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Die
Erfindung betrifft eine erhitzte Struktur, eine Wärmeausgleichsvorrichtung
dafür und
eine Wärmeübertragungsvorrichtung
gemäß den unabhängigen Patentansprüchen.
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Die
DE 85 02 379 U1 zeigt
ein Wärmeleitrohr aus
Metall mit einem oder mehreren Kohlefaserbündel, wobei die Kohlefasern
zwischen sich Kapillarkanäle
zur Flüssigkeitsabfuhr
bilden. Die
GB 2 388
655 A zeigt einen Hochtemperatur-Wärmetauscher mit Kohlefasern
auf einem Kühlrohr
zur Kühlung
von Raketentriebwerksdüsen.
Die
GB 2 279 734 A zeigt
eine durchgehend wärmeleitfähige Kühlstruktur
aus mehreren wärmeleitfähigen Schichten
zur Kühlung
von Raketendüsen
und Flugzeugtriebwerken. Die
US
5 042 565 zeigt einen Verbundkörper als Vorderkante eines
Flugzeugflügels.
Der Verbundkörper
besteht aus einem Material hoher Wärmeleitfähigkeit und aus verstärkenden
Kohlefasern. Die
DE
197 30 389 C2 zeigt einen Wärmetauscher mit Rohren in einer Tragstruktur
aus Teilelementen. Die
DE
19 17 380 B zeigt eine Walze für die Wärmebehandlung langgestreckter
Gebilde.
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein erhitzte Strukturen in
im wesentlichen geschlossenen thermischen Systemen und insbesondere
Wärme leitende
Vorrichtungen innerhalb solcher Strukturen zur Bereitstellung eines
hohen Maßes
an Gleichförmigkeit
und Wärmeverteilung über mindestens
einen Teil der Struktur.
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Hintergrund
der Erfindung
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Viele
erhitzte Strukturen erfordern ein hohes Maß an Gleichförmigkeit
und Wärmeverteilung,
um einheitliche Ergebnisse und eine einheitliche Leistung der Struktur
zur erreichen. Wie die Wärme
von der erhitzten Struktur weggenommen wird, wird die Wärmeverteilung
vorübergehend
ungleichmäßig. Solch
eine Übergangsungleichförmigkeit
der Temperatur über
die Struktur oder auf einer erhitzten Oberfläche kann zu einer inakzeptablen
Leistung der Struktur führen.
Zum Beispiel kann die Wärmeverteilung
auf der Oberfläche
einer Fixierwalze in einem Fotokopierer gestört werden, wenn ein Druckmedium über einen
Teil einer Oberfläche
der Fixierwalze geleitet wird. Wenn ein Druckvorgang auf einem Medium
einer Größe unmittelbar
gefolgt wird von einem Druckvorgang auf einem Medium mit einer unterschiedlichen
Größe, erhält das zweite
Medium eine ungleichmäßige Wärme, welche
von der Fixierwalze darauf übertragen
wird. Da ein richtiges Schmelzen der schmelzbaren Tinten eine Funktion
der Wärme, der
Verweilzeit und des Druckes ist, kann ein ungleichmäßiges Schmelzen
auftreten, wenn der Druck und die Verweilzeit die gleichen sind,
aber die angewendete Wärme
von einem Teil des Mediums zu einem anderen Teil des Mediums variiert.
Zu wenig geschmolzene Tinten können
ein Schmieren, einen Versatz und andere inakzeptable Zustände verursachen.
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Eine
einfache Lösung
der Ungleichmäßigkeit der
Wärmeverteilung
ist es, eine ausreichende Zeitverzögerung zwischen Betrieben zu
erlauben, damit sich die Struktur wieder erhitzt, so dass die Wärme im wesentlichen
gleichmäßig auf
dem kritischen Bereich verteilt wird. Jedoch kann solch eine Verzögerung selbst
inakzeptabel sein. Bei Fotokopierern und Druckern wird stark nach
erhöhter
Geschwindigkeit und Leistung gesucht. Daher kann das Verzögern einer nachfolgenden
Kopierfunktion eines Mediums mit unterschiedlicher Größe, welches
einem Medium mit einer ersten Größe folgt,
eine inakzeptable Verzögerung
in einer Hochgeschwindigkeits-Büromaschine erfordern.
Wenn Wärme
angewendet wird, kann eine Ungleichmäßigkeit bleiben, falls alle
Bereiche gleich erhitzt werden, bis eine maximale Temperatur erreicht
und gleichmäßig verteilt
ist.
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Es
ist bekannt, Wärmerohre
zu verwenden, um eine verbesserte Gleichmäßigkeit der Wärmeverteilung
zu erreichen. Die Wärmeansprechzeit
eines Wärmerohres
hängt jedoch
vom äußeren Oberflächenmaterial
ab, und es ist oft schwierig, eine sehr dünne äußere Oberfläche an einem Wärmerohr
zu erhalten. Das Wärmerohr
erfordert eine Flüssigkeit oder
Dampf im Wärmerohr,
und die Baugruppe ist etwas sperrig zu installieren und teuer herzustellen.
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Aufgabe
der Erfindung ist eine verbesserte Konstruktion für eine Wärmeausgleichsvorrichtung, um
das Wärmegleichgewicht
einer erhitzten Struktur aufrechtzuerhalten und um die Übergangstemperaturdifferenzen
in kritischen Bereichen der erhitzten Struktur zu minimieren.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung löst
Probleme und überwindet
Nachteile und Mängel
der Wärme
leitenden Vorrichtungen des Standes der Technik durch Bereitstellen
einer Konstruktion, welche supraleitende Graphitfasern und Schichten
aus Isoliermaterialien verwendet. Die Graphitfasern können auf
einer flachen, kreisförmigen
oder irgendeiner erhitzten Struktur mit einer dreidimensionalen
Form angeordnet werden. Die Graphitfasern gleichen die Wärmeverteilung
zwischen heißen
Bereichen und kalten Bereichen wirkungsvoll und effizient aus, um
ein Gleichgewicht auf einer gewünschten
Fläche
aufrechtzuerhalten.
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Bei
einem Aspekt davon liefert die vorliegende Erfindung eine Wärmeausgleichsvorrichtung
zur Verwendung bei der Übertragung
von Wärme
von vergleichsweise heißeren
Bereichen zu vergleichsweise kälteren
Bereichen. Die Wärmeausgleichsvorrichtung
hat eine Schicht aus Isoliermaterial mit Graphitfasern in der Schicht
aus Isoliermaterial. Eine Kontaktfläche wird durch die Graphitfasern
und das Isoliermaterial gebildet. Die Graphitfasern liegen ausreichend
in der Kontaktfläche
frei und sind von ausreichender Länge, um sich zwischen den heißeren und
kälteren
Bereichen zu erstrecken, um Wärme längs den
Fasern von den heißeren
Bereichen zu den kälteren
Bereichen zu übertragen.
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Bei
einem anderen Aspekt davon liefert die vorliegende Erfindung eine
Wärme übertragende Vorrichtung
mit einer Schicht von Graphitfasern, Isoliermaterial, welches im
wesentlichen die Fasern umgibt, während es eine Fläche der
Fasern freiliegen lässt,
und einen Träger,
welcher die Schicht aus Isoliermaterial hält, welche die Fasern umgibt.
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Bei
noch einem anderen Aspekt davon liefert die vorliegende Erfindung
eine erhitzte Struktur mit einem erhitzten Körper, welcher eine erhitzte
Oberfläche
hat, und eine Wärmeausgleichsvorrichtung benachbart
zu dem erhitzten Körper.
Die Wärmeausgleichsvorrichtung
enthält
eine Schicht Isoliermaterial, und Graphitfasern in der Schicht aus
Isoliermaterial. Eine Kontaktfläche
ist durch die Isoliermaterialien und die Fasern gebildet, wobei
die Graphitfasern ausreichend längs
der Kontaktfläche
freiliegen zum Übertragen
von Wärme
durch sie hindurch. Die Kontaktfläche ist in Kontakt mit der
erhitzten Oberfläche angeordnet.
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Ein
Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass sie eine Wärmeleitvorrichtung
liefert, welche nach Bedarf für
einen Betrieb in einer Vielzahl von geometrischen Konfigurationen,
welche eine gleichmäßig erhitzte
Oberfläche
erfordern, geformt werden kann.
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Ein
anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass sie eine Wärme leitende
Vorrichtung liefert, welche die Wärmeverteilung längs einer
erhitzten Oberfläche
ausgleicht und dies schnell und wirkungsvoll ausführt.
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Ein
noch weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass sie eine
Wärme leitende
Vorrichtung liefert, welche vergleichsweise einfach herzustellen
ist und im Betrieb über
einen ausgedehnten Zeitraum verlässlich
bleibt.
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Ein
weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass sie eine Wärme leitende
Vorrichtung liefert, welche die Wärmeverteilung auf einer erhitzten
Oberfläche
mit statischen Komponenten ausgleicht, welche nicht zu Versagen
oder Fehlfunktion neigen.
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Ein
noch weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass sie eine
Wärme leitende
Vorrichtung liefert, welche dazu verwendet werden kann, Wärme von
einem Bereich zu einem anderen entfernten Bereich zu übertragen,
und welche dazu verwendet werden kann, einen unerwünschten
Wärmeaufbau
in einer Struktur zu beseitigen.
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Andere
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden einem Fachmann offensichtlich
bei der Durchsicht der folgenden detaillierten Beschreibung, der
Ansprüche
und der Zeichnungen, in welchen gleiche Zahlen dazu verwendet werden
gleiche Merkmale zu bezeichnen.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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1 ist
eine isometrische Ansicht einer erhitzten Struktur, welche eine
erhitzte Walze und eine leitende Wärmeausgleichsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung enthält;
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2 ist
eine Querschnittsansicht eines Teils der Walze und der leitenden
Wärmeausgleichsvorrichtung,
welche in 1 dargestellt ist;
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3 ist
eine Querschnittsansicht ähnlich wie 2,
welche aber eine leitende Wärmeausgleichsvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung zur Verwendung bei einem flachen erhitzten Körper zeigt;
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4 ist
eine Draufsicht, welche eine Wärmeübertragung
durch eine leitende Wärmeausgleichsvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt, und
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5 zeigt
eine Faserausrichtung für
eine dreidimensionale Wärmeausgleichsvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung, welche für eine
gerichtete Übertragung
von Wärme
durch die Vorrichtung verwendet werden kann.
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Bevor
die Ausführungsformen
der Erfindung im Detail erklärt
werden, ist zu verstehen, dass die Erfindung in ihrer Anwendung
nicht auf die Konstruktionsdetails und Anordnungen der Komponenten, welche
in der folgenden Beschreibung dargelegt sind oder in den Zeichnungen
dargestellt sind, beschränkt ist.
Die Erfindung ist zu anderen Ausführungsformen und zur Durch-
oder Ausführung
in verschiedenen Weisen in der Lage. Es ist auch zu verstehen, das
die hier verwendete Ausdrucksweise und Terminologie zum Zweck der
Beschreibung ist und nicht als beschränkend betrachtet werden sollte.
Die Verwendung von „einschließend" und „enthaltend" und Variationen
davon sollen hier bedeuten, dass sie die nachfolgend aufgezählten Punkte
und Äquivalente davon
umfassen sollen, sowie zusätzliche
Punkte und Äquivalente
davon.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsform
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Mit
Bezug auf die Zeichnungen und insbesondere auf 1 bezeichnet
die Nummer 10 eine supraleitende Wärmeausgleichsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung. Die Wärmeausgleichsvorrichtung 10 ist
zum Betrieb an einer Walze 12 installiert dargestellt,
welche eine Fixierwalze in einem Drucker, Kopierer, Faxgerät oder ähnlichem
oder eine erhitzte Walze in anderen Vorrichtungen sein kann. Die
Walze 12 enthält
eine Oberfläche 14,
welche eine Betriebsoberfläche
der Walze 12 darstellt, und welche entweder intern oder
extern erhitzt wird, um eine geeignete Verfahrensbehandlung zu liefern. Die
Walze 12 als eine Fixierwalze legt zum Beispiel Wärme und
Druck zusammen mit einer Druckrolle (nicht dargestellt) an ein Medium
an, welches zwischen der Walze 12 und der Druckrolle (nicht
dargestellt) verläuft,
um aufgetragenen Toner auf dem Medium zu schmelzen. Ein Fachmann
wird sofort verstehen, dass die Walze 12 als eine Fixierwalze
nur ein Beispiel einer geeigneten Anwendung für eine Wärmeausgleichsvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung
ist. Andere Typen von erhitzten Walzen in erhitzten Strukturen können auch
aus der Installation von Wärmeausgleichsvorrichtungen 10 gemäß der vorliegenden
Erfindung Nutzen ziehen.
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Mit
Bezug auf die nun vergrößerte Querschnittsansicht,
welche in 2 dargestellt ist, enthält die Wärmeausgleichsvorrichtung 10 eine
Schicht verlängerter
Graphitfasern 20, welche sich im wesentlichen über die
Länge der
Walze 12 erstrecken. Die Graphitfasern 20 sind
in einer Schicht aus Isoliermaterial 22 eingebettet. Die
Graphitfasern 20 können durch
Hochtemperatur-Klebstoff am Isoliermaterial befestigt sein, durch
thermische Bindung durch Schmelzen an die Isolationsschicht, oder
andere geeignete Mittel zur Befestigung. Für Hochtemperaturanwendungen
kann gießbare
Keramik über
die Fasern gegossen werden. Die Graphitfasern 20 werden nicht
vollständig
von dem Isoliermaterial 22 bedeckt , und es wird eine Kontaktfläche 24 aus
freiliegenden benachbarten Graphitfasern 20 vorgesehen
zur Anbringung in Kontakt mit der Oberfläche 14 der Walze 12.
Innerhalb des Isoliermaterials 22 können die Graphitfasern 20 in
im wesentlichen paralleler Ausrichtung in einer geradlinigen Art
und Weise angeordnet sein, oder miteinander verwoben oder verschlungen sein.
Für die
wirkungsvollste Wärmeübertragung
von einem heißen
Punkt zu einem kalten Punkt, wird die geradlinige Anordnung der
Graphitfasern 20 bevorzugt. Einzelne Graphitfasern 20 können unmittelbar nebeneinander
angeordnet sein, oder einzelne Graphitfasern 20 können durch
Isoliermaterial 22 zwischen benachbarten Fasern 20 thermisch
isoliert sein.
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Die
Schicht aus Isoliermaterial 22 ist aus Keramik, Glas, Teflon,
Gummi oder anderem hoch isolierendem Material gebildet. Die Dicke
der Isolierschicht wird optimiert, um die beste Wärmeisolierung und
Flexibilität
der Schicht für
eine mäßige Druckanwendung
auf die Graphitfasern 20 zu ergeben. Isoliermaterial 22 umgibt
die Graphitfasern 20 vollständig, mit Ausnahme der Teile
der Graphitfaser 20, welche an der Kontaktfläche freiliegen.
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Die
Anordnung von Graphitfasern 20 und Isoliermaterial 22 wird
in einem Trägerkörper 26 gehalten,
welcher vorzugsweise auch isolierend ist; um den Wärmeverlust
weiter zu minimieren und um die gewünschte Wärmeübertragung durch die Vorrichtung 10 weiter
zu verbessern. Alternativ kann der Träger 26 irgendein für die Anwendung
geeignetes Trägermaterial
sein, wie z.B. Kunststoff, Metall oder ähnliches. Im Träger 26 sind
eine Reihe von Lufttaschen 28 vorgesehen, um die Isolationsqualität des Trägers 26 weiter
zu verbessern. Der Träger 26 kann
mit geeigneten Befestigungsmitteln konfiguriert sein, um die Wärmeausgleichsvorrichtung 10 in
einer richtigen Position zum Betrieb zu befestigen.
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Im
Gebrauch wird die Vorrichtung 10 benachbart zur Walze 12 so
befestigt, dass die Oberfläche 24 der
freiliegenden Graphitfasern 20 in Kontakt mit der erhitzten
Oberfläche 14 der
Walze 12 ist. Die Graphitfasern 20 sind dadurch
mit vergleichsweise heißen
und vergleichsweise kalten Bereichen der Oberfläche 14 in Kontakt,
wenn die Walze 12 rotiert. Wie die einzelnen Graphitfasern 20 einen
heißeren und
einen kälteren
Bereich der Oberfläche 14 kontaktieren,
wird die Wärme
wirkungsvoll und schnell längs der
Länge der
Fasern 20 von dem heißeren
Bereich zu dem kälteren
Bereicht geleitet. Die Temperatur der Oberfläche 14 wird schnell
und wirkungsvoll durch die Übertragung
von Wärme
von einem heißeren Punkt
der Oberfläche 14 zu
einem kälteren
Punkt der Oberfläche 14 ausgeglichen,
wenn die Walze 12 rotiert. Da die Vorrichtung 10 sich
im wesentlichen über die
Arbeitsflächenlänge der
Walze 12 erstreckt, wird die ganze Oberfläche 14 in
der Temperatur ausgeglichen. Die kälteren Bereiche werden mit
Wärme von den
heißeren
Bereichen erwärmt.
Der Wärmeverlust von
den heißeren
Bereichen kühlt
die heißeren
Bereiche, so dass alle Bereiche der Oberfläche 14 schnell im
wesentlichen die gleiche Temperatur erreichen. Wenn daher die Walze 12 eine
Fixierwalze eines Kopierers ist, wird, wenn ein breiteres Blatt
eines Mediums einem schmäleren
Blatt eines Mediums folgt, welches durch die Walze 12 bearbeitet
wurde, im wesentlichen ausgeglichene Wärme auf das nachfolgende breitere
Blatt über
seine Breite übertragen,
als ein Ergebnis des Wärmeausgleichs,
welcher durch die Vorrichtung 10 durchgeführt wurde.
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Graphit
in Faserform neigt dazu brüchig
zu sein, und ein Aufprall auf Graphitfasern 20 sollte minimiert
werden, um ein Brechen zu verringern. Durch Einbetten der Fasern 20 in
Isoliermaterial 22 wird das Potential der Fasern von der
Oberfläche
her zu brechen, als ein Ergebnis der Reibung gegen die erhitzte Oberfläche 14 einer
Rolle 12, minimiert. Um die Fasern 20 weiter zu
schützen,
kann eine Oberflächenbeschichtung
längs einer
Kontaktfläche 24 vorgesehen
werden, um einen direkten Kontakt der Fasern 20 gegen die
Oberflächen 14 zu
vermeiden. Eine dünne
Schicht von Isoliermaterial, ähnlich
wie das Isoliermaterial 22, kann längs einer Oberfläche 24 laminiert
werden, um einen physikalischen Schutz der Graphitfasern 20 zu
liefern, ohne die Wärmeübertragung
zu und von den Fasern 20 wesentlich zu reduzieren. Jede
solche Beschichtung längs
der Kontaktfläche 24 ist
ausreichend dünn
oder aus Wärme
leitendem Material, so das die Graphitfasern 20 ausreichend
freiliegend bleiben zur effizienten Wärmeübertragung zu und von den Fasern 20 längs der
Kontaktfläche 24.
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Es
ist beim Betrieb einiger Verfahrenswalzen, wie z.B. Fixierwalzen
in Kopierern, bekannt, dass die Oberfläche 14 durch verlängerten
Gebrauch ungleichmäßig abgenutzt
werden kann. Als ein Ergebnis des Abriebs von Medium, welches über die Oberfläche 14 läuft, kann
ein Stufen-Schritt-Effekt in der Oberfläche 14 erzeugt werden,
wobei die verschiedenen Niveaus den Kanten der verschiedenen Breiten
des dadurch verarbeiteten Mediums entsprechen. Ein zusätzlicher
Vorteil aus der Anwendung der Vorrichtung 10 gegen die
Oberfläche 14 ist,
dass Reibung von der Vorrichtung 10 gegen die Oberfläche 14,
wenn die Walze 12 rotiert, dazu neigt, die Oberfläche 14 zu
glätten
und den Stufen-Schritt-Effekt zu verringern oder zu beseitigen.
Die Vorrichtung 10 liefert ferner eine Isolierschicht für die Walze 12,
welche einen Wärmeverlust
in Umgebungsbereiche wesentlich verringert, und Heizerfordernisse,
um die gewünschte
Prozesstemperatur auf der Oberfläche 14 aufrechtzuerhalten,
verringert.
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3 zeigt
eine zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Die Wärmeausgleichsvorrichtung 30 ist ähnlich wie
die Vorrichtung 10, welche in 1 und 2 dargestellt
ist, jedoch wird die Vorrichtung 30 bei flachen Anwendungen
verwendet. Im Gegensatz zur bogenförmigen Gestalt der Vorrichtung 10,
welche in 1 und 2 dargestellt ist,
ist die Vorrichtung 30 im wesentlichen rechtwinklig, wobei eine
Schicht Graphitfasern 32 in Isoliermaterial 34 eingebettet
ist. Es wird wiederum eine freiliegende Kontaktfläche 36 vorgesehen,
welche durch eine laminierte Schicht aus Material ähnlich wie
das Isoliermaterial 34 oder eine andere Materialzusammensetzung,
geschützt
werden kann. Die Kontaktfläche 36 ist
zur Anordnung gegen die Oberfläche,
an welcher die Vorrichtung 30 arbeitet, geformt und angeordnet.
Die Anordnung von Graphitfasern 32, welche im Isoliermaterial 34 eingebettet
sind, wird in einem Träger 38 gehalten,
welcher isolierende Lufttaschen 40 enthalten kann.
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Die
Vorrichtung 30 wird verwendet, indem die Oberfläche 36 gegen
eine im wesentlichen flache Oberfläche (nicht dargestellt) platziert
wird, bei welcher es wünschenswert
ist, dass sie eine im wesentlichen gleichförmige Wärmeverteilung hat. Graphitfasern 32 übertragen
Wärme von
vergleichsweise heißeren
Bereichen zu vergleichsweise kälteren
Bereichen in einer Weise, welche ähnlich ist wie die bei der Wärmeausgleichsvorrichtung 10 beschriebene.
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Als
ein Ergebnis des Einbettens der Graphitfasern 20, 32 in
Isoliermaterial 22, 34, neigt die Wärmeübertragung
dazu, axial längs
jeder Faser 20, 32 ausgerichtet zu sein. 4 zeigt
schematisch eine Wärmeübertragung
in einer Wärmeausgleichsvorrichtung 50 der
vorliegenden Erfindung mit Graphitfasern 52, welche sich
zwischen heißeren
Bereichen 54 und 56 und einem kälteren Bereich 58 erstrecken. Die
schematische Darstellung von 4 zeigt
durch Pfeile 60 die Richtung der Wärmeübertragung von den heißeren Bereichen
54, 56 zum kälteren
Bereich 58. Die schematische Darstellung in 4 zeigt
die Wärmeübertragung
in den Vorrichtungen 10 und 30, sowie andere Wärmeausgleichsvorrichtungen
der vorliegenden Erfindung. Der kältere Bereich 58 kann durch
heißere
Bereiche 54, 56 erhitzt werden, welche nahe dem
kälteren
Bereich 58 angeordnet sind.
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Wenn
die Wärmeübertragung
im wesentlichen längs
den Längen
der Graphitfasern von einem heißeren
Bereich zu einem kälteren
Bereich erfolgt, kann eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
dazu verwendet werden, die Wärme
dreidimensional von einem heißeren
Bereich zu einem kälteren Bereich
zu übertragen. 5 zeigt
die Art und Weise, in welcher eine Wärmeausgleichsvorrichtung 62 der
vorliegenden Erfindung dazu verwendet werden kann, solch eine dreidimensionale
Wärmeübertragung
durchzuführen.
Die Graphitfasern 64 sind winkelförmig zwischen einem heißeren Bereich 66 und einem
kälteren
Bereich 68 angeordnet. Die Graphitfasern 64 sind
im wesentlichen zwischen einem Ende davon und dem anderen Ende davon
gebogen oder gekrümmt,
wenn auch mäßig, um
ein Brechen zu vermeiden. Die Fasern 64 sind in der Gestalt
und Position fixiert, indem sie in geeignetes Isoliermaterial eingebettet
sind. Auf diesem Weg kann Wärme
in irgendeiner Richtung dreidimensional von einem Bereich, welcher
heißer
ist, zu einem anderen Bereich, welcher kälter ist, bewegt werden.
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Während sie
hier so weit zum Ausgleich von Wärme
längs einer
erhitzten Oberfläche
dargestellt und beschrieben wurde, sollte es sofort erkannt werden,
dass eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
auch dazu verwendet werden kann, unerwünschte Wärme von einem Bereich oder
einer Vorrichtung zu entfernen. Daher können Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung dazu verwendet werden, eine Wärme erzeugende Vorrichtung
durch Übertragen
von Wärme
von solch einer Vorrichtung zu einer Wärmesenke oder einer anderen
Vorrichtung zum Zweck des Verringern der Wärme in der Wärme erzeugenden
Vorrichtung zu kühlen.
Deshalb kann die vorliegende Erfindung zusätzlich zur Minimierung des
Einflusses von der Erzeugung von unerwünschten kälteren Bereichen auch dazu
verwendet werden, ein Überhitzen
einer Vorrichtung oder eines Bereichs in einer Wärme erzeugenden Struktur zu verhindern.
Die Vorrichtung kann in irgendeiner gewünschten geometrischen Konfiguration
ausgebildet sein, wie es durch die spezielle Architektur der Vorrichtung,
in welcher sie installiert wurde, benötigt wird.
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Bei
Anwendungen der vorliegenden Erfindung gegen sich bewegende Oberflächen, wie
z.B. der Vorrichtung 10, welche gegen die rotierende Walze 12 arbeitet,
können
statische elektrische Ladungen von der Reibung zwischen der Vorrichtung 10 und
der Rolle 12 angesammelt werden. Irgendwelche statische
Ladungen, welche erzeugt werden, können in eine Erdungsschaltung
abgeleitet werden, welche mit mindestens einigen Graphitfasern 20 elektrisch
verbunden ist.
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Um
das Erhitzen weiter zu verstärken,
können
ein Heizelement oder – elemente
in den Schichten des Isoliermaterials 22, 24 vorgesehen
werden. Als noch eine andere Alternative können Heizelemente auch in Trägern 26, 38 vorgesehen
werden. Befestigungsstrukturen für
irgendeine der Vorrichtungen 10, 30, 50, 62 können Federn,
aufblasbare Blasen oder andere elastische Vorspannvorrichtungen enthalten,
welche einen gleichen, gleichmäßigen Druck
der Vorrichtungen 10, 30, 50, 62 gegen
die Oberflächen,
an welchen sie wirken, liefern.
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Variationen
und Modifikationen des Vorhergehenden liegen im Rahmen der vorliegenden
Erfindung. Es ist klar, dass die hier offenbarte und definierte
Erfindung sich auf alle alternativen Kombinationen von zwei oder
mehr einzelnen Merkmalen, welche im Text und/oder in den Zeichnungen
erwähnt wurden
oder offensichtlich sind, erstreckt. Alle diese verschiedenen Kombinationen
stellen verschiedene alternative Aspekte der vorliegenden Erfindung
dar. Die hier beschriebenen Ausführungsformen
erklären die
besten bekannten Arten zum Ausführen
der Erfindung und versetzen andere Fachleute in die Lage, die Erfindung
anzuwenden. Die Ansprüche
sollen so aufgefasst werden, dass sie alternative Ausführungsformen
in dem durch den Stand der Technik erlaubten Ausmaß enthalten.
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Verschiedene
Merkmale der Erfindung sind in den folgenden Ansprüchen dargelegt.