KR20220020258A - 흡입기용 증기발생기 조립체를 제조하기 위한 방법 및 조립 프레임워크 - Google Patents
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Abstract
흡입기용 증기발생기 조립체(50)를 제조하기 위한 방법이 복수의 연결 스테이션(14)을 제공하는 단계, 및 각각의 연결 스테이션(14)에서 증기발생기 조립체(50)를 생산하기 위해서 각각의 연결 스테이션(14)에서 적어도 하나의 조립 단계를 수행하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 흡입기, 바람직하게 전자 담배용 증기발생기 조립체를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
EP 3 025 601 B1은, 전기 가열기의 연결부를 위한 전극들이 시트 금속 스트립으로부터 연속적으로 펀칭되는, 전자 담배용 증기발생기 카트리지를 제조하기 위한 방법을 개시한다.
JPS 61214544는 스탬핑된 그리드에 대한 반도체 요소의 전기 연결을 개시하고, 반도체 요소는 캡슐화되고(encapsulated) 싱귤레이팅된다(singulated).
본 발명의 과제는 증기발생기 조립체를 위한 효과적인 대량 생산 방법을 제공하는 것이고, 증기발생기는 전기적으로 신뢰 가능하게 연결되고 가능한 한 많이 열적으로 디커플링된다(decoupled).
본 발명은 독립 특허 청구항의 특징으로 이러한 과제를 해결한다.
본 발명에 따라, 복수의 연결 스테이션이 제공되고, 각각의 연결 스테이션에서 하나의 증기발생기 조립체를 생산하기 위해서, 적어도 하나의 조립 단계, 바람직하게 복수의 조립 단계가 각각의 연결 스테이션에서 실행된다.
특히 바람직한 실시형태에서, 연결 스테이션은 조립 프레임워크에 의해서 서로 연결된다. 조립 프레임워크는 유리하게 금속의, 벨트-형상이고/이거나 롤링 가능/롤링 불가능하다(unrollable). 조립 프레임워크에 의해서, 연속적인 벨트-유사 배열로 기계 프로세스하기 위한, 증기발생기를 위한 다수의 연결 스테이션들이 그에 따라 제공될 수 있다.
증기발생기의 전기 연결을 위해서, 예를 들어 금으로 제조된, 적어도 하나의 전기 전도성 연결 표면(본딩 표면)이 유리하게 각각의 연결 스테이션에서 제공된다.
조립 방법은 유리하게 증기발생기 지지부를 그러한 또는 각각의 연결 스테이션에 연결하는 조립 단계를 포함한다. 이는, 조립 프레임워크를 플라스틱 재료로 오버몰딩하는 것(overmolding)에 의해서 특히 유리하게 수행될 수 있다. 또한, 증기발생기를 그러한 또는 각각의 연결 스테이션에 연결하는 조립 단계가, 특히 접착제에 의해서, 유리하게 제공된다.
이어서, 각각의 증기발생기의 전기 연결이 유리하게, 그러한 또는 각각의 전기 전도성 연결 표면에 대한 전기 연결 및/또는 와이어링(wiring)에 의해서 이루어진다.
유리하게, 조립 방법은 이하의 조립 단계의 그룹 중 하나 이상을 포함한다: 심지 요소를 증기발생기 조립체 내에 배치하는 및/또는 그에 연결하는 단계; 유체 밀봉을 위한 적어도 하나의 밀봉 요소를 그러한 또는 각각의 증기발생기 조립체 내로 삽입하는 단계; 식별 요소를 증기발생기 조립체 내에 배치하는 및/또는 그에 연결하는 단계; 그러한 또는 각각의 증기발생기 조립체를 증기발생기 하우징으로 케이스 작업하는 단계(encasing); 통기부(vent)를 그러한 또는 각각의 증기발생기 조립체의 통기부 수용부에 연결하는 단계; 액체 탱크를 그러한 또는 각각의 증기발생기 조립체 상에 장착 및/또는 채우는 단계.
조립 프로세스의 적절한 지점에서, 적어도 부분적으로 조립된 증기발생기 조립체의 부분적인 싱귤레이션이, 특히 이를 일 측면 상에서 조립 프레임워크로부터 분리하는 것에 의해서, 수행될 수 있다. 그 후에, 미리-제조된 증기발생기 하우징이, 예를 들어, 증기발생기 조립체의 자유 단부 상으로 활주될 수 있다. 그러나, 사출 몰딩에 의해서 연결 스테이션에서 증기발생기 하우징을 또한 생산할 수 있다.
마지막으로, 증기발생기 조립체의 완전한 싱귤레이션이, 증기발생기 조립체를 조립 프레임워크로부터 완전히 분리하는 것에 의해서 수행되며, 따라서, 실시형태에 따라, 증기발생기 조립체, 증기발생기 유닛 또는 증기발생기 카트리지가 획득된다.
본 발명에 따른 조립 프레임워크는 유리하게 벨트-형상이고, 바람직하게 실질적으로 무한 방식으로 제공되며, 바람직하게 작업에 맞춘 방식(work-paced manner)으로, 조립 단계를 실행하도록 진행된다. 유리한 실시형태에서, 조립 프레임워크는 적어도 하나의, 유리하게 몇 개의 진행 방향으로 연장되는 길이방향 웹(web)을 포함하고, 연결 스테이션은 유리하게 길이방향 웹에 평행한 하나 이상의 행(row)으로 배열된다. 안내 요소들 또는 개구부들이 바람직하게 적어도 하나의 길이방향 웹 상에서 또는 내에서 주기적인 거리들에서 제공된다.
더 유리하게, 조립 프레임워크는, 각각의 연결 스테이션에서, 적어도 하나의 길이방향 웹으로부터 시작하여 횡방향으로 연장되는 적어도 하나의 횡방향 웹을 포함한다. 바람직한 실시형태에서, 적어도 하나의 횡방향 웹의 적어도 일부가 증기발생기 조립체 내에서 영구적으로 남아 있고, 유리하게, 최종 제품에서, 증기발생기의 전기 접촉을 위한 적어도 하나의 전기 연결부를 형성한다.
이하에서, 첨부 도면을 참조하여 바람직한 실시형태를 이용하여 본 발명을 설명한다.
도 1은 조립 프레임워크의 위로부터 본 사시도이다.
도 2는, 증기발생기 지지부가 연결 스테이션에 연결된, 조립 프레임워크의 위로부터 본 사시도이다.
도 3은, 증기발생기가 연결 스테이션에 연결된, 조립 프레임워크의 위로부터 본 사시도이다.
도 4는 증기발생기 지지부에 접착제를 도포하기 위한 프린팅 장치의 개략도이다.
도 5는 증기발생기 조립체의 횡단면도이다.
도 6은, 증기발생기가 전기적으로 연결된 또는 와이어링된 조립 프레임워크의 위로부터 본 사시도이다.
도 7은 식별 요소를 갖는 조립 프레임워크의 아래로부터 본 사시도이다.
도 8은, 증기발생기 조립체가 부분적으로 싱귤레이팅된 조립 프레임워크의 위로부터 본 사시도이다.
도 9는, 증기발생기 조립체가 부분적으로 싱귤레이팅된 조립 프레임워크의 아래로부터 본 사시도이다.
도 10은, 증기발생기 유닛을 형성하기 위해서 증기발생기 하우징이 부착된 조립 프레임워크의 위로부터 본 사시도이다.
도 11은, 증기발생기 카트리지를 형성하기 위해서 카트리지 하우징이 부착된 조립 프레임워크의 위로부터 본 사시도이다.
도 12는 싱귤레이팅된 증기발생기 카트리지의 사시도이다.
도 13은 싱귤레이팅된 증기발생기 카트리지의 횡단면도이다.
도 14는 다른 실시형태에서의 싱귤레이팅된 증기발생기 카트리지의 횡단면도이다.
도 15는 2배-폭의 조립 프레임워크의 상면도이다.
도 2는, 증기발생기 지지부가 연결 스테이션에 연결된, 조립 프레임워크의 위로부터 본 사시도이다.
도 3은, 증기발생기가 연결 스테이션에 연결된, 조립 프레임워크의 위로부터 본 사시도이다.
도 4는 증기발생기 지지부에 접착제를 도포하기 위한 프린팅 장치의 개략도이다.
도 5는 증기발생기 조립체의 횡단면도이다.
도 6은, 증기발생기가 전기적으로 연결된 또는 와이어링된 조립 프레임워크의 위로부터 본 사시도이다.
도 7은 식별 요소를 갖는 조립 프레임워크의 아래로부터 본 사시도이다.
도 8은, 증기발생기 조립체가 부분적으로 싱귤레이팅된 조립 프레임워크의 위로부터 본 사시도이다.
도 9는, 증기발생기 조립체가 부분적으로 싱귤레이팅된 조립 프레임워크의 아래로부터 본 사시도이다.
도 10은, 증기발생기 유닛을 형성하기 위해서 증기발생기 하우징이 부착된 조립 프레임워크의 위로부터 본 사시도이다.
도 11은, 증기발생기 카트리지를 형성하기 위해서 카트리지 하우징이 부착된 조립 프레임워크의 위로부터 본 사시도이다.
도 12는 싱귤레이팅된 증기발생기 카트리지의 사시도이다.
도 13은 싱귤레이팅된 증기발생기 카트리지의 횡단면도이다.
도 14는 다른 실시형태에서의 싱귤레이팅된 증기발생기 카트리지의 횡단면도이다.
도 15는 2배-폭의 조립 프레임워크의 상면도이다.
특히 벨트-형상의 조립 프레임워크(10)가, 제조 기계 내에서 프로세스될 때의 진행 방향(V)에 상응하는 길이방향(V)을 따라 연속적으로 또는 준-무한적으로 연장된다. 도 1은 완전한 조립 프레임워크(10)의 일부 만을 도시한다. 조립 프레임워크(10)는 하나 이상의 조립 기계에서 연속적으로 프로세스되도록 의도되고 배열되며; 이에 대해서는 이하에서 더 구체적으로 설명할 것이다. 조립을 위해서, 조립 프레임워크(10)는 조립 기계 또는 기계들 내에서 진행 방향(V)으로 진행된다. 유리하게, 조립 프레임워크(10)는 롤로부터 풀리며(unwound), 그에 따라 유리하게 롤링될 수 없고/없거나 롤링될 수 있다. 예를 들어, 개별적인 조립 단계들 또는 개별적인 조립 기계들이 상이하게 타이밍되는(timed) 경우에, (조립 기계에서의) 조립 단계의 완료 후에 조립 프레임워크(10)를 다시 롤링하는 것 그리고 (가능하게는 후속 조립 기계에서의) 후속 조립 단계를 위해서 다시 풀림되는 것이 유리할 수 있다. 예를 들어, 연속적인 프로세스를 가능하게 하기 위해서 및/또는 롤링 크기를 변경하기 위해서, 펀칭 및/또는 스플라이싱(splicing)에 의해서, 예를 들어 용접에 의해서, 개별적인 벨트들이 제조 프로세스 중에 임의의 길이로 변경될 수 있다.
조립 프레임워크(10)는 여기에서, 예를 들어, 유리하게 서로 평행하게 배열되는, 진행 방향으로 연속적으로 또는 준-연속적으로 연장되는 2개의 길이방향 웹(11, 12)을 포함한다. 다른 실시형태에서, 단지 하나의 길이방향 웹 또는 2개 초과의 길이방향 웹(도 15 참조)이 제공될 수 있다. 길이방향 웹 또는 웹들(11, 12)은 조립 프레임워크(10)를 기계 내에서 운반 또는 진행시키는 역할을 하고, 이러한 목적을 위해서, 예를 들어 기계의 상응하는 안내 부품이 결합되는, 길이방향(V)을 따라 규칙적인 간격으로 위치되는 안내 요소들 또는, 여기에서와 같이, 안내 개구부들(13)을 포함할 수 있다.
조립 프레임워크(10)의 길이방향 또는 진행 방향을 따라서, 연결 스테이션들(14)이 연속적으로 그리고 규칙적인 간격으로 형성된다. 도 1에서, 예를 들어, 5개의 연결 스테이션(14)이 도시되어 있다. 각각의 연결 스테이션(14)은 각각의 흡입기를 위한 상응하는 증기발생기 조립체를 제조하기 위해서 이용된다. 각각의 연결 스테이션(14)은 유리하게, 길이방향 웹(11, 12)에 대해서 횡방향으로 연장되는 하나 이상의 횡방향 웹(15, 16)에 의해서 형성된다. 조립 프레임워크(10)는 유리하게 하나의 길이방향 웹(11)으로부터 다른 길이방향 웹(12)까지 연장되는 연속적인 횡방향 웹(15)을 포함하고, 그에 의해서 조립 프레임워크(10)를 함께 유지한다. 유리하게, 적어도 하나의 횡방향 웹(15), 그리고 더 유리하게 복수의 횡방향 웹(15), 예를 들어 2개의 연속적인 횡방향 웹(15)이 연결 스테이션(14)마다 제공된다.
또한, 단지 하나의 길이방향 웹(11)으로부터 시작하여, 연속적으로 연장되지 않는, 즉 다른 길이방향 웹(12)까지 연장되지 않는, 적어도 하나의 횡방향 웹(16)이 연결 스테이션(14)마다 제공될 수 있다.
이격부재(17)가 그러한 또는 각각의 연속적인 횡방향 웹(15) 상에 제공되어, 유리하게 각각의 2개의 연결 스테이션들(14) 사이에서 길이방향(V)으로 연장될 수 있고 각각의 연결 스테이션들(14) 사이의 거리를 형성 및/또는 유지할 수 있다.
조립 프레임워크(10)는 유리하게 전도성 재료, 특히 금속을 포함하고, 유리하게 가공성과 관련하여 굽혀질 수 있다. 유리한 실시형태에서, 조립 프레임워크(10)는 시트 금속으로 제조되고, 예를 들어, 시트 금속으로부터 스탬핑되고 이어서 스탬핑된 그리드(stamped grid)를 형성한다. 전도성일 수 있거나 금속 코팅될 수 있는, 비-금속 재료, 예를 들어 플라스틱이 조립 프레임워크(10)를 위해서 이용될 수 있다.
이하에서, 도 2 내지 도 14를 참조하여, 증기발생기 조립체(50)의 생산을 설명한다.
예비 단계에서, 조립 프레임워크(10)가 예를 들어 롤링에 의해서 생산된다. 그 후에, 조립 프레임워크(10)는, 예를 들어 스탬핑에 의해서 가공될 수 있는 형상으로 형성된다(도 1 참조).
그 후에, 조립 프레임워크(10)의 적어도 부분적인 표면 마감 또는 전기 도금이, 재료 도포, 엠보싱 가공 및/또는 폴리싱에 의해서 선택적으로 실행될 수 있다. 예를 들어, 스탬핑된 조립 프레임워크(10)가 플라스틱으로 오버몰딩될 수 있고, 이어서 플라스틱은 전기 도금에 의해서 하류의 금 도금을 위한 마스크로서의 역할을 할 수 있다.
도 2에 따른 조립 단계에서, 증기발생기 지지부(20)가 조립 프레임워크(10)로부터 시작하는 각각의 연결 스테이션(14)에 연결된다. 증기발생기 지지부(20)는 유리하게 적합한 플라스틱, 예를 들어 PEEK로 구성될 수 있고, 유리하게 300 ℃까지 탈가스에 대해서 내성을 가질 수 있다. 증기발생기 지지부(20)를 생산하기 위해서, 예를 들어, 상응하는 연결 스테이션(14)에서 조립 프레임워크(10), 특히 하나 이상의 횡방향 웹(15, 16)이 오버몰딩될 수 있다. 이를 위해서, 조립 프레임워크(10)(도 1 참조)는, 예를 들어, 롤로부터 당겨져 풀리고, 다수의 사출 몰드(미도시)를 통과한다. 예를 들어 금으로 제조되는, 적어도 하나의 전기 연결 표면(18)이 조립 프레임워크(10) 내에, 특히 적어도 하나의 횡방향 웹(15) 내에 제공될 수 있다.
조립 프레임워크(10)가 연결 스테이션(14)에서 오버몰딩된 후에, 조립 프레임워크(10)는 길이방향(V)으로 계속 안내된다. 사출 몰드를 빠져 나간 후에, 증기발생기 지지부(20)가 부착된, 도 2에 도시된 조립 프레임워크(10)는 롤 상으로 롤링되거나 인-라인으로 추가적으로 프로세스된다. 인-라인으로 추가적으로 프로세스되는 경우에, 도 2에 도시된 조립 프레임워크(10)의 중간 저장 동안 버퍼(buffer)가 유리하게 제공되는데, 이는 사출 몰드 장치의 프로세싱 속력 및 후속 프로세싱 장치의 프로세싱 속력이 일반적으로 상이할 수 있기 때문이다.
다른 방법이 가능하고, 예를 들어, 증기발생기 지지부(20)가 사출 몰딩에 의해서 미리 제조될 수 있고, 상응하는 연결 스테이션(14)에서 조립 프레임워크(10) 내로 클립 결합될(clipped) 수 있다. 증기발생기 지지부(20)는 또한, 세라믹 또는 복합 재료와 같은 다른 재료로 제조될 수 있다.
도 3에 따른 후속 조립 단계에서, 증기발생기(21)가, 각각의 연결 스테이션(14)에서, 예를 들어 증기발생기 지지부(20)의 함몰부(도 2 참조) 내에 배치되고 증기발생기 지지부(20)에 연결된다. 이를 위해서, 증기발생기 지지부(20)를 구비한 조립 프레임워크(10)(도 2 참조)가, 예를 들어, 롤로부터 당겨져 풀리고, 도시되지 않은 배치 및 연결 도구를 통해서 안내된다. 대안적으로, 이러한 조립 단계는 또한 배치 모드(batch mode)(배치 동작)로 수행될 수 있다.
증기발생기 지지부(20)에 대한 증기발생기(21)의 연결은, 예를 들어, 접착제(22)에 의해서 이루어질 수 있다. 일 실시형태에서, 접착제(22)는, 도포 장치(23)에 의해서, 증기발생기 지지부(20)에 인-라인으로, 즉 제조 프로세스 중에 도포될 수 있다. 도포 장치(23)는, 예를 들어, 패드 프린팅을 위한 복수의, 예를 들어, 4개의 프린트 스탬프(25)를 갖는 바퀴-형상의 프린트 헤드(24)를 포함할 수 있고, 이에 대해서는 도 4를 참조한다. 다른 접착제 도포 장치도 이용될 수 있다. 접착제(22)는 유리하게 적어도 300 ℃까지의 온도 내성 및 독성 연무에 대한 탈가스 내성뿐만 아니라, 증발 액체에 대한 내성을 갖는다.
접착제(22)는, 증기발생기(21)가 접착제(22)를 통해서 증기발생기 지지부(20)에 결합되기 전에, (도 4에서와 같이) 증기발생기 지지부(20)에 도포될 수 있다. 유리하게, 증기발생기(21)가 접착제(22)를 통해서 증기발생기 지지부(20)에 결합되기 전에, 접착제(22)가 증기발생기(21)에 도포될 수 있다. 먼저 증기발생기(21)를 증기발생기 지지부(20) 상에 배치하고 이어서, 예를 들어 액체 형태의, 접착제(22)를 분배하는 것이 또한 유리할 수 있다. 접착제(22)는 증기발생기(21)의 전방 측면 상에 및/또는 외부 측면 상에 배열될 수 있다.
후속 단계에서, 접착제(22)가 경화된다. 이는 공기 중의 건조에 의해서 또는 유리하게, 특히 오븐 내에서, 열을 인가하는 것에 의해서 이루어질 수 있다. 대안적으로, UV-경화성 접착제(22)를 또한 이용할 수 있고, 이는 이어서 UV 복사선에 의해서 경화된다. 경화는 배치-방식으로 또는 연속적인 프로세스로, 예를 들어 연속적인 오븐 내에서 실행될 수 있다.
배치 및 연결 도구를 빠져 나간 후에, 증기발생기(21)가 부착된, 도 3에 도시된 조립 프레임워크(10)는 롤 상으로 롤링되거나 인-라인으로 추가적으로 프로세스된다. 인-라인으로 추가적으로 프로세스되는 경우에, 도 3에 도시된 조립 프레임워크(10)의 중간 저장 동안 버퍼가 유리하게 제공되는데, 이는 배치 및 연결 도구의 프로세싱 속력 및 후속 프로세싱 장치의 프로세싱 속력이 일반적으로 상이할 수 있기 때문이다.
유리한 실시형태에서, 증기발생기(21)는 증기발생기 지지부(20)의 후방에 부착된다. 이러한 것이 도 5에 가장 잘 도시되어 있다. 따라서, 예를 들어 링-형상인 접착제(22)가 증기발생기(21)의 증기 배출구 측면 상에 배열되고, 증기발생기 지지부(20)의 후방 측면에, 즉 도 3에 따른 도면에서 하부측으로부터 결합된다. 증기발생기(21)의 이러한 후방-측면 배열은, 이하에서 설명되는, 증기발생기(21)와 심지 요소(27) 사이의 힘이 접착제(22)의 접착 결합을 약화시키지 않는 그리고 그에 따라 접착제(22)에 관한 요건이 엄격하지 않을 수 있다는 장점을 갖는다.
도 6에 도시된 바와 같은 후속 조립 단계에서, 각각의 증기발생기(21)는 전기 라인(28)에 의해서 와이어링 장치 내에서 전기적으로 결합되거나 와이어링된다(와이어-결합된다). 이를 위해서, 증기발생기(21)를 구비한 조립 프레임워크(10)(도 3 참조)가, 예를 들어, 롤로부터 당겨져 풀리고, 도시되지 않은 와이어링 장치를 통해서 연속적으로 공급된다. 대안적으로, 전기 연결은 또한 배치 방식으로(즉, 배치 동작으로) 실행될 수 있다. 증기발생기(21)의 전기 연결은 유리하게, 증기발생기(21)를 형성하는 가열 저항기의 2개의 전기 연결부가, 도 6에 도시된 바와 같이, 하나 이상의, 예를 들어 3개의 전기 라인(28) 또는 연결 와이어를 통해서, 예를 들어 납땜에 의해서, 횡방향 웹(15)에 각각 연결되는 방식으로, 실행된다. 라인(28)은, 예를 들어, 금 또는 알루미늄으로 제조될 수 있으나, 강 와이어 또는 다른 적합한 재료도 배제되는 것은 아니다. 횡방향 웹(15)의 일부가 증기발생기 조립체(50) 내에 영구적으로 남고, 최종 제품에서, 증기발생기 조립체(50)를 흡입기의 기부 부분에 연결하기 위한 전기 연결부(48)를 형성하며, 이에 대해서는 도 12 및 도 13을 참조한다. 도 13으로부터 확인될 수 있는 바와 같이, 전기 라인(28)은 유리하게, 효율적인 냉각을 위해서, 통기 개구부(47)와 플랜지(40) 내의 대향 면 개구부(30) 사이에서 증기발생기 하우징(51)을 통해서 연장되는 공기 채널(26) 내에 배열된다. 유리하게, 증기발생기 카트리지(52)를 흡입기의 기부 부분에 연결하기 위한 전기 연결부(48)가 면 개구부(30)를 통해 플랜지(40)를 통해서 외측으로 연장된다.
도 7에 따른 동작 단계에서, 식별 요소(29)(ID 칩)가 각각의 증기발생기 조립체(50) 또는 증기발생기 지지부(20) 내로 삽입될 수 있다. 식별 요소(29)는 상응하는 증기발생기(21)를 고유하게 식별하기 위해서 이용되고, 예를 들어, 디지털 식별자가 내부에 저장된, RFID 요소, NFC 요소, 또는 디지털 메모리 장치(예를 들어, EEPROM)일 수 있다. 식별자 요소(29)가 전기적으로 결합되는 경우에, 이는 유리하게 전술한 와이어링 장치 내의 와이어링에 의해서 이루어질 수 있다. 식별 요소(29)의 배치 및 부착은 도 3에 따른 조립 단계에서, 그 이전의 조립 단계에서, 또는 그 이후의 조립 단계에서 이루어질 수 있다.
조립 프로세스에서의 적합한 시간에, 증기발생기 조립체(50)의 부분적인 싱귤레이션이 도 8에 도시된 바와 같이 선택적으로 수행될 수 있다. 증기발생기 조립체가 양 측면 상에서 유지되는 본 실시형태에서, 이는, 길이방향 웹(12) 중 하나가 조립 프레임워크(10)로부터 제거되고 증기발생기 조립체들(50)이 나머지 길이방향 웹(11)의 일 측면 상에서만 유지된다는 것을 의미한다. 싱귤레이션은, 예를 들어, 펀칭에 의해서 이루어질 수 있다. 조립 프레임워크(10) 또는 횡방향 웹(15)은 상응하는 미리 결정된 파괴 지점을 포함할 수 있다. 부분적인 싱귤레이션 중에, 증기발생기 지지부(20)의 사출 몰딩으로부터의 임의의 거스러미(burr)가 또한 제거될 수 있고 정확도가 증가될 수 있다. 도 7은 부분적인 싱귤레이션 후의 조립 프레임워크(10)를 이미 도시하고 있다.
유리하게, 도 9에 도시된 바와 같은 추가적인 조립 단계에서, 심지 요소(27)가 각각의 증기발생기 조립체(50) 상에 또는 각각의 증기발생기 지지부(20) 상에 배치되고 그에 결합된다. 심지 요소(27)는 최종 제품에서 증발시키고자 하는 액체를 모세관력에 의해서 액체 저장용기(31)(도 13 참조)로부터 증기발생기(21)로 운반하기 위해서 이용된다. 이를 위해서, 심지 요소(27)는 유리하게 평면형으로 배치된다. 심지 요소(27)를 배치하기 위해서, 분리될 수 있고 증기발생기(21)를 구비할 수 있는, 조립 프레임워크(10)(도 3 참조)가, 예를 들어, 롤로부터 당겨져 풀리고, 도시되지 않은 배치 장치를 통해서 연속적으로 안내된다. 대안적으로, 전기 연결은 또한 배치식으로(즉, 배치 동작으로) 이루어질 수 있다.
심지 요소(27)는 유리하게, 증기발생기(21)와 유체-전달 연결되게, 증기발생기 지지부(20)의 심지 수용부(33) 또는 중공형 공간(공동) 내에 배치된다. 부직 직물, 예를 들어 유리 섬유 부직 직물이 선택적으로 심지 요소(27)와 증기발생기(21) 사이에 배치될 수 있다. 심지 요소(27)는 예를 들어 세라믹으로 제조될 수 있다. 심지 요소(27)를 심지 수용부(33) 내에 고정하는 것은, 예를 들어, 심지 요소(27)가 심지 수용부(33)에 비해서 크기가 더 클 때, 예를 들어 클램프에 의해서 이루어질 수 있다. 대안적으로, 심지 요소(27)를 심지 수용부(33) 내에 고정하는 것은, 예를 들어 외측으로부터, 또는 심지 요소(27)와 심지 수용부(33) 사이에서, 또는 심지 요소(27)와 증기발생기 사이에서 접착제에 의해서 이루어질 수 있고, 후자의 경우에 접착제는 유리하게 경화시에 수축되고, 그에 따라 심지 요소(27)는 증기발생기에 대항하여(against) 영구적으로 가압된다(pressed). 심지 요소(27)를 심지 수용부(33) 내에 고정하기 위해서 접착제가 이용되는 경우에, 접착제는 후속 단계에서 경화된다. 이는 공기 중의 건조에 의해서 또는 유리하게, 특히 오븐 내에서, 열을 인가하는 것에 의해서 이루어질 수 있다. 대안적으로, UV-경화성 접착제를 또한 이용할 수 있고, 이는 이어서 UV 복사선에 의해서 경화된다. 경화는 배치-방식으로 또는 연속적인 프로세스로, 예를 들어 연속적인 오븐 내에서 실행될 수 있다.
배치 장치를 떠난 후에, 심지 요소(27)가 배치된, 도 9에 도시된 조립 프레임워크(10)는 롤 상으로 롤링되거나 인-라인으로 추가적으로 프로세스된다. 인-라인으로 추가적으로 프로세스되는 경우에, 도 9에 도시된 조립 프레임워크(10)의 중간 저장을 위해서 버퍼가 유리하게 제공된다.
도 5에 도시된 실시형태에서, 하부 쉘(lower shell)(32)이 증기발생기 지지부(20)의 하부측에 제공된다. 하부 쉘(32)은, 예를 들어, 증기발생기 지지부(20)에 클립 결합되거나 증기발생기 지지부(20)에 달리 연결될 수 있는, 별도의 부분을 포함할 수 있다. 대안적으로, 하부 쉘(32)은 동일 사출 몰딩 프로세스에서 증기발생기 지지부(20)와 일체로 형성될 수 있다. 하부 쉘(32)을 갖는 실시형태에서, 심지 요소(27)가 적어도 부분적으로 하부 쉘(32) 내에 배치될 수 있다.
조립을 위해서, 심지 요소(27)는 먼저 증기발생기 지지부(20)의 수용부(33) 내에 배치된다. 이어서, 하부 쉘(32)의 액체 유입 개구부(36)를 밀봉하기 위해서, 예를 들어 밀봉 링 형태의 탄성중합체 밀봉 요소(34)가 액체 유입 개구부(36) 주위에서 중공형 공간(35) 내에 배열될 수 있다. 그 후에, 증기발생기 지지부(20)와 증기발생기(21)의 조립체가, 예를 들어 조립 프레임워크(10)를 하강시키는 것 또는 굽히는 것에 의해서, 하부 쉘(32) 상에 배치될 수 있다. 대안적으로, 하부 쉘(32)은, 예를 들어 조립 로봇에 의해서, 증기발생기 지지부(20)에 부착될 수 있다. 조립될 때, 밀봉 요소(34)는 유리하게, 증기발생기(21)에 대항하여, 영구적인 탄성력을 심지 요소(27)에 가한다.
심지 요소(27)는 횡단면이 둥글 수 있거나, 임의의 다른 적합한 횡단면 형상을 가질 수 있다. 심지 요소(27)의 횡단면 형상은 증기발생기(21)의 형상에 맞춰 구성될 수 있다. 하부 쉘(32)은 밀봉을 위해서 증기발생기 지지부(20)에 결합될 수 있다. 그에 의해서, 식별 요소(29)가 위조-방지 방식(tamper-proof manner)으로 캡슐화될 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같은 후속 조립 단계에서, 증기발생기 하우징(37)이 증기발생기 조립체(50)에 연결되어 증기발생기 유닛(51)을 형성한다. 증기발생기 하우징(37)은 유리하게, 2개의 단부 면(38, 39) 및 쉘 부분(43)을 갖는, 세장형이고, 전기 인터페이스(49)를 위한 플랜지(40)가 유리하게 단부 면(38) 상에 제공될 수 있고/있거나, 후술되는 통기부(42)에 대한 연결을 위해서, 통기부 수용부(41)가 유리하게 단부 면(29) 상에 제공될 수 있다. 증기발생기 하우징(37)은 유리하게 적합한 플라스틱, 예를 들어 폴리프로필렌으로 제조될 수 있다.
조립을 위해서, 도 10에 도시된 바와 같이, 증기발생기 하우징(37)이 유리하게 증기발생기 조립체(50) 위로 활주될 수 있다. 삽입된 상태에서, 횡방향 웹(15, 16)은 유리하게 증기발생기 하우징(37)을 넘어서 외측으로 돌출되고, 그에 따라 후속되는 싱귤레이션 이후에, 횡방향 웹(15, 16)은 흡입기의 기부 부분을 전기 인터페이스를 형성하며, 이에 대해서는 도 12를 참조한다.
증기발생기 하우징(37)을 증기발생기 지지부(20)에 대항하여 밀봉하기 위해서, 예를 들어, 접착제가, 삽입 전에, 특히 큰 면적에 걸쳐, 증기발생기 하우징(37) 및/또는 증기발생기 지지부(20)에 도포될 수 있다. 대안적으로, 접착제가, 예를 들어, 통기부 장착부(41) 내의 통기 개구부(47)를 통해서, 또는 액체 탱크(44) 내의 부가적인 개구부를 통해서, 증기발생기 지지부(20) 내에 제공된 홈 내로 국소적으로 도포되거나 가압될 수 있다. 또한, 밀봉 홈이, 열처리에 의해서, 예를 들어 초음파 용접 또는 열음파 용접(thermosonic welding)에 의해서, 바람직하게 외측으로부터 심지 요소(27) 주위에 국소적으로 용접될 수 있다. 용접은, 예를 들어, 레이저 빔에 의한 액체 탱크(44)를 통한 복사에 의해서, 효율적으로 이루어질 수 있다. 증기발생기 하우징(37)을 증기발생기 지지부(20)에 대항하여 밀봉하는 것은, 증발 액체가 심지 요소(27) 주위의 공간 내로만 유동할 수 있게 보장한다. 증기발생기 측에서, 증기발생기(21)의 기공들에 의해서 밀폐성(tightness)이 달성된다.
도 14에 따른 대안적인 실시형태에서, 심지 요소(27)는 먼저 증기발생기 지지부(20)의 심지 수용부(33) 내로 삽입된다. 증기발생기 하우징(37)은 유리하게, 특히 사출-몰딩된, 2개의 구성요소로 제조되고, 예를 들어 액체 실리콘 또는 다른 적합한 탄성중합체 재료로 이루어진 밀봉 요소(19)가, 예를 들어 PP로 제조된, 증기발생기 하우징(37)의 실제 기부 본체에 더하여, 조립된 상태에서 심지 수용부(33)가 배열되는 영역 내에 삽입된다. 증기발생기 조립체(50)가 증기발생기 하우징(37) 내로 삽입될 때, 탄성중합체 밀봉 요소(19)가 압축되고, 심지 요소(27) 상으로 밀봉 힘을 영구적으로 가한다.
2개-구성요소 증기발생기 하우징(37, 19) 설계에 대한 대안으로서, 별도의 밀봉 링이 밀봉 요소(19)로서 제공될 수 있고, 그러한 밀봉 링은, 예를 들어, 증기발생기 하우징(37)을 통해서 압착된다.
증기발생기 조립체(50)를 증기발생기 하우징(37) 내에 삽입하는 것은, 개별적으로, 순차적으로, 또는 배치-방식으로 이루어질 수 있다. 순차적인 생산의 경우에, 복수의 증기발생기 하우징들(37)이 바람직하게 웹에 의해서 연결되고, 예를 들어 사출 몰딩에 의해서, 연결 스테이션(12)에 상응하는 간격으로 생산된다.
증기발생기 카트리지(52)를 완성하기 위해서, 통기부(42)가 증기발생기 유닛(51)의 상응하는 통기부 수용부(41)에 연결되고, 예를 들어 그 내부에 삽입되고, 이어서 액체 탱크(44)가 통기부(42) 및 증기발생기 유닛(51) 위로 활주되고, 예를 들어 용접 또는 결합에 의해서, 액밀 방식(liquid-tight manner)으로 단부 플랜지(40)에 연결된다. 액체 탱크(44)는 유리하게 원통형이고, 바람직하게 쉘 요소(45) 및 단부 면 부분(46)을 포함하고, 그러한 단부 면 부분(46)은 증기발생기 유닛(51) 또는 증기발생기-측 인터페이스(40)에 대향되는 쉘 요소(45)의 단부 면을 폐쇄하기 위한 및/또는 증기발생기 유닛(51)에 대향되는 통기부(42)의 단부를 유지하기 위한 것이고, 이에 대해서는 도 13을 참조한다. 마지막으로, 액체 탱크(44) 내측에 형성된 액체 저장용기(31)를 증기화 액체로 충진하는 것이, 예를 들어, 카트리지 하우징(44) 내의 충진 개구부를 통해서 이루어질 수 있다. 또한, 평면형 전기 인터페이스(49)가 요구되는 경우에, 예를 들어, 증기발생기 조립체(50) 또는 증기발생기 유닛(51)의 중앙 평면 내에 위치될 수 있는 전기 콘택(48)이 접힐 수 있다.
마지막으로, 증기발생기 유닛(51)을 조립 프레임워크(10) 또는 길이방향 웹(들)(11)로부터 분리하는 것에 의해서 증기발생기 유닛(51)을 싱귤레이팅하는 단계가 이어지고, 그에 의해서, 조립 프로세스에서의 싱귤레이션의 타이밍에 따라, 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 개별적인 증기발생기 조립체(50), 개별적인 증기발생기 유닛(51), 또는 개별적인 증기발생기 카트리지(52)가 획득된다.
도 15에 따른 실시형태는, 조립 프레임워크(10)가 2개 초과의, 여기에서 예를 들어 3개의 평행한 길이방향 웹(11, 12, 53)을 포함할 수 있다는 것을 보여주고, 길이방향 웹(12)은 중앙에 배열되고, 길이방향 웹(11, 53)은 측방향에 배열된다. 이러한 방식으로, 2개의 트랙이 형성되고, 각각의 트랙은 직렬로 배열된 연결 스테이션들(14)을 가지며, 그에 따라 이는 2배-폭 조립 프레임워크(10)이다. 또한, 도 15에 따른 조립 프레임워크(10)는 도 6에 따른 조립 프레임워크(10)와 동일한 제조 상태(몰딩된 증기발생기 지지부(20), 연결되고 와이어링된 증기발생기(21))에 있고, 그에 따라 도 15에 관한 추가적인 설명은 필요하지 않을 수 있다.
증기발생기(21)는 유리하게, 개시 내용이 해당 범위까지 본원에 포함되는 DE 10 2016 120 803 A1에서 설명된 바와 같은, 예를 들어 전도부(conduction) 또는 마이크로-채널을 갖는, 미세전자기계적 시스템(microelectromechanical system)(MEMS)으로서 설계된다. 유리하게, 이는, 가능하게는 도핑된, 미세채널을 구비하는 평판형 규소 가열기를 포함한다. 생체 공학적 메시(bionic mesh)와 같은, 생체 공학적 또는 모세관-유사 가열기 구조물이 또한 증기발생기(21)를 위해서 이용될 수 있다. 개시 내용이 해당 범위까지 본원에 포함되는 DE 10 2017 111 119 A1에서 설명된 바와 같은 가열 구조물을 갖는 증기발생기(21)가 또한 이용될 수 있다. 일반적으로, 본 발명은 특정 유형의 증기발생기(21)로 구속되지 않는다.
10
조립 프레임워크
11 길이방향 웹
12 길이방향 웹
13 안내 개구부
14 연결 스테이션
15, 16 횡방향 웹
17 이격 부재
18 연결 표면
19 밀봉 요소
20 증기발생기 지지부
21 증기발생기
22 접착제
23 도포 장치
24 프린트 헤드
25 프린트 스탬프
26 공기 채널
27 심지 요소
28 전기 라인
29 디지털 식별 요소
30 단부 면 개구부
31 액체 저장용기
32 하부 쉘
33 심지 수용부
34 밀봉 요소
35 중공형 공간
36 액체 유입 개구부
37 증기발생기 하우징
38, 39 단부 면
40 플랜지
41 통기부 수용부
42 통기부
43 쉘 부분
44 카트리지 하우징
45 쉘 요소
46 단부 면 부분
47 통기 개구부
48 전기 연결부
49 전기 인터페이스
50 증기발생기 조립체
51 증기발생기 유닛
52 증기발생기 카트리지
53 길이방향 웹
11 길이방향 웹
12 길이방향 웹
13 안내 개구부
14 연결 스테이션
15, 16 횡방향 웹
17 이격 부재
18 연결 표면
19 밀봉 요소
20 증기발생기 지지부
21 증기발생기
22 접착제
23 도포 장치
24 프린트 헤드
25 프린트 스탬프
26 공기 채널
27 심지 요소
28 전기 라인
29 디지털 식별 요소
30 단부 면 개구부
31 액체 저장용기
32 하부 쉘
33 심지 수용부
34 밀봉 요소
35 중공형 공간
36 액체 유입 개구부
37 증기발생기 하우징
38, 39 단부 면
40 플랜지
41 통기부 수용부
42 통기부
43 쉘 부분
44 카트리지 하우징
45 쉘 요소
46 단부 면 부분
47 통기 개구부
48 전기 연결부
49 전기 인터페이스
50 증기발생기 조립체
51 증기발생기 유닛
52 증기발생기 카트리지
53 길이방향 웹
Claims (15)
- 흡입기용 증기발생기 조립체(50)를 제조하기 위한 방법에 있어서,
복수의 연결 스테이션(14)을 제공하는 단계, 및 각각의 연결 스테이션(14)에서 증기발생기 조립체(50)를 제조하기 위해서 각각의 연결 스테이션(14)에서 적어도 하나의 조립 단계를 수행하는 단계를 특징으로 하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 연결 스테이션(14)이 조립 프레임워크(10)에 의해서 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 조립 프레임워크(10)에 플라스틱 재료를 오버몰딩하는 것에 의해서, 증기발생기 지지부(20)를 상기 또는 각각의 연결 스테이션(14)에 연결하는 조립 단계를 포함하는, 방법. - 제1항에 있어서,
접착제(22)에 의해서, 증기발생기(21)를 상기 또는 각각의 연결 스테이션(14)에 연결하는 조립 단계를 포함하는, 방법. - 제1항에 있어서,
각각의 연결 스테이션(14)에서 적어도 하나의 전기 전도성 연결 표면(18)을 제공하는 조립 단계를 포함하는, 방법. - 제5항에 있어서,
상기 증기발생기(21)를 상기 또는 각각의 전기 전도성 연결 표면에 전기적으로 연결하는 및/또는 와이어링하는 조립 단계를 포함하는, 방법. - 제1항에 있어서,
적어도 부분적으로 조립된 증기발생기 조립체(50)를 상기 조립 프레임워크(10)로부터 분리하는 것에 의해서, 상기 적어도 부분적으로 조립된 증기발생기 조립체(50)를 적어도 부분적으로 싱귤레이팅하는 조립 단계를 포함하는, 방법. - 제1항에 있어서,
심지 요소(27)를 상기 또는 각각의 증기발생기 조립체(50) 내에 배치하는 및/또는 그에 연결하는 조립 단계;
유체 밀봉을 위해서 적어도 하나의 밀봉 요소(19, 34)를 상기 또는 각각의 증기발생기 조립체(50) 내에 또는 상에 배치하는 조립 단계;
식별 요소(29)를 상기 또는 각각의 증기발생기 조립체(50) 내에 배치하는 및/또는 그에 연결하는 조립 단계;
상기 또는 각각의 증기발생기 조립체(50)를 증기발생기 하우징(37)으로 둘러싸는 조립 단계;
통기부(42)를 상기 또는 각각의 증기발생기 조립체(50)의 통기부 수용부(41)에 연결하는 조립 단계;
액체 탱크(44)를 상기 또는 각각의 증기발생기 조립체에 장착하는 및/또는 충진하는 조립 단계의 그룹 중 하나 이상을 포함하는, 방법. - 제1항에 있어서,
상기 조립 프레임워크(10)가, 바람직하게 실질적으로 무한 방식으로 제공되는, 벨트-형상이고, 바람직하게 작업-시간 맞춤 방식(work-clocked manner)으로, 조립 단계를 수행하도록 진행되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 조립 방법을 실행하기 위한 적어도 하나의 조립 장치에서 이용하기 위한 조립 프레임워크(10).
- 제10항에 있어서,
조립 프레임워크(10)가 금속의, 벨트-형상이고/이거나 롤링 가능/롤링 불가능한 것을 특징으로 하는 조립 프레임워크(10). - 제10항 또는 제11항에 있어서,
상기 조립 프레임워크(10)가 적어도 하나의, 유리하게 몇 개의 진행 방향으로 연장되는 길이방향 웹(11, 12)을 포함하고, 상기 연결 스테이션(14)은 유리하게 상기 길이방향 웹(11, 12)에 평행한 하나 이상의 행으로 배열되는 것을 특징으로 하는 조립 프레임워크. - 제12항에 있어서,
안내 요소들 또는 개구부들(13)이 적어도 하나의 길이방향 웹(11, 12) 상에서 또는 내에서 주기적인 거리들에서 제공되는 것을 특징으로 하는 조립 프레임워크. - 제12항에 있어서,
조립 프레임워크(10)가, 각각의 연결 스테이션(14)에서, 적어도 하나의 길이방향 웹(11, 12)으로부터 시작하여 횡방향으로 연장되는 적어도 하나의 횡방향 웹(15, 16)을 포함하는 것을 특징으로 하는 조립 프레임워크. - 제14항에 있어서,
상기 적어도 하나의 횡방향 웹(15, 16)의 적어도 일부가 상기 증기발생기 조립체(50) 상에 또는 내에 영구적으로 남아 있고, 유리하게, 상기 증기발생기(21)의 전기 접촉을 위한 적어도 하나의 전기 연결부(48)를 형성하는 것을 특징으로 하는 조립 프레임워크.
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2020
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