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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Heißklebevorrichtung mit einem Werkzeuggehäuse, in dem eine Aufnahmekammer zur Aufnahme und Führung von mindestens einem Klebestick angeordnet ist.
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Aus dem Stand der Technik sind Heißklebepistolen zur Verarbeitung von Klebesticks mit einem Durchmesser von etwa 7 mm und einer Länge von mindestens 100 mm in großer Variationsbreite bekannt. Die zum Betrieb notwendigen, gebräuchlicherweise zylindrischen Klebesticks werden in eine Schmelzkammer einer entsprechenden Heißklebepistole von hinten her eingeschoben und darin abschnittsweise aufgeschmolzen. Der Vorschub der Klebesticks kann im einfachsten Fall mittels des Daumens eines Benutzers erfolgen. Alternativ sind Vorschubeinrichtungen zum sukzessiven, hinterseitigen Einschieben des Klebesticks in die Schmelzkammer bekannt, die vom Benutzer mittels eines Fingerhebels pumpend – ähnlich wie bei einer Kartuschenpresse – betätigbar sind.
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Weiterhin sind netzunabhängig betreibbare Heißklebepistolen bekannt. Bei diesen erfolgt die Beheizung der Schmelzkammer mittels eines gebräuchlicherweise fest eingebauten Akkumulators.
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Nachteilig an diesen bekannten Heißklebepistolen ist unter anderem, dass die Klebesticks bei einer entsprechenden, rückwärtigen Neigung der Heißklebepistolen aus diesen herausrutschen bzw. -fallen können. Darüber hinaus lassen sich integrierte Akkumulatoren im Allgemeinen nur innerhalb des Gerätes aufladen, was zumindest kurze Arbeitspausen nach dem Entladen des Akkumulators bis zu dessen vollständiger Wiederaufladung erfordert. Hierdurch wird ein zur Erzielung optimaler Klebeergebnisse erforderliches, kontinuierliches Arbeiten zumindest erschwert.
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Offenbarung der Erfindung
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Heißklebevorrichtung zur Verarbeitung von Klebesticks bereitzustellen, bei der ein rückwärtiges Herausrutschen bzw. -fallen der Klebesticks aus der Heißklebevorrichtung ausgeschlossen ist. Darüber hinaus soll ein netzunabhängiger und dabei möglichst kontinuierlicher Dauerbetrieb ermöglicht werden. Darüber hinaus sollen sich die Klebesticks schnell und komfortabel in die Heißklebevorrichtung einlegen lassen.
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Dieses Problem wird gelöst durch eine Heißklebevorrichtung mit einem Werkzeuggehäuse, in dem eine Aufnahmekammer zur Aufnahme und Führung von mindestens einem patronenartigen Klebestick angeordnet ist, der ein vorgegebenes Verhältnis von Länge zu Durchmesser aufweist, das insbesondere in einem Intervall von 1:1 bis zu 7:1 liegt. Das Werkzeuggehäuse weist eine längliche, stiftförmige Außenkontur auf.
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Durch die Stiftform des Werkzeuggehäuses und die Verwendung von vergleichsweise kompakten, kleinen bzw. kurzen patronenartigen Klebesticks kann eine sehr kompakte und handliche Heißklebevorrichtung bereitgestellt werden. Infolge der stiftförmigen Ausbildung des Werkzeuggehäuses kann die Heißklebevorrichtung von einem Benutzer in einer besonders ergonomischen Weise geführt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist im Werkzeuggehäuse eine elektrische Heizeinrichtung angeordnet, die mittels mindestens einer elektrischen Zelle beheizbar ist, wobei ein parallel zu einer Gehäuselängsachse verschiebbar im Werkzeuggehäuse geführter, betätigbarer Stempel vorgesehen ist, der dazu ausgebildet ist, bei einer Betätigung ein Zuführen des Klebesticks von der Aufnahmekammer zur Heizeinrichtung zu bewirken.
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Infolgedessen kann der Benutzer einen in die Kammer eingelegten Klebestick mit einer feinfühlig variierbaren Kraft der Heizeinrichtung zuführen, so dass sich eine jeweils aufschmelzende Menge des Klebesticks besonders genau dosieren lässt.
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Bevorzugt ist die Aufnahmekammer in radialer Richtung des Werkzeuggehäuses zum Einlegen von jeweils einem einzelnen Klebestick geöffnet.
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Somit können einzelne Klebesticks jeweils auf benutzerfreundliche und komfortable Art und Weise in die Heißklebevorrichtung eingelegt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform weist die Aufnahmekammer zwei zumindest abschnittsweise parallele und zueinander beabstandete Seitenwände auf.
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Hierdurch ist ein besonders einfacher konstruktiver Aufbau gegeben.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Aufnahmekammer zwei entgegengesetzt zueinander geneigte und beabstandete Seitenwände auf.
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Infolge der solchermaßen gegebenen, trapezförmigen Querschnittsgeometrie der Aufnahmekammer zentriert sich ein jeweils eingelegter Klebestick beim Einlegen in die Aufnahmekammer selbsttätig unter gleichzeitiger Reduzierung eines vorhandenen radialen Spiels.
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Bevorzugt entspricht eine Länge der Aufnahmekammer mindestens der Länge eines Klebesticks.
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Hierdurch lassen sich Klebesticks mit geringfügig unterschiedlichen Längen problemlos in die Aufnahmekammer einlegen.
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Gemäß einer Ausführungsform weist die Aufnahmekammer zumindest eine Öffnungsweite auf, die mindestens dem Durchmesser eines Klebesticks entspricht.
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Hierdurch kann ein Klebestick leicht von oben in die Aufnahmekammer eingelegt werden.
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Bevorzugt ist die mindestens eine elektrische Zelle in einem verschließbaren Zellenfach aufnehmbar, das an einem Ende des Werkzeuggehäuses angeordnet ist.
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Infolgedessen ist das Zellenfach für einen Benutzer leicht und einfach zugänglich. Darüber hinaus ist das Innere des Werkzeuggehäuses vor möglicherweise auslaufendem Elektrolyt geschützt.
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Bevorzugt weist der Stempel an einem in Richtung des Klebesticks weisenden Ende einen reduzierten Querschnitt, insbesondere eine Spitze, auf.
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Durch die Spitze wird ein seitliches Ausweichen des Klebesticks beim Eindrücken desselben in die Heizeinrichtung vermieden.
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Gemäß einer Ausführungsform weist der Stempel an einem in Richtung des Klebesticks weisenden Ende eine im Wesentlichen plane Druckfläche auf.
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Hierdurch kann eine besonders hohe axiale Druckkraft auf den Klebestick ausgeübt werden.
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Bevorzugt ist die mindestens eine elektrische Zelle eine Batteriezelle oder eine Akkuzelle, insbesondere in einer standardisierten Rundzellenbauform.
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Infolgedessen lassen sich handelsübliche und in der Regel immer verfügbare Standardzellen, wie z.B. Normgröße AAA oder AA, für die Heißklebevorrichtung verwenden, so dass ein durchgängiger Klebebetrieb gewährleistet ist. Zur Temperierung der Heizeinrichtung ist im Allgemeinen eine Spannung von 2 × 1,5 Volt ausreichend.
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Gemäß einer Ausführungsform sind das Werkzeuggehäuse und ein Griffstück des Stempels zumindest bereichsweise mit einem thermisch gut isolierenden und antiadhäsiven Kunststoffmaterial gebildet.
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Hierdurch wird die Gefahr von Verbrennungen bei der Verwendung der Heißklebevorrichtung reduziert und unerwünschte Anhaftungen von aufgeschmolzenen Klebesticks am Werkzeuggehäuse weitestgehend vermieden. In diesem Zusammenhang geeignete Kunststoffe sind beispielsweise Silikon oder Teflon®.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
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1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Heißklebevorrichtung gemäß einer Ausführungsform,
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2 einen schematischen Querschnitt durch eine Aufnahmekammer der Heißklebevorrichtung von 1 mit eingelegtem Klebestick, gesehen entlang der Schnittlinie II-II von 1,
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3 einen schematischen Querschnitt durch eine Aufnahmekammer gemäß einer alternativen Ausführungsform,
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4 eine Seitenansicht eines Schiebers der Heißklebevorrichtung von 1,
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5 eine Vorderansicht des Schiebers von 4, und
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6 eine Seitenansicht eines Schiebers gemäß einer alternativen Ausführungsform.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt eine Heißklebevorrichtung 10 mit einem Werkzeuggehäuse 12, das gemäß einer Ausführungsform über eine längliche, zumindest annähernd stiftförmige und bevorzugt ergonomisch von einem Benutzer einhändig ergreifbare Außenkontur 14 verfügt. Das stiftförmige Werkzeuggehäuse 12 weist einen vorderen – einem zu bearbeitenden Werkstück zugewandten – Gehäuseabschnitt 16 auf, an den sich ein hiervon weggerichteter, hinterer Gehäuseabschnitt 18 übergangslos anschließt. Die Gehäuseabschnitte 16, 18 sind entlang einer Gehäuselängsachse 20 ausgerichtet.
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Im vorderen Gehäuseabschnitt 16 befindet sich bevorzugt eine von einer elektrischen Heizeinrichtung 40 kontrolliert beheizbare Schmelzkammer 42, die in eine Austrittsöffnung 44 mündet. Die bevorzugt zumindest im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildete Heizeinrichtung 40 umschließt die Schmelzkammer 42 vorzugsweise manschettenartig bzw. koaxial. Darüber hinaus ist im vorderen Gehäuseabschnitt 16 eine Aufnahmekammer 30 zur Aufnahme eines kurzen, patronenförmigen bzw. zylindrischen Klebesticks 32 vorgesehen, der im aufgeschmolzenen Zustand durch die Austrittsöffnung 44 auf ein zu verklebendes Werkstück ausgebbar ist. Ein Verhältnis von einer Länge LS zu einem Durchmesser (D in 2) des Klebesticks 32 liegt bevorzugt in einem Intervall zwischen 1:1 und 7:1.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Klebestick 32 mit einem Schmelzkleber gebildet, der bei Raumtemperatur eine feste Konsistenz aufweist und beim Erreichen einer Verarbeitungstemperatur in einem Bereich von 160 °C bis zu 200 °C aus dem festen in einen zähfließend-pastösen, klebefähigen Zustand übergeht. Vorzugsweise verbleibt der Schmelzkleber nach dem Erreichen der Verarbeitungstemperatur auch ohne weitere Wärmezufuhr für einen Zeitraum von 5 bis 90 Sekunden verarbeitungsfähig.
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In dem Werkzeuggehäuse 12 ist ein vorzugsweise parallel zur Gehäuselängsachse 20 axial verschiebbarer Stempel 34 geführt, der bevorzugt zusammen mit einem vorzugsweise aus einem thermisch isolierenden Kunststoff gebildeten Griffstück 36 einen Schieber 38 darstellt. Der Schieber 38 kann erfindungsgemäß zur abschnittsweisen Zufuhr des Klebesticks 32 mittels mindestens eines Fingers eines Benutzers in Richtung eines Pfeils 46 verschoben werden. Aufgrund des konstruktiv robusten Aufbaus des Schiebers 38 ist ein besonders zuverlässiger Betrieb der Heißklebevorrichtung 10 bei zugleich geringen Herstellungskosten gewährleistet.
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Im Betrieb der Heißklebevorrichtung 10 wird der Klebestick 32 durch das benutzerseitige Verschieben des Klebesticks 32 mittels des Schiebers 38 bzw. des Stempels 34 in Richtung eines Pfeils 46 bevorzugt sukzessiv und mit einer definierten Axialkraft der Schmelzkammer 42 zugeführt und darin ausgehend von einer der Schmelzkammer 42 zugewandten Stirnseite her abschnittsweise aufgeschmolzen bzw. verflüssigt. Der in der Schmelzkammer 42 plastifizierte Schmelzkleber tritt durch die düsenartig geformte Austrittsöffnung 44 in dem vorderen Gehäuseabschnitt 16 in Richtung eines zu verklebenden Werkstücks aus. Der Stempel 34 des Schiebers 38 verfügt hier lediglich exemplarisch über eine plane Druckfläche 48 mit einer beispielsweise kreisrunden, elliptischen oder ovalen Umfangsgeometrie.
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Infolge der nach radial auswärts offenen Aufnahmekammer 30 lässt sich der patronenartige, kurze Klebestick 32 auf einfache Art und Weise parallel zur Gehäuselängsachse 20 mittels einer radial einwärts gerichteten Bewegung in die Heißklebevorrichtung 10 einlegen. Eine Länge LS des Klebesticks 32 ist hierbei bevorzugt stets ungefähr gleich oder kleiner als eine Länge LK der Aufnahmekammer 30, so dass ein Toleranzausgleich im Fall von geringfügigen Längenabweichungen von zum Einsatz kommenden Klebesticks sichergestellt ist.
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Die Versorgung der elektrischen Heizeinrichtung 40 mit Strom erfolgt hier exemplarisch durch zwei elektrische Zellen 50, 52 und eine bevorzugt elektronische Regeleinrichtung 54. Durch die elektronische Regeleinrichtung 54 wird die Bestromung derart geregelt, dass die Temperatur in der Schmelzkammer 42 möglichst konstant ist und zudem in Abhängigkeit von dem im Klebestick 32 eingesetzten Schmelzkleber zugleich einen möglichst geringen Wert aufweist, um die Betriebszeit der Heißklebevorrichtung 10 mit den Zellen 50, 52 zu optimieren. Ggfls. kann die Heizeinrichtung 40 in Abhängigkeit von einer axialen Vorschubgeschwindigkeit des Klebesticks 32 der Aufnahmekammer 30 bzw. einer auf diesen in Richtung der Austrittsöffnung 44 einwirkenden Druckkraft bestromt werden, so dass in Abhängigkeit von der aktuell zu verflüssigenden Menge des Schmelzklebers die Stromstärke des zur Speisung der Heizeinrichtung 40 fließenden Stroms geeignet angepasst wird. Bei den elektrischen Zellen 50, 52 handelt es sich vorzugsweise um Batterien bzw. Primärelemente, die z.B. als standardisierte Alkali-Mangan-Rundzellen des Typs AA oder AAA mit einer Spannung von jeweils 1,5 Volt ausgeführt sind. Alternativ können auch mehrfach wieder aufladbare Sekundärelemente zum Einsatz kommen.
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Die beiden elektrischen Zellen 50, 52 sind bevorzugt in einem verschließbaren Zellenfach 56 aufgenommen und elektrisch mit der elektronischen Regeleinrichtung 54 sowie der Heizeinrichtung 40 kontaktiert. Durch das im Bereich eines Endes 58 des hinteren Gehäuseabschnitts 18 des Werkzeuggehäuses 12 angeordnete Zellenfach 56 ist ein schneller und komfortabler Zellwechsel durchführbar und ein quasi kontinuierliches Arbeiten mit der Heißklebevorrichtung 10 gewährleistet. Infolge der im hinteren Gehäuseabschnitt 18 angeordneten Zellen 50, 52 ist zudem eine optimale Gewichtsverteilung zwischen dem vorderen und dem hinteren Gehäuseabschnitt 16, 18 entlang der Gehäuselängsachse 20 der Heißklebevorrichtung 10 gewährleistet, die ein dauerhaft ermüdungsfreies Arbeiten ermöglicht. Durch das bevorzugt hermetisch dicht schließende Zellenfach 56 wird zudem der Austritt des Elektrolyts aus den Zellen 50, 52 in einem Fehlerfall vermieden.
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2 zeigt die Aufnahmekammer 30 von 1 zur Aufnahme des Klebesticks 32, die gemäß einer Ausführungsform zwei entgegengesetzt zueinander geneigte Seitenwände 60, 62 aufweist. Der illustrativ parallel zur Gehäuselängsachse 20 in die Aufnahmekammer 30 eingelegte und im Wesentlichen zylindrische Klebestick 32 verfügt bevorzugt über einen Durchmesser D, während die Seitenwände 60, 62 unter Schaffung einer Öffnungsweite A, die ungefähr gleich oder größer dem Durchmesser D gewählt ist, beabstandet voneinander angeordnet sind.
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Infolge der entgegengesetzt zueinander geneigten Seitenwände 60, 62 ergibt sich eine Aufnahmekammer 30 mit einer trapezförmigen Querschnittsgeometrie, die die selbsttätige Zentrierung des Klebesticks 32 in der Aufnahmekammer 30 unter gleichzeitiger Minimierung eines radialen Spiels des Klebesticks 32 zu beiden Seitenwänden 60, 62 ermöglicht. Zugleich keilt sich der Klebestick 32 hierdurch selbsttätig in der Aufnahmekammer 30 fest, so dass das unbeabsichtigte Herausfallen desselben praktisch ausgeschlossen ist.
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3 zeigt eine Aufnahmekammer 70 für den Klebestick 32 von 1 und 2 gemäß einer alternativen Ausführungsform. Die Aufnahmekammer 70 ist im Gegensatz zur Ausführungsform von 2 mit zwei parallel zueinander beabstandeten Seitenwänden 72, 74 gebildet, woraus hier eine rechteckige Querschnittsgeometrie der Aufnahmekammer 70 resultiert. Die Öffnungsweite A der Aufnahmekammer 70 ist hierbei bevorzugt wiederum zumindest in etwa gleich oder größer als der Durchmesser D des Klebesticks 32.
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4 zeigt den Schieber 38 der Heißklebevorrichtung 10 von 1, der bevorzugt die senkrecht zu der Gehäuselängsachse 20 angeordnete, vorzugsweise plane Druckfläche 48 zum Eindrücken des Klebesticks 32 in die Schmelzkammer 42 von 1 aufweist, die an einem dem Klebestick 32 zugewandten Ende 80 des Stempels 34 bevorzugt integral ausgebildet ist. Weiterhin ist an dem Stempel 34 außermittig ein radial auswärts gerichteter, beispielsweise quaderförmiger Steg 82 bevorzugt integral ausgebildet, der zur mechanischen Anbindung des bevorzugt ergonomisch gestalteten Griffstücks 36 an den Stempel 34 und zugleich zur axial verschiebbaren Führung desselben am Werkzeuggehäuse 12 der Heißklebevorrichtung 10 von 1 dient.
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5 zeigt den Schieber 38 von 4. Bei diesem ist mittels des quaderförmigen Steges 82 das, eine im Wesentlichen rechteckförmige Querschnittsgeometrie aufweisende Griffstück 36 mit dem Stempel 34 verbunden, der hier exemplarisch eine näherungsweise kreisförmige Druckfläche 48 bzw. Querschnittsfläche aufweist.
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6 zeigt einen Schieber 90 zum Eindrücken des Klebesticks 32 in die Schmelzkammer 42 der Heißklebevorrichtung 10 von 1 gemäß einer alternativen Ausführungsform. Dieser verfügt wiederum über einen im Wesentlichen zylindrischen Stempel 92, der mittels eines quer zur Gehäuselängsachse 20 verlaufenden Stegs 94 wiederum mit einem möglichst ergonomisch gestalteten Griffstück 96 verbunden ist.
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Als ein wesentlicher Unterschied zur Ausführung des Schiebers 38 nach Maßgabe von 1, 3 und 4 weist ein in Richtung des Klebesticks 32 weisendes Ende 98 des Stempels 92 exemplarisch einen reduzierten Querschnitt 100, insbesondere eine kegelförmige Spitze 102, auf. Hierdurch ist eine zusätzliche radiale Lagesicherung des Klebesticks 32 innerhalb der Aufnahmekammer 30 der Heißklebevorrichtung 10 von 1 gewährleistet.
