EP3006116B1 - Auftragsanordnung und Auftragsanordnungsset - Google Patents

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EP3006116B1
EP3006116B1 EP14188541.8A EP14188541A EP3006116B1 EP 3006116 B1 EP3006116 B1 EP 3006116B1 EP 14188541 A EP14188541 A EP 14188541A EP 3006116 B1 EP3006116 B1 EP 3006116B1
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EP
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distribution
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liquid medium
application
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EP14188541.8A
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Marcel Puffe
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Puffe Engineering GmbH
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Puffe Engineering GmbH
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Publication date
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    • B05C11/10Storage, supply or control of liquid or other fluent material; Recovery of excess liquid or other fluent material
    • B05C11/1039Recovery of excess liquid or other fluent material; Controlling means therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05C5/0258Coating heads with slot-shaped outlet flow controlled, e.g. by a valve
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    • B05C5/0266Coating heads with slot-shaped outlet adjustable in length, e.g. for coating webs of different width
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    • B05C5/027Coating heads with several outlets, e.g. aligned transversally to the moving direction of a web to be coated
    • B05C5/0275Coating heads with several outlets, e.g. aligned transversally to the moving direction of a web to be coated flow controlled, e.g. by a valve
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    • B05C11/10Storage, supply or control of liquid or other fluent material; Recovery of excess liquid or other fluent material
    • B05C11/1002Means for controlling supply, i.e. flow or pressure, of liquid or other fluent material to the applying apparatus, e.g. valves

Definitions

  • the invention relates to an application arrangement for applying a liquid medium, comprising a housing, in which a distribution chamber is formed with at least one feed opening and at least one exit opening, and a distribution means arranged in the distribution chamber, which is designed as a cylindrical distributor shaft, wherein in a lateral surface of the Distributor shaft a plurality of radially outwardly open distribution channels is introduced, which form a over the lateral surface of the distributor shaft extending continuous distribution network. Furthermore, the invention relates to a job order set with a job order.
  • the known application arrangement comprises an applicator head for the contactless application of liquid media, such as liquefied thermoplastics or molten hot-melt adhesives, to a material web that is relatively movable relative to the applicator head.
  • the application head has a housing with a roller chamber in which a roller slide is mounted so that it can be driven to rotate.
  • the roller slide is a cylindrical hollow body, on whose lateral surface radially outwardly open surface grooves are introduced.
  • the surface grooves are annular and extend in the circumferential direction of the roller slide. Via radial bores, the surface grooves are supplied with the liquid medium from an internal cavity of the roller slide.
  • the application arrangement has a sleeve in which a cylinder body is inserted.
  • the cylinder body has an inlet channel in fluid communication with an access line.
  • the liquid medium is passed radially outward into a plurality of circumferentially distributed channels.
  • the present invention seeks to provide an application arrangement of the aforementioned type, by means of which foamed fluids are evenly applied.
  • This object is achieved according to the invention in an application arrangement for applying a liquid medium of the type mentioned in that the distribution network is on the input side with the at least one supply port and the output side with the at least one outlet opening in liquid-conducting connection and is designed such that the liquid medium through the radially outwardly open distribution channels is passed from the at least one supply port to at least one outlet opening.
  • the liquid medium is no longer pressed through different bores in an interior of a distribution means through bores on an outer surface of the distribution means, but now to direct the liquid medium directly from the at least one feed opening through the distribution channels along the outer surface of the distribution means .
  • distribution channels which are open on the outside are introduced in the outer surface of the distribution means, which distributes the liquid medium from the at least one supply opening to the at least one outlet. lead opening.
  • a conduit of the liquid medium through an interior to the outer surface of the distribution means is thus not required.
  • the distribution means may also be formed as a solid body, on the outer surface of the distribution channels are introduced, whereby a simple to be produced order arrangement is provided.
  • the distribution network is formed at least in sections in the form of a tree structure with at least two hierarchical levels.
  • a tree structure is to be understood as a tree known from graph theory.
  • a tree has several nodes connected by edges.
  • a graph is a tree if it is connected and free of circles. That is, from every node u to every other node v, there is exactly one way across one or more edges.
  • the edges are in this case the distribution channels.
  • Nodes are branching points in which a feeding distribution channel is divided into at least two laxative distribution channels.
  • the tree structure has at least two hierarchical levels, wherein the hierarchical levels are not to be understood as spatial levels.
  • the first hierarchical level comprises the at least one branching point which, viewed in the direction of flow, lies directly behind the at least one feed opening.
  • the second hierarchical level includes all those branching points which, viewed in the direction of flow, lie directly behind the at least one branching point of the first hierarchical level. If, for example, a distribution channel adjoins the one feed opening and splits it into two distribution channels at a first branch point, which then again each split into two distribution channels, the first hierarchical level has only one, the second hierarchical level two and the third hierarchical level four branch points.
  • the at least partially tree-structured distribution network can be extended in this way by any number of further hierarchy levels, three hierarchical levels being provided in a preferred manner.
  • the distribution network branches between the at least one feed opening and the little - at least one outlet opening at a plurality of nodes in a plurality of distribution channels, so that the distribution network with each hierarchical level becomes wider.
  • the width of the distribution network thus extends transversely to a running direction of the material web on the example of a material web passing beneath the at least one exit opening.
  • the feeding distribution channel divides at each branch point into exactly two laxative distribution channels. In this way, the fluid flow is divided at each node, in particular halved, and the liquid medium evenly distributed.
  • the nodes grouped in a hierarchical level all have an equal distance to the nodes of the upstream hierarchical level and in particular to the feed opening.
  • At least a first group of the distribution channels can run horizontally and / or transversely to the running direction of the continuous material web. Furthermore, a second group of the distribution channels can extend vertically or in the circumferential direction and / or to form an acute angle to the running direction of the continuous material web.
  • the number of distribution channels within one of the hierarchy levels is always greater than the number of distribution channels within the upstream hierarchy level.
  • a longitudinal extent of the distribution channels within one of the hierarchical levels can always be smaller than a longitudinal extent of the distribution channels within the upstream hierarchical level.
  • a plurality of branched distribution channels can be arranged next to one another with increasing hierarchy level, whereby a particularly wide distribution network can be provided.
  • a channel cross section of the distribution channels within one of the hierarchical levels is always smaller than a channel cross section of the distribution channels within the upstream hierarchical level.
  • a collecting channel to be provided which, viewed in the direction of flow, is arranged between the tree-structured section of the distribution network and the at least one outlet opening.
  • the collecting channel has a longitudinal extent which is greater than the longitudinal extent of the distribution channels.
  • the collecting channel may be part of the distribution means.
  • the collecting channel is then also a channel which is also open on the outside, which adjoins the tree-shaped section of the distribution network.
  • the collecting channel preferably has a greater longitudinal extent than that of another of the distribution channels of the distribution network, so that the liquid medium from the last hierarchical level viewed in the direction of flow can flow into the collecting channel without loss of width.
  • the liquid medium distributed over the width is then removed from the collecting channel into the at least one outlet opening.
  • the collecting channel outside the distribution means in particular in the housing, is arranged.
  • the liquid medium flows out of the tree-structured section of the distribution network into the collecting channel located outside the distribution means and is then discharged into the at least one outlet opening.
  • the collecting channel preferably has a longitudinal extent that is greater than the longitudinal extent of any of the distribution channels.
  • the entire distribution network can be designed in the shape of a tree.
  • the channel cross section of the collecting channel can be correspondingly smaller than the channel cross section of the distribution channels of the last hierarchical level of the distribution network considered in the flow direction.
  • the channel cross section of the collecting channel can also correspond to the channel cross section of the distribution channels of the last hierarchical level of the distribution network considered in the flow direction.
  • a discharge line to be provided at at least one longitudinal end of the collecting channel, such that a subset of the liquid medium can be removed from the distribution network before it leaves the at least one outlet opening, as viewed in the direction of flow.
  • the at least one discharge line has in particular a valve on, over which the discharged portion of the liquid medium is controllable.
  • the air accumulated in the liquid medium can be removed together with a subset of the liquid medium via the at least one discharge line.
  • a discharge line is provided in each case at both longitudinal ends of the collecting channel. According to the size of the volume flow of the discharged liquid medium, the pressure with which the liquid medium flows via the at least one feed opening into the distribution network can be increased in order to ensure a constant discharge of the liquid medium from the at least one outlet opening.
  • at least one discharge line may also be provided on at least one of the distribution channels in order to enable a discharge of the accumulated air at certain points of the distribution network.
  • the application arrangement expediently has a reservoir upstream of the distribution network, viewed in the direction of flow, in which the liquid medium is stored.
  • the at least one discharge line can lead in the form of a return line the discharged portion of the liquid medium back into the reservoir.
  • a vent valve may be provided, via which the transported in the liquid medium at least partially air can be discharged.
  • the application arrangement can comprise exactly one application nozzle.
  • the liquid medium then flows through the at least one outlet opening into the application nozzle and generates an order in the form of a single bead.
  • a plurality of the outlet openings are provided which, viewed in the direction of flow, distribute in the distribution channels of the last hierarchical level over the entire width of the distribution network or, if a collecting channel is provided, over the entire longitudinal extension of the collecting channel.
  • the liquid medium is supplied via the outlet openings of a plurality of application nozzles, so that a uniformly distributed multiple bead application of the liquid medium takes place over the entire application width.
  • each outlet is accurate associated with an application nozzle.
  • the liquid medium can flow through a plurality of outlet openings in a surface application nozzle to produce a full-surface job.
  • the surface application nozzle can extend over the entire width of the distribution network or, if a collecting channel is provided, over the entire longitudinal extension of the collecting channel and preferably has a slot extending over the entire width of the distribution network or over the entire longitudinal extension of the collecting channel.
  • the distribution network is symmetrical.
  • the pressure conditions of the liquid medium and the division of the liquid streams are well predetermined, so that overall a uniform width distribution of the liquid medium is achieved.
  • distribution channels can be designed to extend in a straight line. This achieved particularly good results.
  • the distribution channels open on the outside are bounded on the outside by a wall of the housing, in particular by the outer wall of the housing, which delimits the distribution chamber.
  • a wall of the housing in particular by the outer wall of the housing, which delimits the distribution chamber.
  • the distribution chamber is designed to be accessible from the outside and the distribution means is arranged exchangeably in the distribution chamber.
  • the distribution means can be removed in a simple manner, for example for cleaning the application arrangement.
  • the distribution medium can be easily replaced and replaced with another, for example, if another order pattern, in particular a broader or narrower order, desired or replacement of the distribution means due to wear is necessary.
  • the distribution means is designed as a cylindrical distributor shaft, in the lateral surface of which the radially outwardly open distribution channels are introduced.
  • a first group of the distribution channels preferably parallel to the central axis of the distributor shaft, in particular horizontally, and a second group of the distribution channels in the circumferential direction of the distribution shaft.
  • the distribution channels of the second group connect the distribution channels of the first group to one another and in particular those of the last hierarchical level considered in the flow direction with the collection channel.
  • the distribution means may be plate-shaped, for example, wherein the plate-shaped distribution means, when it is arranged exchangeably in the distribution chamber, pulled out of the distribution chamber and used again like a honeycomb in a hive.
  • the distribution network can in particular lie in a spatial plane.
  • a mixer may be provided which, viewed in the flow direction, is connected upstream of the distribution network and is in fluid-conducting communication with the distribution chamber via the at least one supply opening.
  • the mixer can be a static mixer.
  • Foamed fluids, or foam, for example, mixed with gas adhesives are mixed homogeneously in the upstream mixer. Since unfoamed fluids are highly viscous or viscous, as foamed fluids, a bypass line is preferably provided which leads the liquid medium past the mixer.
  • foamed and unfoamed fluids in cold and hot form can be applied to a material web passing under the applicator by means of the applicator.
  • the application device is used in particular for the application of a liquid medium in the form of foamed and unfoamed hot melt adhesive compositions. In principle, however, all liquid media can be applied, which are flowable.
  • a further subject of the present invention is an order arrangement set with the above-described order arrangement, wherein at least two distribution means are provided with different distribution networks which differ from each other at least in the maximum longitudinal extent of the collection channel, wherein any of the distribution means is insertable into the distribution chamber.
  • At least two distribution means are provided which can be used interchangeably in the distribution chamber of the application arrangement.
  • the at least two distribution means differ at least in the maximum longitudinal extent of the collecting channel, so that a different width order of the liquid medium is made possible by the two distribution means.
  • the applicator assembly comprises application nozzles
  • a certain number are usually connected downstream of the distribution chamber as viewed in the flow direction. If the application width is to be changed, the outer application nozzles could be switched off, so that the liquid medium is discharged only over the necessary according to the application width internal application nozzles.
  • a distribution medium suitable for larger application widths, this causes the supply openings and the bores in the housing to become clogged to the outer application nozzles, since the fluid that has not been removed can possibly harden in the supply lines of the outer application nozzles.
  • the distribution means according to the invention designed interchangeable.
  • a distribution medium can be used with a distribution network adapted to the application width in the distribution chamber, in which the distribution network has a longitudinal extent of the collection channel corresponding to the application width.
  • FIG. 1 a simplified order arrangement shown according to a first embodiment of the present invention.
  • the application arrangement serves to apply a liquid medium, in this case a foamed hot-melt adhesive 1, to a material web 2 which passes in the direction L below the stationary application arrangement.
  • the application arrangement can in principle be used for the application of foamed or unfoamed media in cold or hot form, as long as the medium to be applied is free-flowing.
  • the application arrangement has an elongate housing 3, which extends transversely to the running direction L over a transverse extent, respectively the width B, of the material web 2.
  • a cylindrical distribution chamber 4 is formed, which is bounded by a cylindrical, smooth outer wall 5 of the housing 3.
  • the distribution chamber 4 extends in the longitudinal direction X of the housing 3 and has at both longitudinal ends 6 insertion openings 7. Viewed in the longitudinal direction X is in the middle of the distribution chamber 4 at a radially upper position a central feed opening 8 drilled through the outer wall 5 of the housing 3, which is provided with a in FIG. 2 shown feed line 9 for supplying the foamed hot adhesive 1 in the distribution chamber 4 is connected.
  • the distributor shaft 11 used in FIG. 1 in the removed and in FIG. 2 is shown in the inserted state.
  • the outer diameter of the distributor shaft 11 corresponds at least substantially to the inner diameter of the distribution chamber 4.
  • the distributor shaft 11 has on a lateral surface 12 radially outwardly open distribution channels 13, which are introduced radially from the outside into the distributor shaft 11. In the inserted state of the distributor shaft 11, the distributor channels 13, which are open radially on the outside, are delimited by the outer wall 5 of the distributor chamber 4.
  • the rectilinear distribution channels 13 form a coherent distribution network 14.
  • the distribution network 14 is on the input side with the feed opening 8 and the output side with the nine outlet openings 10 in liquid-conducting connection.
  • a development of the lateral surface 12 of the distributor shaft 11 is shown.
  • the symmetrically formed distribution network 14 has, in the flow direction F indicated by the arrows F, beginning at the feed opening 8, a tree-structured section 15 which extends over three hierarchical levels 16 ', 16 ", 16'".
  • first distribution channel 13 adjoining the feed opening 8 is a 45 ° in the circumferential direction of the distributor shaft 11 extending first distribution channel 13, which is viewed in the longitudinal direction X of the housing 3, respectively in the longitudinal direction X of the distributor shaft 11, viewed centrally in the distributor shaft 11.
  • This first distribution channel 11 leads the liquid medium 1 to the first node, respectively to the first branch point 17 ', which defines the first hierarchical level 16' of the tree-structured portion 15 of the distribution network 14.
  • the first distribution channel 13 is divided into two laxative distribution channels 13 which are coaxially aligned with each other and extend horizontally and parallel to the longitudinal axis X of the distributor shaft.
  • the four fluid streams are fed via four fourteen distribution channels 13 nodes running in the circumferential direction by a further 45 ° downwards, four 17 "'of the third hierarchical plane 16'", in which the liquid medium is divided into eight fluid streams.
  • the distribution channels 13 within the same hierarchical level 16 ', 16 ", 16'" are always aligned coaxially with each other and have the same channel cross-section and the same longitudinal extension.
  • the channel cross sections of the distribution channels 13 in the following hierarchical plane 16 ", 16 '" considered in the flow direction F are always smaller than the channel cross section of the distribution channel 13 or
  • the fluid flows at each node 17 ', 17 ", 17'” are always halved, which is why the channel cross section of the respective subsequent hierarchical level 16 ", 16 '" always half is large as the channel cross-section of the distribution channels 13 of the upstream hierarchical level 16 ', 16 ".
  • a collecting channel 18 Viewed in the flow direction F behind the tree-shaped portion 15 of the distribution network 14 is followed by a collecting channel 18, which is connected via eight extending in the circumferential direction of the distribution shaft 11 distribution channels 13 with the tree-shaped portion 15 of the distribution network 14.
  • the collecting channel 18 belongs by definition no longer to the tree structure, since the distribution network 14 is no longer free of circles by the collecting channel 18 extending over all eight distribution channels 13 of the third hierarchical level 16 '".
  • the collecting channel 18 is, as well as the distribution channels 13, introduced into the distributor shaft 11 and forms on the lateral surface 12 a radially outwardly open channel which extends horizontally and in the longitudinal direction X of the distributor shaft 11.
  • the collecting channel 18 is bounded radially on the outside by the cylindrical outer wall 5 of the housing 3, wherein in the collecting channel 18 closing portion of the outer wall 5, the nine outlet openings 10 are provided.
  • the foamed hot adhesive 1 flowing in through the central feed opening 8 into the distribution network 14 is distributed on the one hand by the branched tree-shaped section 15 and the collecting channel 18 evenly over a longitudinal extent A.
  • the application arrangement has a surface application nozzle 19, which is in fluid-conducting connection via the outlet openings 10 with the collecting channel 18. This extends in the longitudinal direction X of the housing over the entire longitudinal extent of the distributor shaft eleventh
  • FIG. 1 In the direction of flow F viewed in front of the distribution chamber 4 is in the feed line 9 a in Figures 2 and 4 schematically illustrated static mixer 20 incorporated, the sake of clarity in FIG. 1 not shown.
  • the mixer 20 has, in a manner known per se, a screw 21 in order to homogeneously post-mix the hot-melt adhesive 1, which has been foamed with a gas, shortly before it is applied.
  • a check valve 22 is inserted into the supply line 9, to allow a bypass of the mixer 20, for example, for highly viscous fluids.
  • a bypass line 23 is provided into which a further check valve 24 is inserted.
  • a reservoir for the hot melt adhesive 1, which is on in FIG. 2 open upper end of the supply line 9 is shown connected to the supply line 9. About the reservoir flows the hot melt adhesive 1 in the direction of arrows F in the feed line 9 through the mixer 20 and through the bypass line 23rd
  • the hot-melt adhesive 1 which has been foamed with gas, is passed through the supply opening 8 into the static mixer 20 by a reservoir, not shown here by way of example.
  • This foam 1 is mixed homogeneously in the mixer 20 and passes through the feed line 9 through the feed opening 8 in the distribution network 14 of the distributor shaft 11. If, however, no gas-added fluid, for example, a non-foamed, especially highly viscous fluid to be applied, the Lock valve 22 is closed and the other check valve 24 is opened to release the bypass line. Then, the fluid is passed past the mixer 20 through the bypass line 23 into the distribution network 14 of the distributor shaft 11.
  • the foam 1 is divided evenly over a total of eight fluid streams across the width of the distribution network 14. Due to the constant pressures within the distribution network 14 unwanted foaming of the fluid 1 within the distribution network 14 is avoided. Finally, the eight fluid streams flow through the nine outlet openings 10 into the surface application nozzle 19 and are applied as a full-surface foam application 1 on the material web 2 passing under the application arrangement.
  • the distributor shaft 11 can be removed from the insertion opening 7 of the housing 3 and by an in FIG. 5 shown other distributor shaft 11 'to be replaced.
  • the collecting channel 18 of the distribution network 14 of the other distributor shaft 11 ' has a significantly shorter longitudinal extent A than the distributor shaft 11 used previously.
  • the distribution network 14 has only two hierarchical levels 16', 16 ", so that the medium flowing through the central inlet opening 7 foamed hot-melt adhesive 1 is evenly distributed over a total of four fluid streams. "The collecting channel 18 of the other distributor shaft 11 'is no longer covered by all nine outlet openings 10, but only by the five central outlet openings 10, so that a narrower foam application 1 over the entire area Material web 2 takes place.
  • FIG. 6 a simplified order arrangement shown in accordance with a second embodiment of the present invention, wherein components that match the order arrangement according to the first embodiment of the present invention, are provided with the same reference numerals, as in FIGS. 1 to 5 ,
  • the application arrangement according to the second embodiment differs on the one hand from the application arrangement according to the first embodiment in that no surface application nozzle 19, but a plurality of application nozzles 25 in the flow direction F is arranged behind the distribution chamber 4.
  • the distribution network 14 according to the second embodiment has a tree-shaped section 15 with a total of four hierarchy levels 16 ', 16 ", 16"', 16 "". In this way, the fluid flow 1 flowing into the distribution network 14 through the central feed opening 8 is uniformly distributed at the end of the tree structure 16 to 16 fluid streams which flow into the collecting channel 18 via 16 distribution channels 13 of the fourth hierarchical level 16 "".
  • the application arrangement according to the second embodiment in contrast to the application arrangement according to the first embodiment, 17 outlet openings 10, which are also arranged in the longitudinal direction X of the housing 3 on an imaginary straight line equidistant from each other. According to the number of outlet openings 10 17 applicator nozzles 25 are provided.
  • the application nozzles 25 here have needle valves, via which the outlet of the foamed hot-melt adhesive 1 can be controlled.
  • the hot melt adhesive 1 is not applied as a whole-surface foam, but in the form of 17 evenly distributed over the width A of the distribution network 14 caterpillars 1 on the web 2.
  • axially outward application nozzles 25 are locked, so that the foam 1 is applied only over the corresponding order width necessary internal application nozzles. This can lead to a suitable for larger application widths distribution network 14 that the non-flow through axially outer outlet openings 10 in the housing 3 clog.
  • the distributor shaft 11 can analogously to the order arrangement according to the first embodiment against a in FIG. 8 shown other distributor shaft 11 'to be replaced.
  • the other distributor shaft 11 ' has a distribution network 14 with only two hierarchical levels 16', 16 "and a shorter collecting channel 18.
  • the liquid medium 1 flowing into the distribution network 14 is evenly distributed over a total of four fluid streams and flows through the narrower collecting channel 18 in only five application nozzles 25.
  • the axially outer outlet openings 10 of the unnecessary application nozzles 25, here twelve application nozzles 25 are not supplied by the other distributor shaft 11 'with the shorter collection channel 18, so that the unneeded outlet openings 10 and the associated applicator 25th do not clog.
  • FIG. 9 a simplified order arrangement shown in accordance with a third embodiment of the present invention, wherein components that match the order arrangement according to the first embodiment of the present invention are provided with the same reference numerals, as in FIGS. 1 to 5 ,
  • the application arrangement according to the third embodiment of the present invention differs from the application arrangement according to the first embodiment of the present invention only in that discharge lines 27 are provided at both longitudinal ends 26 of the collection channel 18.
  • the two discharge lines 27 are in liquid-conducting connection with the collecting channel 18 in order to return a subset of the fluid 1 flowing together in the collecting channel 18 into the reservoir.
  • both discharge lines 27 each have a valve 28 on the input side.
  • the pressure with which the liquid medium 1 flows via the supply opening 8 into the distribution network 14 can be increased in order to ensure a constant discharge of the liquid medium 1 to ensure from the nine outlet openings 10 despite the discharge of the subset.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Auftragsanordnung zum Auftragen eines flüssigen Mediums, mit einem Gehäuse, in dem eine Verteilkammer mit wenigstens einer Zuführöffnung und wenigstens einer Austrittsöffnung ausgebildet ist, und einem in der Verteilkammer angeordneten Verteilmittel, das als zylindrische Verteilerwelle ausgebildet ist, wobei in einer Mantelfläche der Verteilerwelle eine Vielzahl von radial außenseitig offenen Verteilkanälen eingebracht ist, die ein sich über die Mantelfläche der Verteilerwelle erstreckendes zusammenhängendes Verteilnetz bilden. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Auftragsanordnungsset mit einer Auftragsanordnung.
  • Eine Auftragsanordnung der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der EP 1 344 573 A2 bekannt. Die bekannte Auftragsanordnung umfasst einen Auftragskopf zum berührungslosen Auftragen von flüssigen Medien, wie verflüssigten thermoplastischen Kunststoffen oder erschmolzenen Heißschmelzklebern auf eine zum Auftragskopf relativ bewegliche Materialbahn. Der Auftragskopf weist ein Gehäuse mit einer Walzenkammer auf, in der ein Walzenschieber rotierend antreibbar gelagert ist. Der Walzenschieber ist ein zylindrischer Hohlkörper, an dessen Mantelfläche radial nach außen offene Oberflächennuten eingebracht sind. Die Oberflächennuten sind ringförmig ausgebildet und erstrecken sich in Umfangsrichtung des Walzenschiebers. Über Radialbohrungen werden die Oberflächennuten aus einem inneren Hohlraum des Walzenschiebers mit dem flüssigen Medium versorgt.
  • Eine Auftragsanordnung der vorstehend genannten Art wird in vielfältigen Anwendungsfällen immer dort zum Einsatz gebracht, wo Materialbahnen auf ein Substrat aufkaschiert werden sollen. Um eine Breitenverteilung des flüssigen Mediums quer zur Laufrichtung der Materialbahn zu gewährleisten, wird dabei das flüssige Medium zunächst im Inneren des Walzenschiebers verteilt und dann über die einzelnen Radialbohrungen den voneinander beabstandeten ringförmigen Oberflächennuten zugeführt.
  • Als nachteilig wird empfunden, dass diese Auftragsanordnung nicht geeignet ist, um aufgeschäumte Fluide gleichmäßig aufzutragen.
  • Aus der US 4 550 681 A ist eine Auftragsanordnung zum gleichmäßigen Auftragen eines flüssigen Mediums bekannt. Die Auftragsanordnung weist eine Hülse auf, in der ein Zylinderkörper eingesetzt ist. Der Zylinderkörper hat einen Eintrittskanal, der mit einer Zugangsleitung in flüssigkeitsleitender Verbindung steht. Über den Eintrittskanal wird das flüssige Medium radial nach außen in mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Kanäle geleitet.
  • Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Auftragsanordnung der vorgenannten Art bereitzustellen, mittels der auch aufgeschäumte Fluide gleichmäßig auftragbar sind.
  • Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einer Auftragsanordnung zum Auftragen eines flüssigen Mediums der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Verteilnetz eingangsseitig mit der wenigstens einen Zuführöffnung und ausgangsseitig mit der wenigstens einen Austrittsöffnung in flüssigkeitsleitender Verbindung steht und derart ausgebildet ist, dass das flüssige Medium durch die radial außenseitig offenen Verteilkanäle von der wenigstens einen Zuführöffnung zur wenigstens einen Austrittsöffnung geleitet wird.
  • Erfindungsgemäß ist somit vorgesehen, das flüssige Medium nicht mehr über unterschiedliche Niveaus beginnend in einem Innenraum eines Verteilmittels durch Bohrungen an eine Außenfläche des Verteilmittels zu drücken, sondern nunmehr das flüssige Medium unmittelbar von der wenigstens einen Zuführöffnung durch die Verteilkanäle entlang der Außenfläche des Verteilmittels zu leiten. Hierzu sind in der Außenfläche des Verteilmittels außenseitig offene Verteilkanäle eingebracht, die das flüssige Medium von der wenigstens einen Zuführöffnung zur wenigstens einen Aus - trittsöffnung leiten. Eine Leitung des flüssigen Mediums über einen Innenraum an die Außenfläche des Verteilmittels ist somit nicht erforderlich. Durch die Leitung des flüssigen Mediums lediglich über die Außenfläche des Verteilmittels sind zudem die Druckverhältnisse besser vorgebbar und kontrollierbar, so dass insbesondere bei geschäumten Fluiden ein ungewolltes Aufschäumen innerhalb des Verteilmittels durch konstante Druckverhältnisse verhindert wird. Somit kann das Verteilmittel auch als ein Vollkörper ausgebildet sein, an dessen Außenfläche die Verteilkanäle eingebracht sind, wodurch eine einfache herzustellende Auftragsanordnung bereitgestellt wird.
  • Vorteilhafterweise ist das Verteilnetz zumindest abschnittsweise in Form einer Baumstruktur mit wenigstens zwei Hierarchieebenen ausgebildet. Unter einer Baumstruktur ist ein aus der Graphentheorie bekannter Baum zu verstehen. Ein Baum weist mehrere Knoten auf, die über Kanten verbunden sind. Dabei ist ein Graph ein Baum, wenn er zusammenhängend und kreisfrei ist. Das heißt, dass es von jedem Knoten u zu jedem anderen Knoten v genau einen Weg über eine oder mehrere Kanten gibt. Die Kanten sind vorliegend die Verteilkanäle. Unter Knoten werden Verzweigungsstellen verstanden, in denen ein zuführender Verteilkanal sich in wenigstens zwei abführende Verteilkanäle aufteilt. Die Baumstruktur weist wenigstens zwei Hierarchieebenen auf, wobei die Hierarchieebenen nicht als räumliche Ebenen zu verstehen sind. Vielmehr umfasst die erste Hierarchieebene die zumindest eine Verzweigungsstelle, die in Flussrichtung betrachtet unmittelbar hinter der wenigstens einen Zuführöffnung liegt. Die zweite Hierarchieebene umfasst alle diejenigen Verzweigungsstellen, die in Flussrichtung betrachtet unmittelbar hinter der wenigstens einen Verzweigungsstelle der ersten Hierarchieebene liegen. Wenn sich beispielsweise an die eine Zuführöffnung ein Verteilkanal anschließt und an einer ersten Verzweigungsstelle in zwei Verteilkanäle aufteilt, die sich anschließend wieder jeweils in zwei Verteilkanäle aufteilen, so weist die erste Hierarchieebene lediglich eine, die zweite Hierarchieebene zwei und die dritte Hierarchieebene vier Verzweigungsstellen auf. Das zumindest abschnittsweise Baumstruktur-förmige Verteilnetz lässt sich auf diese Weise um beliebig viele weitere Hierarchieebenen erweitern, wobei in bevorzugter Weise drei Hierarchieebenen vorgesehen sind. Auf diese Weise verzweigt sich das Verteilnetz zwischen der wenigstens einen Zuführöffnung und der wenigs - tens einen Austrittsöffnung an mehreren Knoten in eine Vielzahl von Verteilkanälen, so dass das Verteilnetz mit jeder Hierarchieebene breiter wird. Am Beispiel einer unterhalb der wenigstens einen Austrittsöffnung durchlaufenden Materialbahn erstreckt sich die Breite des Verteilnetzes somit quer zu einer Laufrichtung der Materialbahn. Vorteilhafterweise teilt sich der zuführende Verteilkanal an jeder Verzweigungsstelle in genau zwei abführende Verteilkanäle auf. Auf diese Weise wird der Fluidstrom an jedem Knoten geteilt, insbesondere halbiert, und das flüssige Medium gleichmäßig verteilt. Insbesondere weisen die in einer Hierarchieebene gruppierten Knoten alle eine gleiche Distanz zu den Knoten der vorgelagerten Hierarchieebene und insbesondere zur Zuführöffnung auf.
  • Zumindest eine erste Gruppe der Verteilkanäle können horizontal und/oder quer zur Laufrichtung der durchlaufenden Materialbahn verlaufen. Weiterhin kann eine zweite Gruppe der Verteilkanäle vertikal oder in Umfangsrichtung und/oder unter Bildung eines spitzen Winkels zur Laufrichtung der durchlaufenden Materialbahn verlaufen.
  • Weiterhin kann vorgesehen sein, dass in Flussrichtung betrachtet die Anzahl der Verteilkanäle innerhalb einer der Hierarchieebenen stets größer ist als die Anzahl der Verteilkanäle innerhalb der vorgelagerten Hierarchieebene. Durch die Erhöhung der Anzahl der Verteilkanäle je Hierarchieebene wird eine besonders gute Breitenverteilung des flüssigen Mediums erreicht.
  • Des Weiteren kann in Flussrichtung betrachtet eine Längserstreckung der Verteilkanäle innerhalb einer der Hierarchieebenen stets kleiner sein als eine Längserstreckung der Verteilkanäle innerhalb der vorgelagerten Hierarchieebene. Dadurch können mit steigender Hierarchieebene aus platztechnischen Gründen mehrere verzweigte Verteilkanäle nebeneinander angeordnet, wodurch ein besonders breites Verteilnetz bereitgestellt werden kann.
  • In bevorzugter Weise ist vorgesehen, dass in Flussrichtung betrachtet ein Kanalquerschnitt der Verteilkanäle innerhalb einer der Hierarchieebenen stets kleiner ist als ein Kanalquerschnitt der Verteilkanäle innerhalb der vorgelagerten Hierarchieebene. Mit dem Erreichen eines Knotens, respektive einer Verzweigungsstelle mehrerer Verteilkanäle, wird der Fluidstrom des flüssigen Mediums ausgehend von einem zuführenden Verteilkanal in mehrere abführende Verteilkanäle aufgeteilt. Wenn die Fläche des Kanalquerschnitts des zuführenden Verteilkanals der Summe der Flächen der Kanalquerschnitte der abführenden Verteilkanäle entspricht, bleibt der Druck konstant. Auf diese Weise wird vor allem bei geschäumten Fluiden ein ungewolltes Aufschäumen innerhalb der Verteilkanäle verhindert.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass ein Auffangkanal vorgesehen ist, der in Flussrichtung betrachtet zwischen dem Baumstruktur-förmig ausgebildeten Abschnitt des Verteilnetzes und der wenigstens einen Austrittsöffnung angeordnet ist. Somit sind die Verteilkanäle der in Flussrichtung betrachtet unmittelbar vor dem Auffangkanal gelagerten Hierarchieebene, respektive der in Flussrichtung betrachtet letzten Hierarchieebene des Verteilnetzes, mit dem Auffangkanal verbunden, so dass das durch die einzelnen Verteilkanäle strömende flüssige Medium im Auffangkanal wieder zusammenfließt. Insbesondere weist der Auffangkanal eine Längserstreckung auf, die größer ist als die Längserstreckung der Verteilkanäle. Gemäß einer ersten Lösung kann der Auffangkanal Teil des Verteilmittels sein. Der Auffangkanal ist dann ein ebenfalls außenseitig offener Kanal, der sich an den Baumstruktur-förmig ausgebildeten Abschnitt des Verteilnetzes anschließt. Der Auffangkanal weist vorzugsweise eine größere Längserstreckung als irdendein anderer der Verteilkanäle des Verteilnetzes auf, so dass das flüssige Medium aus der in Flussrichtung betrachtet letzten Hierarchieebene in den Auffangkanal ohne Breitenverlust einströmen kann. Das über die Breite verteilte flüssige Medium wird anschließend von dem Auffangkanal in die wenigstens eine Austrittsöffnung abgeführt. Gemäß einer zweiten Lösung kann vorgesehen sein, dass der Auffangkanal außerhalb des Verteilmittels, insbesondere im Gehäuse, angeordnet ist. In der zur ersten Lösung analogen Weise strömt das flüssige Medium aus dem Baumstruktur-förmig ausgebildeten Abschnitt des Verteilnetzes in außerhalb des Verteilmittels liegenden Auffangkanal und wird dann in die wenigstens eine Austrittsöffnung abgeleitet. Auch hierbei gilt, dass der Auffangkanal vorzugsweise eine Längserstreckung aufweist, die größer ist als die Längserstreckung irgendeines der Verteilkanäle. Gemäß der zweiten Lösung kann das gesamte Verteilnetz Baumstruktur-förmig ausgebildet sein.
  • Um den Druck des flüssigen Mediums vor Austritt aus der wenigstens einen Austrittsöffnung konstant zu halten, kann der Kanalquerschnitt des Auffangkanals entsprechend kleiner sein als der Kanalquerschnitt der Verteilkanäle der in Flussrichtung betrachtet letzten Hierarchieebene des Verteilnetzes. Alternativ kann der Kanalquerschnitt des Auffangkanals auch dem Kanalquerschnitt der Verteilkanäle der in Flussrichtung betrachtet letzten Hierarchieebene des Verteilnetzes entsprechen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass an zumindest einem Längsende des Auffangkanals eine Abführleitung vorgesehen ist, die derart ausgebildet ist, dass eine Teilmenge des flüssigen Mediums in Flussrichtung betrachtet vor Austritt aus der wenigstens einen Austrittsöffnung aus dem Verteilnetz abführbar ist. Die wenigstens eine Abführleitung weist insbesondere ein Ventil auf, über welches die abzuführende Teilmenge des flüssigen Mediums regelbar ist. Im Betrieb der Auftragsanordnung kann sich vor allem an Längsenden des Auffangkanals Luft ansammeln, wodurch außenliegende Austrittsöffnungen oder im Falle einer schlitzförmigen Austrittsöffnung randseitige Bereiche nicht oder nur unkontrolliert mit dem aufzutragenden flüssigen Medium versorgt werden. Um einen gleichmäßigen Austritt des flüssigen Mediums aus der wenigstens einen Austrittsöffnung zu gewährleisten, kann über die wenigstens eine Abführleitung die sich in dem flüssigen Medium angesammelte Luft zusammen mit einer Teilmenge des flüssigen Mediums abgeführt werden. Vorzugsweise ist an beiden Längsenden des Auffangkanals jeweils eine Abführleitung vorgesehen. Entsprechend der Größe des Volumenstroms des abgeführten flüssigen Mediums kann der Druck, mit welchem das flüssige Medium über die wenigstens eine Zuführöffnung in das Verteilnetz strömt, erhöht werden, um einen gleichbleibenden Austritt des flüssigen Mediums aus der wenigstens einen Austrittsöffnung zu gewährleisten. Weiterhin kann auch wenigstens eine Abführleitung an zumindest einer der Verteilkanäle vorgesehen sein, um an bestimmten Stellen des Verteilnetzes eine Abführung der sich angesammelten Luft zu ermöglichen.
  • Zweckmäßigerweise weist die Auftragsanordnung ein in Flussrichtung betrachtet dem Verteilnetz vorgeschaltetes Reservoir auf, in dem das flüssige Medium gespeichert ist. Die wenigstens eine Abführleitung kann in Form einer Rückführleitung die abgeführte Teilmenge des flüssigen Mediums zurück in das Reservoir führen. Insbesondere kann ein Entlüftungsventil vorgesehen sein, über welches die in dem flüssigen Medium transportierte zumindest teilweise Luft abgelassen werden kann.
  • Grundsätzlich kann die Auftragsanordnung genau eine Auftragsdüse umfassen. Das flüssige Medium strömt dann durch die wenigstens eine Austrittsöffnung in die Auftragsdüse und erzeugt einen Auftrag in Form einer einzelnen Raupe. Vorteilhafterweise sind mehrere der Austrittsöffnungen vorgesehen, die sich in Flussrichtung betrachtet in den Verteilkanälen der letzten Hierarchieebene über die gesamte Breite des Verteilnetzes oder, wenn ein Auffangkanal vorgesehen ist, über die gesamte Längserstreckung des Auffangkanals verteilen. Auf diese Weise wird das flüssige Medium über die Austrittsöffnungen einer Vielzahl von Auftragsdüsen zugeführt, so dass ein gleichmäßig verteilter mehrfacher Raupenauftrag des flüssigen Mediums über die gesamte Auftragsbreite erfolgt. Insbesondere ist jeder Austrittsöffnung genau eine Auftragsdüse zugeordnet. Weiterhin kann das flüssige Medium über eine Vielzahl von Austrittsöffnungen in eine Flächenauftragsdüse zur Erzeugung eines ganzflächigen Auftrags strömen. Die Flächenauftragsdüse kann sich über die gesamte Breite des Verteilnetzes oder, wenn ein Auffangkanal vorgesehen ist, über die gesamte Längserstreckung des Auffangkanals erstrecken und weist vorzugsweise einen sich über die gesamte Breite des Verteilnetzes beziehungsweise über die gesamte Längserstreckung des Auffangkanals erstreckenden Schlitz auf.
  • In bevorzugter Weise ist das Verteilnetz symmetrisch ausgebildet. Dadurch sind die Druckverhältnisse des flüssigen Mediums und die Teilung der Flüssigkeitsströme gut vorgebbar, so dass insgesamt eine gleichmäßige Breitenverteilung des flüssigen Mediums erreicht wird.
  • Weiterhin können die Verteilkanäle geradlinig verlaufend ausgebildet sein. Damit wurden besonders gute Ergebnisse erzielt.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die außenseitig offenen Verteilkanäle außenseitig durch eine Wandung des Gehäuses begrenzt sind, insbesondere durch die Außenwandung des Gehäuses, die die Verteilkammer begrenzt. Auf diese Weise wird eine einfach herzustellende Auftragsanordnung bereitgestellt, die zudem eine gute Leitung des flüssigen Mediums ermöglicht.
  • In bevorzugter Weise ist vorgesehen, dass die Verteilkammer von außen zugänglich ausgebildet ist und das Verteilmittel austauschbar in der Verteilkammer angeordnet ist. Dadurch kann das Verteilmittel auf einfache Weise zum Beispiel zur Reinigung der Auftragsanordnung entnommen werden. Zudem kann das Verteilmittel einfach ausgetauscht und gegen ein anderes ersetzt werden, wenn beispielsweise ein anderes Auftragsmuster, insbesondere ein breiterer oder schmalerer Auftrag, gewünscht oder ein Austausch des Verteilmittels verschleißbedingt notwendig ist.
  • Das Verteilmittel ist als eine zylindrische Verteilerwelle ausgebildet, in deren Mantelfläche die radial außenseitig offenen Verteilkanäle eingebracht sind. Im Falle eines zumindest abschnittsweise Baumstruktur-förmigen Verteilnetzes verläuft eine erste Gruppe der Verteilkanäle vorzugsweise parallel zur Mittelachse der Verteilerwelle, insbesondere horizontal, und eine zweite Gruppe der Verteilkanäle in Umfangsrichtung der Verteilwelle. Die Verteilkanäle der zweiten Gruppe verbinden die Verteilkanäle der ersten Gruppe miteinander und insbesondere diejenigen der in Flussrichtung betrachtet letzten Hierarchieebene mit dem Auffangkanal.
  • Alternativ zur Verteilerwelle kann das Verteilmittel beispielsweise plattenförmig ausgebildet sein, wobei das plattenförmige Verteilmittel, wenn es in der Verteilkammer austauschbar angeordnet ist, ähnlich einer Honigwabe in einem Bienenstock aus der Verteilkammer gezogen und wieder eingesetzt werden kann. Das Verteilnetz kann insbesondere in einer räumlichen Ebene liegen.
  • Gemäß einem noch weiteren Aspekt kann ein Mischer vorgesehen sein, der in Flussrichtung betrachtet dem Verteilnetz vorgeschaltet ist und mit der Verteilkammer über die wenigstens eine Zuführöffnung in flüssigkeitsleitender Verbindung steht. Der Mischer kann ein statischer Mischer sein. Geschäumte Fluide, respektive Schaum, beispielsweise mit Gas vermischte Klebstoffe, werden in dem vorgeschalteten Mischer homogen nachvermischt. Da ungeschäumte Fluide hochviskoser, respektive zähflüssiger, sind als geschäumte Fluide ist vorzugsweise eine Bypass-Leitung vorgesehen, die das flüssige Medium am Mischer vorbeiführt.
  • Mittels der Auftragsvorrichtung können insbesondere geschäumte und ungeschäumte Fluide in kalter und heißer Form beispielsweise auf eine unter der Auftragsvorrichtung durchlaufenden Materialbahn aufgetragen werden. Die Auftragsvorrichtung dient insbesondere dem Auftrag eines flüssigen Mediums in Form von geschäumten und ungeschäumten Heißklebermassen. Grundsätzlich können aber alle flüssigen Medien aufgetragen werden, die fließfähig sind.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Auftragsanordnungsset mit der vorbeschriebenen Auftragsanordnung, wobei wenigstens zwei Verteilmittel mit unterschiedlichen Verteilnetzen vorgesehen sind, die sich zumindest in der maximalen Längserstreckung des Auffangkanals voneinander unterscheiden, wobei eine beliebige der Verteilmittel in die Verteilkammer einsetzbar ist.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass wenigstens zwei Verteilmittel vorgesehen sind, die gegeneinander austauschbar in der Verteilkammer der Auftragsanordnung eingesetzt werden können. Die wenigstens zwei Verteilmittel unterscheiden sich zumindest in der maximalen Längserstreckung des Auffangkanals, so dass durch die beiden Verteilmittel ein unterschiedlich breiter Auftrag des flüssigen Mediums ermöglicht wird. Wenn die Auftragsanordnung Auftragsdüsen umfasst, sind üblicherweise eine bestimmte Anzahl in Flussrichtung betrachtet hinter der Verteilkammer angeschlossen. Wenn die Auftragsbreite verändert werden soll, könnten die außenliegenden Auftragsdüsen abgeschaltet werden, so dass das flüssige Medium lediglich über die entsprechend der Auftragsbreite notwendigen innenliegenden Auftragsdüsen ausgebracht wird. Dies führt bei einem für größere Auftragsbreiten geeigneten Verteilmittel aber dazu, dass die Zuführöffnungen und die Bohrungen im Gehäuse zu den außenliegenden Auftragsdüsen verstopfen, da das nicht abtransportierte Fluid in den Zuleitungen der außenliegenden Auftragsdüsen möglicherweise aushärtet. Um dies zu vermeiden, ist das Verteilmittel erfindungsgemäß austauschbar ausgestaltet. Somit kann ein Verteilmittel mit einem an die Auftragsbreite angepassten Verteilnetz in die Verteilkammer eingesetzt werden, bei dem das Verteilnetz eine der Auftragsbreite entsprechende Längserstreckung des Auffangkanals aufweist.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in den Zeichnungen dargestellt und nachstehend beschrieben. Hierin zeigt:
  • Figur 1
    eine Auftragsanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform mit einer erfindungsgemäßen Verteilerwelle in Explosionsdarstellung;
    Figur 2
    die Auftragsanordnung aus Figur 1 in schematischer Darstellung mit der eingesetzten Verteilerwelle in Schnittansicht;
    Figur 3
    die Verteilerwelle aus Figur 1 in perspektivischer Darstellung;
    Figur 4
    die Auftragsanordnung aus Figur 1 in schematischer Darstellung mit einer Abwicklung einer Mantelfläche der Verteilerwelle;
    Figur 5
    die Auftragsanordnung aus Figur 1 mit einer weiteren erfindungsgemäßen Verteilerwelle in Explosionsdarstellung;
    Figur 6
    eine Auftragsanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform in schematischer Darstellung mit einer eingesetzten Verteilerwelle in Schnittansicht;
    Figur 7
    die Auftragsanordnung aus Figur 6 mit einer erfindungsgemäßen Verteilerwelle in Explosionsdarstellung;
    Figur 8
    die Auftragsanordnung aus Figur 6 mit einer weiteren erfindungsgemäßen Verteilerwelle in Explosionsdarstellung; und
    Figur 9
    eine Auftragsanordnung gemäß einer dritten Ausführungsform in schematischer Darstellung mit einer Abwicklung einer Mantelfläche einer Verteilerwelle.
  • In Figur 1 ist eine vereinfacht dargestellte Auftragsanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Auftragsanordnung dient dem Auftrag eines flüssigen Mediums, hier eines aufgeschäumten Heißklebers 1, auf eine Materialbahn 2, die in Laufrichtung L unterhalb der ortsfesten Auftragsanordnung durchläuft. Die Auftragsanordnung kann grundsätzlich zum Auftrag von geschäumten oder ungeschäumten Medien in kalter oder heißer Form verwendet werden, solange das aufzutragende Medium fließfähig ist.
  • Die Auftragsanordnung weist ein längliches Gehäuse 3 auf, das sich quer zur Laufrichtung L über eine Quererstreckung, respektive die Breite B, der Materialbahn 2 erstreckt. In dem Gehäuse 3 ist eine zylindrische Verteilkammer 4 ausgebildet, die von einer zylindrischen, glatten Außenwandung 5 des Gehäuses 3 begrenzt ist. Die Verteilkammer 4 erstreckt sich in Längsrichtung X des Gehäuses 3 und weist an beiden Längsenden 6 Einführöffnungen 7 auf. In Längsrichtung X betrachtet ist in der Mitte der Verteilkammer 4 an radial oberer Position eine zentrale Zuführöffnung 8 durch die Außenwandung 5 des Gehäuses 3 gebohrt, die mit einer in Figur 2 gezeigten Zuführleitung 9 zur Zuführung des aufgeschäumten Heißklebers 1 in die Verteilkammer 4 verbunden ist. An einer diametral der Zuführöffnung 8 gegenüberliegenden radial unteren Position der Verteilkammer 4 sind in Längsrichtung X des Gehäuses 3 äquidistant verteilt hier neun Austrittsöffnungen 10 in die Außenwandung 5 des Gehäuses 3 eingebracht. Grundsätzlich können aber auch mehrere Zuführöffnungen 9 radial oben und mehr oder weniger als neun Austrittsöffnungen 10 radial unten in der Außenwandung 5 des Gehäuses 3 eingebracht sein, um in Längsrichtung X des Gehäuses 3 verteilt mehrere Zuführöffnungen 8 bzw. mehrere Austrittsöffnungen 10 oder nur eine Austrittsöffnung 10 vorzusehen.
  • In die Verteilkammer 4 ist durch eine der Einführöffnungen 7 eine in Figur 3 gezeigte zylindrische Verteilerwelle 11 eingesetzt, die in Figur 1 im entnommenen und in Figur 2 im eingesetzten Zustand dargestellt ist. Der Außendurchmesser der Verteilerwelle 11 entspricht zumindest im Wesentlichen dem Innendurchmesser der Verteilkammer 4. Die Verteilerwelle 11 weist an einer Mantelfläche 12 radial außenseitig offene Verteilerkanäle 13 auf, die radial von außen in die Verteilerwelle 11 eingebracht sind. Im eingesetzten Zustand der Verteilerwelle 11 werden die radial außenseitig offenen Verteilerkanäle 13 durch die Außenwandung 5 der Verteilerkammer 4 begrenzt.
  • Die geradlinigen Verteilerkanäle 13 bilden ein zusammenhängendes Verteilnetz 14. Das Verteilnetz 14 steht eingangsseitig mit der Zuführöffnung 8 und ausgangsseitig mit den neun Austrittsöffnungen 10 in flüssigkeitsleitender Verbindung. Im unteren Bereich der Figur 4 ist eine Abwicklung der Mantelfläche 12 der Verteilerwelle 11 dargestellt. Das symmetrisch ausgebildete Verteilnetz 14 weist in, durch die Pfeile F angedeutete, Flussrichtung F betrachtet beginnend an der Zuführöffnung 8 einen Baumstruktur-förmigen Abschnitt 15 auf, der sich über drei Hierarchieebenen 16', 16", 16'" erstreckt. Konkret schließt sich an die Zuführöffnung 8 ein um 45° in Umfangsrichtung der Verteilerwelle 11 verlaufender erster Verteilkanal 13 an, der in Längsrichtung X des Gehäuses 3, respektive in Längsrichtung X der Verteilerwelle 11, betrachtet mittig in der Verteilerwelle 11 angeordnet ist. Dieser erste Verteilkanal 11 führt das flüssige Medium 1 zum ersten Knoten, respektive zur ersten Verzweigungsstelle 17', welche die erste Hierarchieebene 16' des Baumstruktur-förmigen Abschnitts 15 des Verteilnetzes 14 definiert. Dort wird der erste Verteilkanal 13 in zwei abführende Verteilkanäle 13 aufgeteilt, die koaxial zueinander ausgerichtet sind und horizontal sowie parallel zur Längsachse X der Verteilerwelle verlaufen.
  • An deren axial außenliegenden Längsenden schließt sich jeweils ein in Umfangsrichtung der Verteilerwelle 11 um weitere 45° nach unten verlaufender Verteilkanal 13 an, so dass die beiden Verteilkanäle 13 das auf zwei Fluidströme aufgeteilte flüssige Medium 1 den beiden Knoten 17" der zweiten Hierarchieebene 16" zuführen. In den beiden Verzweigungsstellen 17" der zweiten Hierarchieebene 16" werden die beiden Fluidströme wieder jeweils auf zwei koaxial zueinander ausgerichtete und horizontal sowie parallel zur Längsachse X der Verteilerwelle 11 verlaufende Verteilkanäle 13 aufgeteilt, so dass das flüssige Medium 1 in der zweiten Hierarchieebene 16" in Summe nunmehr auf vier Fluidströme aufgeteilt ist.
  • In analoger Weise werden die vier Fluidströme über vier in Umfangsrichtung um weitere 45° nach unten verlaufende Verteilkanäle 13 Knoten vier 17"' der dritten Hierarchieebene 16'" zugeführt, in welcher sich das flüssige Medium auf acht Fluidströme aufteilt.
  • Vorliegend gilt, dass die Verteilkanäle 13 innerhalb derselben Hierarchieebene 16', 16", 16'" stets koaxial zueinander ausgerichtet sind und denselben Kanalquerschnitt sowie die gleiche Längserstreckung aufweisen.
  • Um mit jeder Aufteilung des flüssigen Mediums 1 in weitere Fluidströme die Druckverhältnisse innerhalb des Verteilnetzes 14 konstant zu halten, sind die Kanalquerschnitte der Verteilkanäle 13 in der in Flussrichtung F betrachtet nachfolgenden Hierarchieebene 16", 16'" stets kleiner als der Kanalquerschnitt des Verteilerkanals 13 bzw. die Kanalquerschnitte der Verteilerkanäle 13 der vorgelagerten Hierarchieebene 16', 16". Vorliegend werden die Fluidströme an jedem Knoten 17', 17", 17'" stets halbiert, weshalb der Kanalquerschnitt der jeweils nachfolgenden Hierarchieebene 16", 16'" stets halb so groß ist wie der Kanalquerschnitt der Verteilerkanäle 13 der vorgelagerten Hierarchieebene 16', 16".
  • In Flussrichtung F betrachtet hinter dem Baumstruktur-förmigen Abschnitt 15 des Verteilnetzes 14 schließt sich ein Auffangkanal 18 an, der über acht in Umfangsrichtung der Verteilerwelle 11 verlaufende Verteilkanäle 13 mit dem Baumstruktur-förmigen Abschnitt 15 des Verteilnetzes 14 verbunden ist. Der Auffangkanal 18 gehört per Definition nicht mehr zur Baumstruktur, da das Verteilnetz 14 durch den sich über alle acht Verteilkanäle 13 der dritten Hierarchieebene 16'" erstreckenden Auffangkanal 18 nicht mehr kreisfrei ist.
  • Der Auffangkanal 18 ist, wie auch die Verteilkanäle 13, in die Verteilerwelle 11 eingebracht und bildet auf der Mantelfläche 12 einen radial außenseitig offenen Kanal, der sich horizontal und in Längsrichtung X der Verteilerwelle 11 erstreckt. Der Auffangkanal 18 wird radial außenseitig durch die zylindrische Außenwandung 5 des Gehäuses 3 begrenzt, wobei in dem den Auffangkanal 18 verschließenden Abschnitt der Außenwandung 5 die neun Austrittsöffnungen 10 vorgesehen sind. Die acht Verteilkanäle 13 der dritten Hierarchieebene 16'" sind hier jeweils mittig zwischen zwei der Austrittsöffnungen 10 angeordnet.
  • Auf diese Weise wird der durch die zentrale Zuführöffnung 8 in das Verteilnetz 14 einströmende aufgeschäumte Heißkleber 1 zum einen durch den verzweigten Baumstruktur-förmigen Abschnitt 15 und den Auffangkanal 18 gleichmäßig über eine Längserstreckung A verteilt.
  • Weiterhin weist die Auftragsanordnung eine Flächenauftragsdüse 19 auf, die über die Austrittsöffnungen 10 mit dem Auffangkanal 18 in flüssigkeitsleitender Verbindung steht. Diese erstreckt sich in Längsrichtung X des Gehäuses über die gesamte Längserstreckung der Verteilerwelle 11.
  • In Flussrichtung F betrachtet vor der Verteilkammer 4 ist in die Zuführleitung 9 ein in Figuren 2 und 4 schematisch dargestellter statischer Mischer 20 eingebunden, der lediglich der Übersichtlichkeit halber in Figur 1 nicht gezeigt ist. Der Mischer 20 weist in an sich bekannter Weise eine Schraube 21 auf, um den mit einem Gas aufgeschäumten Heißkleber 1 zeitlich kurz bevor dieser aufgetragen wird homogen nachzumischen. In Flussrichtung F betrachtet vor dem Mischer 20 ist ein Sperrventil 22 in die Zuführleitung 9 eingesetzt, um eine Umgehung des Mischers 20 beispielsweise für hochviskose Fluide zu ermöglichen. Hierfür ist eine Bypass-Leitung 23 vorgesehen, in die ein weiteres Sperrventil 24 eingesetzt ist. Weiterhin nicht dargestellt ist ein Reservoir für den Heißkleber 1, welches am in Figur 2 offen gezeigten oberen Ende der Zuführleitung 9 mit der Zuführleitung 9 verbunden ist. Über das Reservoir strömt der Heißkleber 1 in Richtung der Pfeile F in die Zuführleitung 9 durch den Mischer 20 beziehungsweise durch die Bypass-Leitung 23.
  • Im Betrieb der Auftragsvorrichtung wird von einem nicht näher dargestellten Reservoir hier beispielhaft der mit Gas aufgeschäumte Heißkleber 1 durch die Zuführöffnung 8 in den statischen Mischer 20 geleitet. Dieser Schaum 1 wird in dem Mischer 20 homogen nachvermischt und gelangt über die Zuführleitung 9 durch die Zuführöffnung 8 in das Verteilnetz 14 der Verteilerwelle 11. Wenn dagegen kein mit Gas versetztes Fluid, beispielsweise ein ungeschäumtes, insbesondere hochviskoses Fluid, aufgetragen werden soll, wird das Sperrventil 22 geschlossen und das weitere Sperrventil 24 geöffnet, um die Bypass-Leitung freizugeben. Dann wird das Fluid am Mischer 20 vorbei durch die Bypass-Leitung 23 in das Verteilnetz 14 der Verteilerwelle 11 geleitet.
  • In der Verteilerwelle 11 wird der Schaum 1 auf insgesamt acht Fluidströme über die Breite des Verteilnetzes 14 gleichmäßig aufgeteilt. Durch die konstanten Drücke innerhalb des Verteilnetzes 14 wird ein ungewolltes Aufschäumen des Fluides 1 innerhalb des Verteilnetzes 14 vermieden. Die acht Fluidströme strömen schließlich durch die neun Austrittsöffnungen 10 in die Flächenauftragsdüse 19 und werden als ganzflächiger Schaumauftrag 1 auf der unter der Auftragsanordnung durchlaufenden Materialbahn 2 aufgetragen.
  • Wenn die Auftragsbreite des Schaumauftrags 1 verändert werden soll, kann die Verteilerwelle 11 aus der Einführöffnung 7 des Gehäuses 3 entnommen werden und durch eine in Figur 5 gezeigte andere Verteilerwelle 11' ausgetauscht werden. Der Auffangkanal 18 des Verteilernetzes 14 der anderen Verteilerwelle 11' weist eine hier deutlich kürzere Längserstreckung A auf als die vorher eingesetzt Verteilerwelle 11. Konkret weist das Verteilnetz 14 lediglich zwei Hierarchieebenen 16', 16" auf, so dass der durch die zentrale Eintrittsöffnung 7 einströmende aufgeschäumte Heißkleber 1 nur noch auf insgesamt vier Fluidströme gleichmäßig aufgeteilt wird. Der Auffangkanal 18 der anderen Verteilerwelle 11' wird nicht mehr von allen neun Austrittsöffnungen 10, sondern nur noch von den fünf mittleren Austrittsöffnungen 10 überdeckt, so dass ein schmalerer ganzflächiger Schaumauftrag 1 auf die Materialbahn 2 erfolgt.
  • In Figur 6 ist eine vereinfacht dargestellte Auftragsanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt, wobei Bauteile, die mit der Auftragsanordnung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung übereinstimmen, mit gleichen Bezugsziffern versehen sind, wie in den Figuren 1 bis 5.
  • Die Auftragsanordnung gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich zum einen dadurch von der Auftragsanordnung gemäß der ersten Ausführungsform, dass keine Flächenauftragsdüse 19, sondern eine Vielzahl an Auftragsdüsen 25 in Flussrichtung F betrachtet hinter der Verteilkammer 4 angeordnet ist. Zum anderen weist das Verteilnetz 14 gemäß der zweiten Ausführungsform ein Baumstruktur-förmigen Abschnitt 15 mit insgesamt vier Hierarchieebenen 16', 16", 16"', 16"" auf. Auf diese Weise wird der durch die zentrale Zuführöffnung 8 in das Verteilnetz 14 einströmende Fluidstrom 1 am Ende der Baumstruktur 15 auf 16 Fluidströme gleichmäßig verteilt, die über 16 Verteilkanäle 13 der vierten Hierarchieebene 16"" in den Auffangkanal 18 fließen. Schließlich weist die Auftragsanordnung gemäß der zweiten Ausführungsform im Unterschied zur Auftragsanordnung gemäß der ersten Ausführungsform 17 Austrittsöffnungen 10 auf, die ebenfalls in Längsrichtung X des Gehäuses 3 auf einer gedachten Gerade äquidistant zueinander angeordnet sind. Entsprechend der Anzahl der Austrittsöffnungen 10 sind 17 Auftragsdüsen 25 vorgesehen.
  • Die Auftragsdüsen 25 weisen hier Nadelventile auf, über die der Austritt des aufgeschäumten Heißklebers 1 gesteuert werden kann. Auf diese Weise wird der Heißkleber 1 nicht als ganzflächiger Schaum, sondern in Form von 17 gleichmäßig über die Breite A des Verteilnetzes 14 verteilten Raupen 1 auf die Materialbahn 2 aufgetragen. Um die Auftragsbreite anzupassen, können entsprechend der gewünschten Auftragsbreite die außerhalb der Auftragsbreite axial außenliegenden Auftragsdüsen 25 gesperrt werden, so dass der Schaum 1 lediglich über die entsprechend der Auftragsbreite notwendigen innenliegenden Auftragsdüsen ausgebracht wird. Dies kann bei einem für größere Auftragsbreiten geeigneten Verteilnetz 14 dazu führen, dass die nicht durchströmten axial außenliegenden Austrittsöffnungen 10 im Gehäuse 3 verstopfen.
  • Um dies zu vermeiden, kann die Verteilerwelle 11 analog zur Auftragsanordnung gemäß der ersten Ausführungsform gegen eine in Figur 8 gezeigte andere Verteilerwelle 11' ausgetauscht werden. Die andere Verteilerwelle 11' weist ein Verteilnetz 14 mit lediglich zwei Hierarchieebenen 16', 16" und einen kürzeren Auffangkanal 18 auf. Auf diese Weise wird das in das Verteilnetz 14 einströmende flüssige Medium 1 auf insgesamt vier Fluidströme gleichmäßig verteilt und strömt über den schmaleren Auffangkanal 18 in lediglich fünf Auftragsdüsen 25. Die axial außenliegenden Austrittsöffnungen 10 der nicht benötigten Auftragsdüsen 25, hier zwölf Auftragsdüsen 25, werden durch die andere Verteilerwelle 11' mit dem kürzeren Auffangkanal 18 nicht versorgt, so dass die nicht benötigten Austrittsöffnungen 10 und die verbundenen Auftragsdüsen 25 nicht verstopfen.
  • In Figur 9 ist eine vereinfacht dargestellte Auftragsanordnung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt, wobei Bauteile, die mit der Auftragsanordnung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung übereinstimmen, mit gleichen Bezugsziffern versehen sind, wie in den Figuren 1 bis 5.
  • Die Auftragsanordnung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von der Auftragsanordnung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung lediglich dadurch, dass an beiden Längsenden 26 des Auffangkanals 18 Abführleitungen 27 vorgesehen sind. Die beiden Abführleitungen 27 stehen in flüssigkeitsleitender Verbindung mit dem Auffangkanal 18, um eine Teilmenge des in dem Auffangkanal 18 zusammenströmenden Fluides 1 in das Reservoir zurückzuführen. Zur Regulierung der abzuführenden Teilmenge des Heißklebers 1 weisen beide Abführleitungen 27 eingangsseitig jeweils ein Ventil 28 auf.
  • Um einen gleichmäßigen Austritt des aufgeschäumten Heißklebers 1 aus den neun Austrittsöffnungen 10 zu gewährleisten, werden über die beiden stirnseitig an den Ablaufkanal 18 ansetzenden Abführleitungen 27 in dem Heißkleber 1 angesammelte Luft zusammen mit einer Teilmenge des flüssigen Mediums abgeführt. Entsprechend der Größe des Volumenstroms des abgeführten flüssigen Mediums kann der Druck, mit welchem das flüssige Medium 1 über die Zuführöffnung 8 in das Verteilnetz 14 strömt, erhöht werden, um einen gleichbleibenden Austritt des flüssigen Mediums 1 aus den neun Austrittsöffnungen 10 trotz der Abführung der Teilmenge zu gewährleisten.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    aufgeschäumter Heißkleber
    2
    Materialbahn
    3
    Gehäuse
    4
    Verteilkammer
    5
    Außenwandung
    6
    Längsende
    7
    Einführöffnung
    8
    Zuführöffnung
    9
    Zuführleitung
    10
    Austrittsöffnung
    11, 11'
    Verteilerwelle
    12
    Mantelfläche
    13
    Verteilkanal
    14
    Verteilnetz
    15
    Baumstruktur-förmiger Abschnitt
    16'
    erste Hierarchieebene
    16"
    zweite Hierarchieebene
    16'''
    dritte Hierarchieebene
    16''''
    vierte Hierarchieebene
    17'
    Verzweigungsstelle innerhalb erster Hierarchieebene
    17"
    Verzweigungsstelle innerhalb zweiter Hierarchieebene
    17'''
    Verzweigungsstelle innerhalb dritter Hierarchieebene
    18
    Auffangkanal
    19
    Flächenauftragsdüse
    20
    Mischer
    21
    Schraube
    22
    Sperrventil
    23
    Bypass-Leitung
    24
    Sperrventil
    25
    Auftragsdüse
    26
    Längsende
    27
    Abführleitung
    28
    Ventil
    A
    Längserstreckung
    B
    Breite
    F
    Flussrichtung
    L
    Laufrichtung
    X
    Längsrichtung

Claims (14)

  1. Auftragsanordnung zum Auftragen eines flüssigen Mediums (1) mit
    einem Gehäuse (3), in dem eine Verteilkammer (4) mit wenigstens einer Zuführöffnung (8) und wenigstens einer Austrittsöffnung (10) ausgebildet ist, und einem in der Verteilkammer (4) angeordneten Verteilmittel, das als eine zylindrische Verteilerwelle (11; 11') ausgebildet ist,
    wobei in einer Mantelfläche (12) der Verteilerwelle (11; 11') eine Vielzahl von radial außenseitig offenen Verteilkanälen (13) eingebracht ist, die ein sich über die Mantelfläche (12) der Verteilerwelle (11; 11') erstreckendes zusammenhängendes Verteilnetz (14) bilden,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Verteilnetz (14) eingangsseitig mit der wenigstens einen Zuführöffnung (8) und ausgangsseitig mit der wenigstens einen Austrittsöffnung (10) in flüssigkeitsleitender Verbindung steht und derart ausgebildet ist, dass das flüssige Medium (1) durch die radial außenseitig offenen Verteilkanäle (13) von der wenigstens einen Zuführöffnung (8) zur wenigstens einen Austrittöffnung (10) geleitet wird.
  2. Auftragsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    dass das Verteilnetz (14) zumindest abschnittsweise in Form einer Baumstruktur (25) mit wenigstens zwei Hierarchieebenen (16', 16", 16'", 16"") ausgebildet ist.
  3. Auftragsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
    dass in Flussrichtung (F) betrachtet die Anzahl der Verteilkanäle (13) innerhalb einer der Hierarchieebenen (16", 16'", 16"") stets größer ist als die Anzahl der Verteilkanäle (13) innerhalb der vorgelagerten Hierarchieebene (16', 16", 16'").
  4. Auftragsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
    dass in Flussrichtung (F) betrachtet eine Längserstreckung der Verteilkanäle (13) innerhalb einer der Hierarchieebenen (16", 16'", 16"") stets kleiner ist als eine Längserstreckung der Verteilkanäle (13) innerhalb der vorgelagerten Hierarchieebene (16', 16", 16"').
  5. Auftragsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
    dass in Flussrichtung (F) betrachtet ein Kanalquerschnitt der Verteilkanäle (13) innerhalb einer der Hierarchieebenen (16", 16'", 16"") stets kleiner ist als ein Kanalquerschnitt der Verteilkanäle (13) innerhalb der vorgelagerten Hierarchieebene (16', 16", 16'").
  6. Auftragsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Auffangkanal (18) vorgesehen ist, der in Flussrichtung (F) betrachtet zwischen dem Baumstruktur-förmig ausgebildeten Abschnitt (25) des Verteilnetzes (14) und der wenigstens einen Austrittsöffnung (10) angeordnet ist und eine Längserstreckung (A) aufweist, die größer ist als die Längserstreckung der Verteilkanäle (13).
  7. Auftragsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
    dass an zumindest einem Längsende (26) des Auffangkanals (18) eine Abführleitung (27) vorgesehen ist, die derart ausgebildet ist, dass eine Teilmenge des flüssigen Mediums (1) in Flussrichtung betrachtet vor Austritt aus der wenigstens einen Austrittsöffnung (10) aus dem Verteilnetz (14) abführbar ist.
  8. Auftragsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
    dass in Flussrichtung betrachtet vor der Verteilkammer (4) ein mit der Verteilkammer (4) in flüssigkeitsleitender Verbindung stehendes Reservoir für das flüssige Medium (1) vorgesehen ist, wobei die Abführleitung (27) zur Rückführung der Teilmenge des abgeführten flüssigen Mediums (1) in das Reservoir mit dem Reservoir verbunden ist.
  9. Auftragsanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    dass das Verteilnetz (14) symmetrisch ausgebildet ist.
  10. Auftragsanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    dass die Verteilkanäle (13) geradlinig verlaufend ausgebildet sind.
  11. Auftragsanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    dass die außenseitig offenen Verteilkanäle (13) außenseitig durch eine Wandung (5) des Gehäuses (3) begrenzt sind.
  12. Auftragsanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    dass die Verteilkammer (4) von außen zugänglich ausgebildet ist und das Verteilmittel (11; 11') austauschbar in der Verteilkammer (4) angeordnet ist.
  13. Auftragsanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Mischer (20) vorgesehen ist, der in Flussrichtung (F) betrachtet dem Verteilnetz (14) vorgeschaltet ist und mit der Verteilkammer (4) über die wenigstens eine Zuführöffnung (8) in flüssigkeitsleitender Verbindung steht.
  14. Auftragsanordnungsset mit einer Auftragsanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
    dass wenigstens zwei Verteilmittel (11; 11') mit unterschiedlichen Verteilnetzen (14) vorgesehen sind, die sich zumindest in der maximalen Längserstreckung (A) des Auffangkanals (18) voneinander unterscheiden, wobei eine beliebige der Verteilmittel (11; 11') in die Verteilkammer (4) einsetzbar ist.
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