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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zum Abgeben eines Fluids, bei dem das Fluid aus einer Fluidquelle
einer Vorrichtung zum Abgeben des Fluids zugeführt und durch eine der Abgabevorrichtung
zugeordneten Austrittsöffnung
abgegeben wird.
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum Abgeben von Fluid, mit einem mit einer Fluidquelle verbindbaren
und in eine Abgabeöffnung
zum Abgeben des Fluids mündenden
Strömungskanal.
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In vielen industriellen Anwendungen
werden fließfähige Materialen
(Fluide) mithilfe von Fluid-Abgabevorrichtungen abgegeben und auf
Substrate abgelegt oder aufgetragen. Bei den fließfähigen Materialen
kann es sich beispielsweise um Klebstoffe, Lacke, Dichtungsmaterialen
und bei den Substraten um Hygieneartikel, Kunststofffolien, Möbel oder
Maschinenteile oder dgl. handeln. Die Abgabe der fließfähigen Materialen
kann je nach Anwendungsfall beispielsweise raupen-, streifen- oder
folienförmig
sein, oder das Material wird gegebenenfalls mit Hilfe von einem
das Fluid beeinflussenden Gasstrahl aufgesprüht. Die Fluid-Abgabevorrichtungen
sind an eine Fluidquelle, beispielsweise einen Klebstoffbehälter angeschlossen
und das Fluid wird mit Hilfe einer Pumpe unter Zwischenschaltung
von sogenannten Auftragsventilen zu einer beispielsweise kreisförmigen oder
schlitzförmigen
Austrittsöffnung
gefördert.
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Bei einigen Anwendungen ist es vorteilhaft, dass
das Fluid vor der Abgabe erwärmt
wird. Bei Sprühverfahren
kann es vorteilhaft sein, ein auf das abzugebende Fluid einwirkendes
Gas zu erwärmen. Zu
diesem Zweck ist es bekannt, einen Grundkörper der Abgabevorrichtung
elektrisch zu beheizen, so dass durch in dem Grundkörper ausgebildete
Strömungskanäle hindurchströmende Flüssigkeit
oder hindurchströmendes
Gas erwärmt
wird, indem es an der dem Strömungskanal
begrenzenden Innenwandung zu einem Wärmeübergang durch Konvektion kommt.
Zur Erwärmung
eines Gases in einer Fluid-Abgabevorrichtung ist es bekannt, einen zick-zack-artig
verlaufenden Strömungskanal
für das Gas
auszubilden. Die zick-zack-artige
Gestaltung dient dabei dem Zweck, den für eine Wärmeübertragung zur Verfügung stehenden
Strömungsweg
zu verlängern
und dadurch die Wärmeübertragung
zu verbessern. Nachteilig hieran ist jedoch, dass der konstruktive
Aufwand für
eine Herstellung eines derartigen Strömungsverlaufs sehr aufwändig und
somit teuer ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung der Eingangs genannten
Art sowie eine Patrone anzugeben, mit denen die Wärmeübertragung
verbessert wird.
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Die Erfindung löst die Aufgabe bei einem Verfahren
der Eingangs genannten Art dadurch, dass das Fluid vor der Abgabe
durch die Austrittsöffnung zur
Erwärmung
oder Abkühlung
durch eine Wärmeübertragungskammer
strömt,
in welcher eine fluiddurchlässige, eine
Vielzahl von kommunizierenden Hohlräumen aufweisende Struktur ausgebildet
ist, die von dem Fluid umströmt
wird.
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Die Erfindung löst die Aufgabe ferner bei einer
Vorrichtung der Eingangs genannten Art durch eine Wärmeübertragungskammer
zum Erwärmen oder
Abkühlen
des Fluids, in welcher eine fluiddurchlässige, eine Vielzahl von kommunizierenden
Hohlräumen
aufweisende Struktur ausgebildet ist.
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Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens
und der erfindungsgemäßen Vorrichtung
bestehen darin, dass die Wärmeübertragung
zum Erwärmen
oder alternativ auch zum Abkühlen
einer Flüssigkeit
und/oder eines Gases vor der Abgabe von der Abgabevorrichtung deutlich
verbessert werden kann durch die Bereitstellung der erfindungsgemäßen fluiddurchlässigen Struktur,
die von dem Fluid umströmt wird.
Die fluiddurchlässige
Struktur ist vorzugsweise ein gesintertes Material, besonders bevorzugt
ein Sintermetall, welches im wesentlichen starr ist und eine Vielzahl
von miteinander verbundenen Hohlräumen aufweist, durch die das
Fluid hindurchströmen kann.
Der Wärmeübergang
wird aufgrund der fluiddurchlässigen,
im Strömungskanal
der Wärmeübertragungskammer
liegenden Struktur dadurch verbessert, dass die für den Wärmeübergang
maßgebliche Oberfläche zwischen
der Struktur und dem zu erwärmenden
und gegebenenfalls auch abzukühlenden Fluid
deutlich vergrößert ist,
vervielfältigt
ist. Die Struktur wird auf unter näher beschriebene Weise erwärmt, so
dass Wärme
auf das Fluid abgegeben werden kann über die große Oberfläche der Struktur. Darüber hinaus
wird der Wärmeübergang
dadurch verbessert, dass das Fluid während der Durchströmung der
Struktur vielfach umgelenkt wird und dadurch eine gewisse Turbulenz
entsteht, die für
eine Verbesserung der Wärmeübertragung
sorgt. Erfindungsgemäß wird somit
die Wärmeübertragung, etwa
die Erwärmung
einer Flüssigkeit
oder eines Gases deutlich verbessert und die Vorrichtung kann dadurch
relativ kompakt gebaut werden. Insbesondere bei der Erwärmung von
Druckgas für
Abgabevorrichtungen zum Versprühen
von Flüssigkeiten wie
Heißschmelzklebstoff
sind die aufgrund der fluiddurchlässigen Struktur gegenüber einem
freien Strömungskanal
vergrößerten Strömungswiderstände vernachlässigbar.
Das bevorzugte Sintermetall weist den Vorteil auf, dass es eine
große
innere Wärmeübertragungsoberfläche aufweist,
formstabil ist, sich einfach herstellen und verarbeiten und somit
an die jeweiligen Anwendungsfälle
anpassen lässt.
Alternativ können aber
erfindungsgemäß auch andere
offenporige vorzugsweise im wesentlichen starre Strukturen wie Gewebe,
Metallgeflechte oder starre, offenporige Schaumstoffe eingesetzt
werden.
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In vorteilhafter Weise kann das Fluid
bei Durchströmen
der Wärmeübertragungskammer
erwärmt
oder gekühlt
und gleichzeitig durch die fluiddurchlässige Struktur gefiltert werden,
so dass zusätzlich
zur Erwärmung
eine Reinigung eines Gases oder einer Flüssigkeit vorgenommen wird.
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Zur Einbringung von Wärme bzw.
Abtransport von Wärme
von dem Fluid steht die fluiddurchlässige Struktur vorzugsweise
in Kontakt mit der inneren Oberfläche der Wärmeübertragungskammer. Dadurch
findet ein effizienter Wärmetransport
statt.
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Besonders bevorzugt ist es, dass
das Fluid eine Flüssigkeit,
insbesondere ein fließfähiger Kunststoff
wie Heißschmelzklebstoff
ist und durch Durchströmen
durch die Wärmeübertragungskammer
erwärmt
wird. Gleichermaßen
bevorzugt ist, dass das Fluid ein Gas, vorzugsweise Luft ist und
durch Durchströmen
durch die Wärmeübertragungskammer
erwärmt
wird, was bei Sprühapplikationen
vorteilhaft ist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird dadurch
auf konstruktiv einfache Weise weitergebildet, dass die Wärmeübertragungskammer
durch einen Abschnitt des Strömungskanals
gebildet ist, in welchen die fluiddurchlässige Struktur eingesetzt ist.
Somit kann in einem in einem Gehäuse
oder Grundkörper
der Abgabevorrichtung ausgebildeten Strömungskanal durch Einsetzen
einer erfindungsgemäßen fluiddurchlässigen Struktur
auf einfache Weise die Wärmeübertragung
verbessert werden.
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Besonders bevorzugt ist es, dass
die fluiddurchlässige
Struktur im wesentlichen als zylindrischer Körper ausgebildet ist, der in
eine im wesentlichen zylindrische Bohrung eingesetzt ist, weil so
eine einfache Herstellung und Montage und auch Austausch der fluiddurchlässigen Struktur
möglich
ist.
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Ein weiterer Vorteil ergibt sich
dadurch, dass die fluiddurchlässige
Struktur ein mechanisch nachbearbeitetes Sintermetallteil ist, vorzugsweise
ein gedrehtes Sintermetallteil. Durch eine mechanische Bearbeitung,
etwa Drehen einer mit der Wärmeübertragungskammer
in Kontakt stehenden Oberfläche
des Sintermetallteils wird der Wärmeübergang
zwischen Sintermetallteil und Wärmeübertragungskammer weiter
verbessert. Durch das Drehen werden die äußeren Poren teilweise verschlossen
und eine größere Kontaktfläche hergestellt,
ohne das die innere von Fluid durchströmte Struktur nachteilig beeinflusst wird.
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Zweckmäßigerweise ist die Wärmeübertragungskammer
in einem aus Metall bestehenden Gehäuse ausgebildet und sind in
dem Gehäuse
Heizmittel zum Beheizen des Gehäuses
angeordnet.
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Besonders bevorzugt ist es, dass
die fluiddurchlässige
Struktur als Teil einer in die Vorrichtung einsetzbaren Patrone
ausgebildet ist, die lösbar
an der Vorrichtung befestigbar ist und von dem Fluid durchströmt wird.
Dadurch kann auf einfache Weise rasch ein Austausch vorgenommen
werden. Zweckmäßigerweise
weist die Patrone mindestens ein Heizelement auf.
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Gemäß einer alternativen Ausführungsform wird
vorgeschlagen, dass sie einen Grundkörper aufweist, in dem die eine
oder mehrere Wärmeübertragungskammer/Wärmeübertragungskammern
angeordnet sind und mindestens ein oder mehrere an dem Grundkörper montierte
Auftragsmodule vorgesehen sind, die die Austrittsöffnung zum
Abgeben des Fluids aufweisen. Bei Bedarf können mehrere Wärmeübertragungskammern
in Reihe oder parallel geschaltet werden, die vorzugsweise in separaten
Gehäuseabschnitten
angeordnet sind, die aneinander befestigbar sind.
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Weitere vorteilhafte Weiterbildungen
sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Die Erfindung ist nachstehend anhand
von bevorzugten Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
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1 eine
erfindungsgemäße Fluid-Abgabevorrichtung
in einer Seitenansicht;
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2 die
Vorrichtung gemäß 1 in einer weiteren Seitenansicht;
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3 die
Vorrichtung gemäß 1 in einer Teilschnittdarstellung;
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4 eine
alternative Ausführungsform
von mehreren Wärmeübertragungskammern
für eine Vorrichtung
gemäß 1;
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5 eine
alternative Ausführungsform
einer Vorrichtung zum Abgeben von Fluid, welches erfindungsgemäß erwärmt werden
kann;
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6 ein
zylindrisches Seitenmetallteil in perspektivischer Darstellung;
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7 eine
Patrone für
die Fluid-Abgabevorrichtung in perspektivischer Darstellung;
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8 eine
alternative Ausführungsform
einer Patrone in perspektivischer Darstellung; und
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9 eine
weitere alternative Ausführungsform
einer Patrone
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Die in den 1-3 dargestellte
Vorrichtung 1, die auch als Auftragskopf oder Fluid-Abgabevorrichtung
bezeichnet wird, dient zum Abgeben und Auftragen von Flüssigkeiten
wie Klebstoffen, Heißschmelzklebstoff,
Kaltleim, Dichtstoffen oder dgl. auf verschiedene Substrate. Die
Vorrichtung 1 umfasst einen metallischen Grundkörper 2 und
vier Abgabe- oder Auftragsmodule 4, 6, 8, 10 auf,
die jeweils mit dem Grundkörper 2 verschraubt
sind und von denen jeweils durch mindestens eine Austrittsöffnung 12 das
Fluid abgegeben wird. Den Auftragsmodulen 4–10 kann
auch Druckgas zugeführt
werden, das im Bereich der Austrittsöffnungen 12 durch
Druckgasdüsen
austritt und auf das abgegebene Fluid so einwirkt, dass es versprüht oder
verwirbelt wird. Das zu beschichtende Substrat wird unterhalb der
Austrittsöffnungen
mittels nicht dargestellter Fördereinrichtungen
an der Vorrichtung 1 vorbeigeführt, beispielsweise in Richtung
des Pfeils 14. Die Vorrichtung 1 kann mittels
an dem Grundkörper 2 befestigter
Befestigungsschrauben 16 an Tragstrukturen befestigt werden.
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Ein Schlauchanschlussstutzen 18 dient
zur Herstellung einer Verbindung der Vorrichtung 1 mit einer
nicht dargestellten Fluidquelle, etwa einem Klebstoffbehälter für flüssigen Klebstoff.
In an sich bekannter Weise wird der Klebstoff durch einen aus mehreren
Abschnitten zusammengesetzten Strömungskanal durch den Grundkörper 2 in
die Auftragsmodule 4–10 geleitet
bis hin zu den Austrittsöffnungen 12.
Der Klebstoff-Strömungskanal
weist eine erste Bohrung 20 auf, die lediglich schematisch
durch die gestrichelte Linie dargestellt ist, einen Querverteilungskanal 22,
mit diesem kommunizierende, zu den jeweiligen Modulen 4–10 führende Schrägbohrungen 24 sowie
weitere innerhalb der Auftragsmodule 4–10 ausgebildete Kanäle, die
in die Austrittsöffnung 12 münden.
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Zur wahlweisen Unterbrechung bzw.
Freigabe der Strömung
des Klebstoffs innerhalb der Vorrichtung 1 ist in jedem
Modul 4–10 eine
nicht näher dargestellte
Ventilanordnung ausgebildet, welche einen pneumatisch aus einer Öffnungs-
in eine Schließstellung
bewegbaren Ventilkörper
aufweist, der mit einem Ventilsitz zusammenwirkt. Zur Betätigung der
Ventilanordnung dient ein elektrisch ansteuerbares Magnetventil 26 sowie
mit diesem verbundene Steuerluftleitungen 28 sowie in dem
Grundkörper 2 ausgebildete
Druckgaskanäle,
die lediglich durch die gestrichelten Linien 30, 32 angedeutet
sind und zur Einleitung von Druckgas in die Auftragsmodule 4–10 dienen.
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Zur Zuführung von Gas, im Ausführungsbeispiel
Druckgas ist an dem Grundkörper 2 ein
Luftanschlussstutzen 34 montiert. Das Druckgas durchströmt mehrere
nachfolgend näher
beschriebene Druckgaskanäle
und dient zum Versprühen
oder Verwirbeln des durch die Austrittsöffnung 12 abgegebenen
Fluids.
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Zur Erwärmung des Sprüh-Gases,
vorzugsweise Luft, sind innerhalb des Grundkörpers 2 mehrere Wärmeübertragungskammern 36, 38, 40, 42, 44, 46 ausgebildet,
die von dem Gas durchströmt werden
in Richtung der eingezeichneten Pfeile. Im Ausführungsbeispiel sind zwei in
Reihe geschaltete Vorwärm-Wärmeübertragungskammern 36, 38 und vier
weitere sowie parallel zueinander geschaltete, jeweils einem Auftragsmodul 4–10 zugeordnete
Wärmeübertragungskammern 40–46 vorgesehen.
Alternativ können
jedoch je nach Anwendungsfall unterschiedlich viele in Reihe oder
parallel geschalteter Wärmeübertragungskammern
oder auch eine einzelne Wärmeübertragungskammer
vorgesehen sein. Die Wärmeübertragungskammern 36–46 sind
in einer Ebene liegend im oberen Abschnitt des Grundkörpers und
jeweils parallel zueinander angeordnet. Wie die 2 und 3 zeigen,
ist der Grundkörper 2 aus
mehreren Gehäuseabschnitten
zusammengesetzt, die mittels Schraubverbindungen aneinander befestigt
sind. Jeder Gehäuseabschnitt
nimmt mindestens eine Wärmeübertragungskammer
auf und dient zur Befestigung jeweils eines Auftragsmoduls 4–10.
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In jeder Wärmeübertragungskammer 36–46 ist
eine fluiddurchlässige,
eine Vielzahl von kommunizierenden Hohlräumen aufweisende Struktur ausgebildet,
die im Ausführungsbeispiel
durch zylindrische Sintermetallteile 48 gebildet ist. Die
Wärmeübertragungskammer
mit den darin angeordneten fluiddurchlässigen Strukturen dienen primär zur Verbesserung
der Wärmeübertragung,
im Ausführungsbeispiel
der Erwärmung
des durch die fluiddurchlässige
Struktur hindurchströmenden
Gases. Die gesinterten Sintermetallteile sind im wesentlichen starr und
können
beispielsweise aus einer Bronze-Kupfer-Legierung bestehen. Alternativ kann
die fluiddurchlässige
Struktur jedoch auch als Metallgewebe, Metallgeflecht oder einem
offenporigen starren Schaumstoffmaterial bestehen, durch welches
Gas oder Flüssigkeit
hindurchströmen
kann.
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Die Sintermetallteile 48 sind
jeweils zylindrisch geformt und in jeweils zylindrische, in dem Grundkörper 2 ausgebildete
Bohrungen 50 eingesetzt und eingepasst. Die Wärmezufuhr
bzw. Abfuhr ist unten näher
erläutert.
Jede Bohrung 50 ist als Durchgangsbohrung in dem Grundkörper 2,
genauer gesagt deren Gehäuseabschnitten
ausgebildet. Die Sintermetallteile 48 sind von den in 3 gut erkennbaren Einlassenden 52 der
Bohrungen 50 einführbar. Sowohl
die Einlassenden 52 als auch die gegenüberliegenden Enden 54 der
Bohrungen 50 sind mit einem Innengewinde versehen und sind
in nicht dargestellter Weise im Betriebszustand mit einschraubbaren
Verschlussstopfen gasdicht verschlossen. Das durch den Einlassstutzen 34 eingeleitete
Gas strömt durch
die Wärmeübertragungskammer 36,
dann durch eine Querbohrung 56 in die Wärmeübertragungskammer 38,
dann durch eine Querbohrung 58 in die Wärmeübertragungskammer 40 in
das Auftragsmodul 4. Ferner strömt Gas weiter durch die weiteren
Querbohrungen 60, 62, 64 jeweils in die Wärmeübertragungskammern 42, 44 bzw. 46 und dann
in die jeweils zugehörigen
Auftragsmodule 6, 8, 10. Zum Austauschen
der Sintermetallteile 48 werden die in die Einlassenden 52 eingeschraubten
Verschlussstopfen entfernt und die Sintermetallteile herausgeholt,
gegebenenfalls unter zu Hilfenahme von Werkzeugen, die durch die
gegenüberliegenden
Enden 54 eingeführt
werden können,
um die Sintermetallteile 48 herauszudrücken.
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Zur Zuführung von Wärme zu den Wärmeübertragungskammern 36–46 und
den fluiddurchlässigen
Strukturen (Sintermetallteile 48) sind elektrische Widerstandsheizungen
innerhalb des Grundkörpers 2 angeordnet,
namentlich innerhalb von mehreren Heiz-Bohrungen 58, 60,
wie 1 zeigt. In nicht
dargestellter Weise sind elektrische Widerstandsheizungen in zylindrischer
Form in die Bohrungen 58, 60 eingesetzt und werden
von elektrischem Strom durchflossen, der durch Anschlüsse 62 zu
den Bohrungen 58, 60 geführt wird. Die Widerstandsheizungen
bilden Heizmittel zum Beheizen des Grundkörpers 2. Durch Wärmeleitung
wird Wärmeenergie durch
den Grundkörper 2 transportiert,
so dass auch die jeweiligen Wärmeübertragungskammern 36–46 und
die in diese eingesetzten fluiddurchlässigen Strukturen auf eine
solche Temperatur erwärmt
werden können,
dass Wärmeenergie
auf das durch die fluiddurchlässige
Struktur hindurchströmende
Gas übergeht
und dieses erwärmt
wird. Durch die fluiddurchlässige
Struktur wird der Wärmeübergang
deutlich verbessert, da die für
die Wärmeübertragung
zur Verfügung
stehende Oberfläche
erheblich vergrößert ist
und das die Struktur umströmende
Gas umgelenkt und dadurch verwirbelt wird, was gewisse Turbulenzen
verursacht, die den Wärmeübergang
fördern.
In nicht dargestellter Weise könnten
anstelle der Heizmittel Kühlmittel
zum Kühlen
des Grundkörpers 2 und somit
zum Verringern der Temperatur der Wärmeübertragungskammern 36–46 und
der fluiddurchlässigen
Struktur vorgesehen sein, beispielsweise indem in die Bohrungen 58, 60 ein
Kühlmittel,
beispielsweise ein gekühltes
Gas oder ein flüssiges
Kühlmittel eingeführt wird.
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4 zeigt
eine Schnittdarstellung eines alternativen Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 1, die
im wesentlichen ähnlich
gestaltet ist wie die zuvor anhand der 1-3 beschriebene
Vorrichtung. Nachfolgend sind die Unterschiede zu der in 1-3 beschriebenen Vorrichtung 1 erläutert und
ansonsten wird vollumfänglich
auf die obigen Beschreibungen Bezug genommen. Der in 4 dargestellte Grundkörper 2 nimmt
drei nicht dargestellte Auftragsmodule auf, denen drei Wärmeübertragungskammern 42, 44, 46 zugeordnet
sind und auf dieselbe Weise befestigt werden können, wie anhand von 3 dargestellt ist. In einem
in 4 linken Gehäuseabschnitt 64 sind
zwei in Reihe hintereinander geschaltete Wärmeübertragungskammern 36, 38 ausgebildet. Die
fluiddurchlässigen
Strukturen in Form von Sintermetallteilen 50 sind ebenfalls
in zylindrische Bohrungen 48 eingesetzt. Hierzu sind Einlass-Enden 52 vorgesehen,
die durch nicht dargestellte Verschlussstopfen verschlossen werden
können.
Die Einführung
von zu erwärmenden
Gases erfolgt durch die Einlassöffnung 66.
Durch Querbohrungen 56, 58, 60 und 62 kann
das Gas weiter zu den jeweils nachgeschalteten Wärmeübertragungskammern 42–48 strömen.
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5 zeigt
ein alternatives Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Abgeben von Fluid, bei der eine Flüssigkeit wie Heißschmelzklebstoff
mittels einer Wärmeübertragungskammer 68 und
einer darin ausgebildeten fluiddurchlässigen Struktur erwärmt oder
abgekühlt
wird. Die fluiddurchlässige
Struktur ist vorzugsweise, wie oben ausführlich erläutert ist, als Sintermetallteil 70 in
zylindrischer Form ausgebildet, welches in eine in einem Grundkörper 2 ausgebildeten
zylindrischen Bohrung 72 eingesetzt ist, so dass ein Kontakt
zwischen dem Sintermetallteil 40 und der inneren Oberfläche der
Bohrung 72 besteht. Wie ebenfalls zuvor anhand des ersten
Ausführungsbeispiels
erläutert
ist, auf dessen Beschreibungen vollumfänglich Bezug genommen wird,
kann der Grundkörper 2 in
in 5 nicht dargestellter
Weise mit Hilfe von Heizmitteln, vorzugsweise elektrischen Heizelementen
erwärmt oder
mit Hilfe von Kühlmitteln
gekühlt
werden, so dass in der Wärmeübertragungskammer 68 auch
mit Hilfe des Sintermetallteils 70 eine Erwärmung des
die fluiddurchlässige
Struktur umströmenden
Klebstoffs oder eine Abkühlung
erfolgt, während
der Klebstoff in Richtung der Pfeile 74 aus einer mittels
einer Anschlussstutzens 18 verbundenen Fluidquelle durch die
Wärmeübertragungskammer 68 und
durch eine nachgeschaltete Bohrung 76 zu mindestens einem Auftragsmodul 4 strömt, welches
eine Austrittsöffnung 12 zum
Abgeben des Fluids aufweist.
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6 veranschaulicht
eine erfindungsgemäße, fluiddurchlässige Struktur
in Form eines zylindrischen Sintermetallteils, welches in einen
Strömungskanal
für mittels
einer Abgabevorrichtung 1 abzugebenen Flüssigkeit
oder eines Gases einsetzbar ist und zur Wärmeübertragung, vorzugsweise zum
Erwärmen
verwendet wird. Gleichzeitig kann auch eine Filterung der Flüssigkeit
oder des Gases vorgenommen werden. Das Sintermetallteil 48 kann
nach der Sinterung mechanisch an seiner äußeren Zylindermantelfläche bearbeitet,
vorzugsweise gedreht worden sein, so dass teilweise die an der Mantelfläche befindlichen
Poren aufgrund von Verformungen geschlossen werden, wodurch eine
vergrößerte Kontaktfläche gebildet
ist, die in Kontakt mit der Innenwandung einer Bohrung steht, in
die das Sintermetallteil 48 eingesetzt ist. Dadurch wird
der Wärmeübergang
weiter verbessert. Alternativ können
in nicht dargestellter Weise auch mehrere separate Abschnitte von
Sintermetallteilen hintereinander in Reihe in einer Wärmeübertragungskammer
platziert werden.
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7 zeigt
eine erfindungsgemäße Patrone 71,
die dafür
vorgesehen ist, in eine Fluid-Abgabevorrichtung 1, beispielsweise
eine Vorrichtung gemäß den obigen
Beschreibungen, eingesetzt zu werden. Die Patrone 71 kann
lösbar
in einer Wärmeübertragungskammer 36–46 befestigt
werden, beispielsweise auch mit Hilfe von Verschlussstopfen, Bajonettverschlüssen, Verschraubungen
oder dgl. Die Patrone 71 weist ein äußeres Heizelement 72 in Form
eines Hohlzylinders auf. Das Heizelement 72 ist mit einer
Vielzahl von elektrischen Leitern (nicht dargestellt) durchzogen,
die bei Strömung
eines elektrischen Stroms Wärme
erzeugen. Hierzu sind elektrische Anschlüsse (nicht dargestellt) vorhanden. Im
inneren des Heizelements 72 ist die erfindungsgemäße fluiddurchlässige Struktur
in Form eines zylindrischen Körpers 74 ausgebildet,
vorzugsweise als Sintermetallteil, welches in den inneren Hohlraum des
Hohlzylinders eingepasst ist. Im eingesetzten Zustand der Patrone 71 durchströmt auf die
zuvor beschriebene Weise eine zu erwärmende Flüssigkeit, beispielsweise Heißschmelzklebstoff
oder ein zu erwärmendes
Gas, beispielsweise Druckluft die fluiddurchlässige Struktur des Körpers 74,
so dass eine Erwärmung
erfolgt.
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Das in 8 dargestellte
alternative Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Patrone 71 unterscheidet
sich von der zuvor anhand von 7 beschriebenen
Patrone 70 dadurch, dass kein Heizelement vorgesehen ist,
sondern stattdessen ein Gehäuse
in Form einer Röhre 73 vorgesehen
ist, die als Sintermetallteil ausgebildete fluiddurchlässige Struktur
aufnimmt. Die Röhre 73 ist
beispielsweise aus Aluminium oder einem anderen gut wärmeleitenden Material
hergestellt. An der äußeren Mantelfläche der Röhre 73 sind
in den Endabschnitten 2 Nuten 76 ausgebildet,
in die in nicht dargestellter Weise Dichtungsringe, zum Beispiel
O-Ringe eingelegt werden können
um gegenüber
einer in einem Grundkörper 2 ausgebildeten
Bohrung der Wärmeübertragungskammer
eine Abdichtung erfolgt, so dass das zu erwärmende Fluid definiert durch
die als Sintermetallteil 74 ausgebildete fluiddurchlässige Struktur
strömt.
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Die in 9 dargestellte
alternative Patrone 78 weist ein mittig angeordnetes elektrisches
Heizelement 80 und eine als Hohlzylinder 82 ausgebildete fluiddurchlässige Struktur
in Form eines Sintermetallteils auf, in deren inneren Hohlraum das
Heizelement 80 fest eingepasst ist. Wie zuvor erläutert, wird
die Patrone 78 gleichermaßen in einem Grundkörper einer
Fluid-Abgabevorrichtung 1 platziert und lösbar befestigt
und das Sintermetallteil 80 wird von Fluid umströmt, so dass
eine Erwärmung
erfolgt.
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Bei dem in 5 gezeigten Beispiel wird der Heißschmelzklebstoff
in der Wärmeübertragungskammer 68 erwärmt und
in das Auftragsmodul 4 eingeleitet.
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Die Betriebsweise bzw. das erfindungsgemäße Verfahren
ist wie folgt:
Wie in 1-3 veranschaulicht strömt Flüssigkeit durch
den Anschlussstutzen 18 in den Grundkörper 2 und die Module 4–10 ein,
um von der Austrittsöffnung 12 abgegeben
zu werden. Gas strömt
durch den Anschlussstutzen 34 in den Grundkörper 2 ein
und wird erfindungsgemäß durch
Durchströmen
der Wärmeübertragungskammern 36–46,
ggf. unter Verwendung von Patronen gemäß den 6-9 erwärmt. Hierzu wird
die innere Wandung der Wärmeübertragungskammern 36–46 und
die fluiddurchlässige
Struktur mit Hilfe von Heizmitteln erwärmt oder im Falle einer Abkühlung mit
Hilfe von Kühlmitteln
gekühlt.
Das erwärmte
oder abgekühlte
Gas strömt
dann weiter durch den Grundkörper 2 in
die Auftragsmodule 4–10 und
wird dann in erwärmter
Form auf die abzugebende Flüssigkeit
einwirken, dass ein Versprühen,
ein Verwirbeln oder dgl. erfolgt.