einer Gasentladung im nichtthermischen Gleichgewicht wird auf die einschlägige Fachliteratur verwiesen, wie beispielsweise auf"Plasmatechnik: Grundlagen und Anwendungen - Eine Einführung", Autorenkollektiv, Carl Hanser Verlag, München/Wien; 1984, ISBN 3 446-13627-4.
For a definition of non-thermal plasma and a gas discharge in non-thermal equilibrium, reference is made to the relevant technical literature, for example to “Plasmatechnik: Grundlagen and Anwendungen—Eine Einführung” [Plasma Technology: Fundamentals and Applications—An Introduction]; collective of authors, Carl Hanser Verlag, Munich/Vienna; 1984, ISBN 3446-13627-4.
Das nichtthermische Plasma kann durch eine Gasentladung in dem zumindest ein Silan enthaltenden Gasstrom erzeugt werden.
The non-thermal plasma can be produced by a gas discharge in the at least one silane-containing gas stream.
Vorzugsweise wird das Plasma mittels transienter Hochspannungsentladung in einer bipolaren Elektrodenanordnung mit Bezugspotential- und Hochspannungselektrode erzeugt.
Preferably, the plasma is produced by means of transient high-voltage discharge in a bipolar electrode arrangement having a reference potential electrode and a high-voltage electrode.