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Hintergrund
der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
allgemein den Bereich der Flüssigkeitsauftragsvorrichtungen, und
insbesondere eine Flüssigkeitsauftragsvorrichtung
mit einer kontaktlosen Düse
zum Defibrieren eines flachen Flüssigkeitsstromes
und Auftragen des defibrierten Flüssigkeitsstromes als dünner Beschichtungsstreifen
mit scharf abgegrenzten gleichmäßigen Rändern auf
einem Substrat.
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Heißschmelzkleber aus Kunststoff
finden in der Industrie zum Befestigen vieler Produkte breite Anwendung
und sind insbesondere in Anwendungen geeignet, in denen eine schnelle
Härtungszeit
vorteilhaft ist. In vielen Anwendungen muss der Klebstoff außerdem ausreichend
dünn aufgetragen
werden, so dass er auf der gegenüberliegenden
Seite des Substrates nicht sichtbar ist. Für solche Anwendungen wurden
viele verschiedene Konstruktionen von Flüssigkeitsauftragsvorrichtungen
entwickelt. Der Klebstoff kann zum Beispiel als gerade Klebstoffraupe ausgegeben
werden, die dann durch Luft aus um die Kleberraupe herum beabstandeten
Luftdüsen
verwirbelt wird. Eine Auftragsvorrichtung dieser Art ist in dem
US-Patent Nr. Re. 33,481 offenbart, das für den Rechtsnachfolger der
vorliegenden Erfindung erteilt wurde. Flüssigkeitsauftragsvorrichtungen
können auch
Kontaktdüsen
umfassen, die wirksam sind, um extrudierte Klebstoffströme in vorgegebenen
Mustern über
ein Substrat zu verteilen. Ein Beispiel einer Kontaktdüse ist in
dem US-Patent Nr. 4,687,137 offenbart, das ebenfalls dem Rechtsnachfolger
der vorliegenden Erfindung gehört.
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FR-A-2 257 192 ist ein weiteres Beispiel
einer bekannten Auftragsvorrichtung für bestimmte Flüssigkeiten,
bei der ein Flüssigkeitsstrom
durch eine poröse
Masse gepresst wird, bevor er als dünner Beschichtungsstreifen
auf ein flaches Band extrudiert wird. Für solch eine Auftragsvorrichtung
wird eine Kontaktschlitzdüse
verwendet, um die Flüssigkeit
auf dem Substrat aufzutragen.
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Das bekannte Kontaktschlitzbeschichten
hat eine Reihe von Nachteilen, wie zum Beispiel die Kosten der manchmal
unnötig
dicken Beschichtung und die relativ hohen Temperaturen des aufgetragenen Materiales
im Fall der Anwendung von Schmelzklebern. Die aus der Kontaktschlitzbeschichtung
resultierende Beschichtung hat außerdem eine geringe Porosität, wenn überhaupt
eine, was die Atmungsfähigkeit
und Absorptionseigenschaften des Substrates reduziert.
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Neuere Auftragsvorrichtungen haben
eine kontaktlose Düsenkonstruktion,
von denen ein Beispiel in der US-Patentanmeldung mit der Anmeldungsnummer
07/910,784 offenbart ist, die auf den gleichen Rechtsnachfolger
wie die vorliegende Anmeldung übertragen
wurde. Die Düse
umfasst eine Klebstoffausgabedüse
mit einer Ausgabezone oder einem Ausgabeschlitz, die/der an einer
Ausgabedüsenöffnung endet.
Die Düse
umfasst außerdem
Defibrierluftdüsen,
die an der Düse
befestigt sind, so dass Defibrierschlitze gebildet werden, die benachbart
zur und auf jeder Seite der Ausgabedüsenöffnung angeordnet sind. Die
Schlitzdüse
extrudiert einen kontinuierlichen, flachen Schmelzkleberstrom durch
den Ausgabedüsenschlitz.
Gleichzeitig damit wird durch die daneben liegenden Defibrierdüsenschlitze
heiße
Luft ausgegeben. Die Heißluft
trifft auf den kontinuierlichen, flachen Strom des extrudierten Klebstoffes
und zieht oder trennt diesen in einen diskontinuierlichen oder defibrierten
Schmelzkleberstrom. Der defibrierte Kleberstrom wird dann als eine dünne gleichmäßige Beschichtung
auf ein Substrat aufgetragen. Die Defibrierluft kann in jedem Defibrierschlitz
in jeder Kombination mit dem Kleberausgabezyklus aktiviert oder
eingeschaltet werden, um die gewünschte
Form und Verteilung oder Kontrolle des defibrierten Kleberstromes
zu erhalten, der als dünne
Beschichtung auf das Substrat aufzutragen ist.
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Der oben beschriebene Düsensatz
umfasst ein Paar Ausgabedüsen,
die durch eine dazwischen angeordnete Ausgabezwischenlage miteinander
verbunden sind, um den Ausgabedüsenschlitz
zu bilden, durch den Kleber ausgegeben wird. Jedes der Defibrierdüsenpaare
ist an einer entsprechenden der Ausgabedüsen befestigt. Jede Defibrierdüse hat zwei Flächen, die
sich schneiden, so dass eine Ecke der Defibrierdüse gebildet wird und sich mit
zwei Flächen an
ihrer entsprechenden Ausgabedüse
schneidet. Die Ausgabe- und Defibrierdüsen haben gegenüberliegende
erste Flächen
mit sich schneidenden Luftkanälen,
um eine durch die Ausgabedüse
führende Druckluftquelle
mit den Defibrierdüsenschlitzen
zu verbinden. Außerdem
haben die Luft- und Ausgabedüsen
gegenüberliegende
zweite Flächen,
die funktionell so verbunden sind, dass sie die an einer Defibrierdüsenöffnung auf
jeder Seite der Ausgabedüsenöffnung endenden
Defibrierschlitze bilden. Die zweite Fläche der Defibrierdüse besitzt Öffnungen,
die mit den Luftkanälen
verbunden sind, um die Druckluft in den Defibrierdüsenschlitz
und aus der Defibrierdüsenöffnung zu
transportieren.
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Wie in der oben angegebenen Patentanmeldung
offenbart ist, enthalten die Defibrierdüsen präzise gefertigte Vorsprünge, die
an die sich kreuzenden Flächen
der Ausgabedüsen
stoßen,
um den Defibrierdüsenschlitz
zu begrenzen. Solch eine Konstruktion beruht auf metallischer Berührung zum
Ausbilden der erforderlichen Luftdichtung, die schwierig und teuer
herzustellen ist und eine andere Defibrierdüse erfordert, um die Größe des Defibrierdüsenschlitzes
zu verändern.
Außerdem
wird die Defibrierluft typischerweise durch die Defibrierdüsen geführt und
tritt in eine in den ersten Flächen
der Defibrierdüsen
gebildete Nut oder Hohlraum ein. Der Lufthohlraum erstreckt sich
um eine Eckkante der Düsen
herum und über
die zweiten Flächen
der Defibrierdüsen,
so dass der Lufthohlraum benachbart von den Defibrierschlitzen ist.
Demzufolge ist die Handhabung der Druckluft in einem Schlitzdüsensatz
besonders komplex und erfordert Defibrierdüsenkomponenten, die schwierig
und aufwendig herzustellen sind.
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Die Defibrierdüsen des oben beschriebenen Schlitzdüsensatzes
sind unter Anwendung einer einzigen Schraube oder eines einzigen
Befestigungsmittels an jedem Ende des Düsensatzes befestigt. Diese
Schrauben sind wirksam, um die gewünschten Spannkräfte an den
Enden der Düsen
zur Verfügung zu
stellen, die Spannkräfte
verringern sich jedoch im Verhältnis
zum Abstand von den Enden des Düsensatzes
weg. Zum Beispiel können
die Spannkräfte am
Mittelpunkt des Düsensatzes
an den metallischen Berührungspunkten
zwischen den Defibrier- und Ausgabedüsen unzureichend sein, um zuverlässige Luftdichtungen
zur Verfügung
zu stellen.
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In dem oben beschriebenen kontaktlosen Schlitzdüsensatz
ist eine Schlitzausgabezwischenlage zwischen gegenüberliegenden
Flächen
der Ausgabedüsen
angeordnet. Die Ausgabezwischenlage hat ein längliches Element, das sich über die
gesamte Länge
der Düsenöffnung erstreckt.
Die Schlitzausgabezwischenlage umfasst außerdem nach unten vorstehende
Vorsprünge,
die sich zur Düsenöffnung erstrecken.
Die Schlitzausgabezwischenlage bildet in Kombination mit den gegenüberliegenden
Flächen der
Ausgabedüsen
die Ausgabeschlitze, durch die der Kleber aus gegeben wird. Die Zwischenlagevorsprünge haben
gerade Seiten, die in spitzen Enden enden. Die geraden Seiten der
Vorsprünge
sind wirksam, um Beschichtungsränder
vorzusehen, die schart und sauber sind; bei Anwendung von Mehrzonendüsensätzen ist
es jedoch wünschenswert,
die Möglichkeit
zu haben, die Stelle benachbarter Beschichtungsränder einzustellen.
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Viele Beschichtungsanwendungen erfordern,
dass die mit dem Kleberstrom ausgegebene Druckluft erwärmt wird.
Typischerweise wird die Luft an der Auftragsvorrichtung erwärmt, indem
Umgebungsluft durch eine Heizeinrichtung geführt wird, die aus einem allgemein
rechteckförmigen
Verteiler gebildet wird, der Patronenheizeinrichtungen besitzt, die
sich über
seine volle Länge
erstrecken. Der Verteiler hat außerdem sowohl über seine
Länge als auch über seine
Breite gebohrte Luftdurchgänge,
die in einem gewünschten
Muster verbunden sind, so dass der richtige Wärmeaustausch stattfindet, wenn sich
die Luft durch den Verteiler bewegt. Während der Herstellung der Heizeinrichtung
ist es notwendig, die Öffnungen
in den Oberflächen
der Heizeinrichtung zu verschließen, die durch das Bohren der
erforderlichen Kanäle
erzeugt wurden. Typischerweise müssen
20 bis 30 solcher Löcher
gefüllt
werden. Diese Löcher
werden meistens mit einem für
diesen Zweck verkauften, kommerziell erhältlichen Stopfen verschlossen.
Solche Stopfen erfordern jedoch im Allgemeinen die präzise Fertigung
und spezielles Montagewerkzeug. Des Weiteren ist es möglich, dass
während
des Herstellungsprozesses ein Loch nicht verschlossen werden kann,
ein falsches Loch verschlossen werden kann oder ein Loch unzureichend
verschlossen werden kann. Wenn die Heizeinrichtung außerdem eine
Innenreinigung erfordert, ist die Entfernung und der Ersatz der
Stopfen zeitaufwendig und teuer. Deshalb ist ein Wärmeaustauscher
mit der obigen Konstruktion relativ kostspielig herzustellen, schwierig
zu warten und kann Quelle eines versehentlichen Herstellungsfehlers
oder unzuverlässiger
Arbeitsweise sein.
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Verschiedene Kleberausgabeprozesse,
zum Beispiel das Ausgeben gerader Raupen, das Ausgeben von Wirbelraupen
und die Ausgabe flacher Ströme
haben den gleichen grundsätzlichen
Flüssigkeitsregelungsprozess.
Schmelzkleber wird durch einen Kleberverteiler von einer Quelle
aufgenommen; wird zu einer an dem Verteiler befestigten Pumpe geführt; der
Pumpenausgang ist mit dem Verteiler verbunden; und der Pumpenausgang
wird in Abhängigkeit
von der Ausgabevorrichtungsarbeitsweise innerhalb des Verteilers
entweder zu einer Zuführungsplatte
oder einer Rückführungsplatte
verteilt. Von der Zuführungsplatte
wird der Flüssigkeitsstrom
durch Ventile geregelt, die die Flüssigkeit zum Ausgabemechanismus
führen.
Die Rückführungsplatte
hat ebenfalls daran befestigte Ventile, deren Ausgänge den
Flüssigkeitsstrom
in einer einzigen Rückführleitung
vereinigen, die aus der Rückführplatte
austritt. Für
jeden unterschiedlichen Ausgabeprozess wird jedoch ein Kleberverteiler
sowie Zuführungs-
und Rückführungsplatten
verwendet, die unterschiedliche Kleberstreckenführungen besitzen, die unterschiedliche
Muster von Öffnungsschnittflächen zwischen
dem Kleberverteiler und den Zuführungs-
und Rückführungsplatten
erfordern. Deshalb ist es notwendig, einen unterschiedlichen Satz
des Verteilers und der Zuführungs- und
Rückführungsplatten
für jeden
unterschiedlichen Ausgabeprozess zu verwenden.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Um die oben beschriebenen Nachteile
zu überwinden,
stellt die Auftragsvorrichtung der vorliegenden Erfindung einen
kontaktlosen Düsensatz
zur Verfügung,
der die Defibrierluft zuverlässiger
führt und
ausgibt; außerdem
umfasst die Auftragsvorrichtung eine verbesserte Heizeinrichtung
zum Erwärmen
der Defibrierluft. Die Erfindung umfasst des Weiteren einen verbesserten
Kleberverteiler, der bei verschiedenen Kleberausgabevorrichtungen
Anwendung finden kann, wodurch die Notwendigkeit des Kaufes unterschiedlicher
Kleberverteiler für
jeden unterschiedlichen Prozess vermieden wird. Die Bestandteile
der Flüssigkeitsauftragsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung sind weniger kostspielig herzustellen,
leichter zusammenzubauen und zuverlässiger.
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Gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung und in Übereinstimmung
mit den beschriebenen Ausführungsformen
findet bei einem Schlitzdüsensatz
für eine
Flüssigkeitsauftragsvorrichtung eine
Defibrierzwischenlage zwischen den Defibrierluftdüsen und
den angrenzenden Kleberausgabedüsen
Anwendung, um die Defibrierluftschlitze zu bilden. Die Defibrierzwischenlage
hat ein längliches Element,
das sich über
die gesamte Länge
der Defibrierdüse
erstreckt. Für
kontaktlose Mehrfachzonendüsen
besitzt die Defibrierzwischenlage außerdem mehrere Vorsprünge, die
sich von dem länglichen Element
zur Defibrierdüsenöffnung erstrecken.
Die Vorsprünge
sind an den Punkten an der Defibrierdüse zwischen Luftkammern an
den Defibrierdüsen
angeordnet und trennen die Defibrierzonen oder -schlitze innerhalb des
Defibrierdüsenauslasses.
Die Defibrierzwischenlage bildet den Zwischenraum, d. h., die Dicke
des Defibrierschlitzes, und definiert die allgemeinen volumetrischen
Grenzen des Defibrierschlitzes. Deshalb beseitigt die Defibrierzwischenlage
die Notwendigkeit für
einen Vorsprung an der Defibrierdüse, der ansonsten verwendet
wurde, um den gewünschten
Zwischenraum im Defibrierschlitz zu erhalten. Die Anwendung der
Defibrierzwischenlage hat den Vorteil, die Veränderung einfach durch Anwendung
einer Defibrierzwischenlage unterschiedlicher Dicke zu erlauben.
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In einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung strömt
die Luft direkt durch Innenkanäle
von einer ersten Fläche
an der Defibrierdüse
zu einer in einer zweiten Fläche
an jeder der Defibrierdüsen
ausgebildeten Luftkammer. Die zweite Fläche begrenzt eine Seite des
Defibrierschlitzes. Jeder dieser inneren Luftkanäle besitzt ein Ende, das die
erste Defibrierdüsenfläche an einer
gemeinsamen Stelle mit Druckluftöffnungen
an einer angrenzenden Ausgabedüsenfläche schneidet.
Das zweite Ende jedes Luftkanales kreuzt eine Luftkammer in der
zweiten Defibrierdüsenfläche. In
einem anderen Aspekt der Erfindung werden die Luftkammern in den
Defibrierdüsen aus
mehreren Luftkanälen
mit Druckluft versorgt, die die erste Fläche schneiden. Jene mehreren
Luftkanäle
erstrecken sich durch die Defibrierdüse, so dass sie mit mehreren
Druckluftöffnungen
an der angrenzenden Ausgabedüsenfläche zusammenpassen. Demzufolge
wird die Herstellung und Bearbeitung der Defibrierdüsensätze der
vorliegenden Erfindung stark vereinfacht, billiger und die Düsensatzarbeitsweise
ist zuverlässiger.
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In einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung werden Klemmelemente verwendet, um die Ausgabedüsen und
die Ausgabezwischenlage miteinander zu verbinden und außerdem die
Defibrierdüsen
und Defibrierzwischenlagen an ihren entsprechenden Ausgabedüsen zu befestigen.
Die Klemmelemente verbinden die Ausgabedüsen und die Ausgabezwischenlage
miteinander durch Anwendung mehrerer Befestigungselemente, die über die
Länge der
Ausgabedüsen
beabstandet sind. Jene Befestigungsmittel sind an Punkten an den
Ausgabedüsen angeordnet,
die entfernt von den Schlitzen sind. Außerdem werden die Spannkräfte, die
die Defibrierzwischenlagen zwischen den Defibrierdüsen und
den Ausgabedüsen
festhalten, durch mehrere Schraubensätze unterstützt, die an den Klemmelementen an
Punkten angeordnet sind, die mit den Vorsprüngen an der Defibrierzwischenlage
ausgerichtet sind, die die Defibrierluftschlitze trennen. Die Schrauben werden
an der Außenfläche der
jeweiligen Defibrierdüsen
festgezogen und sind wirksam, um dauerhafte und wirksame Spannkräfte auf
die Vorsprünge
der Defibrierzwischenlagen vorzusehen. Die Klemmelemente und der
Schraubensatz haben den Vorteil, die Defibrierzwischenlagen sowohl über ihre
gesamte Länge
als auch entlang der Vorsprünge
der jeweiligen Defibrierzwischenlagen zwischen benachbarten Defibrierschlitzen
effektiv abzudichten.
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In einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung haben die Vorsprünge
sowohl an den Kleberzwischenlagen als auch an den Defibrierzwischenlagen
konische Seiten. Die Kontrolle über
die Stelle der Ränder
benachbarter Beschichtungen wird durch Verändern der Form des Vorsprunges
ausgeführt, zum
Beispiel die Abschrägung
auf den Seiten der Vorsprünge.
Mit Vorsprüngen
unterschiedlicher Konizität
können
die Ränder
benachbarter Beschichtungen ohne Zwischenraum zueinander gebracht
werden, oder in speziellen Anwendungen mit einer geringen Überlappung
oder einem geringen Zwischenraum. Deshalb haben die konischen Seiten
der Vorsprünge
den Vorteil, eine zuverlässigere
und flexiblere Beschichtungsrandeinstellung zur Verfügung zu stellen.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine isometrische Darstellung einer Flüssigkeitsauftragsvorrichtung,
die den kontaktlosen Mehrfachzonendüsensatz der vorliegenden Erfindung
umfasst.
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2 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie 2–2 der 1 und zeigt den Durchfluss des Schmelzklebers
und der Druckluft durch die Flüssigkeitsauftragsvorrichtung.
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3 ist
eine Schnittansicht des Bereiches 3–3 innerhalb der Klammern der 2 und ist eine vergrößerte Ansicht,
die den Durchfluss des Schmelzklebers und der Druckluft durch den
Düsensatz
zeigt.
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4 ist
eine isometrische Darstellung, die den auseinandergebauten kontaktlosen
Mehrfachzonendüsensatz
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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S ist
eine isometrische Darstellung, die die Kleberausgabedüse zeigt,
durch die der Schmelzkleber fließt.
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5A ist
eine vergrößerte fragmentarische isometrische
Darstellung der Düse
der 5 aus einem anderen
Winkel gesehen.
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Ausführliche
Beschreibung
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1 zeigt
eine Flüssigkeitsauftragsvorrichtung
mit einem kontaktlosen Mehrfachzonendüsensatz zum Extrudieren und
Defibrieren eines flachen Kleberstromes und zum Auftragen des defibrierten Kleberstromes
als eine dünne
Beschichtung auf ein Substrat. Die allgemeine Konstruktion der Auftragsvorrichtung 10 ist ähnlich der
Konstruktion anderer Schmelzkleberauftragsvorrichtungen. Ein Kleberverteiler 14 ist
mit einer Basisplatte 16 verbunden; und der Verteiler 14 hat
einen Eingang 12, der mit einem Schlauch oder einer Rohrleitung
an eine Schmelzkleberquelle (nicht gezeigt) angeschlossen ist. Der
Kleber fließt
durch ein Filter 18 und in eine Motorpumpeneinheit 20.
Die Pumpe 20 kann eine von verschiedenen, kommerziell erhältlichen
Pumpen sein, die einen einzelnen Eingangsstrom des Schmelzklebers
in mehrere, zum Beispiel acht, dosierte Kleberströme teilen
kann. Diese acht dosierten Kleberströme sind von den Ausgangsöffnungen
der Pumpe 20 zum Verteiler 14 verbunden. Während eines
Kleberausgabezyklus fließen
die acht Kleberströme
durch eine Zuführungsplatte 22 und
zu mehreren Zuführungsventilen 26,
die an einer Verteilerplatte 28 befestigt sind. Ein oder
mehrere der Zuführungsventile 26 werden wahlweise
geöffnet,
um einen dosierten Schmelzkleberstrom auszugeben, der dort hindurch
zu entsprechenden Zonen innerhalb des kontaktlosen Mehrfachzonendüsensatzes 30 fließt, der
am Boden der Verteilerplatte 28 befestigt ist. Wenn die
Zuführungsventile 26 geschlossen
sind, wodurch der Durchfluss des Kleberstromes dort hindurch beendet
wird, werden entsprechende, an der Rückführungsplatte 32 befestigte
Rückflussventile
(nicht gezeigt) geöffnet. Die
Schmelzkleberströme
fließen
dann durch die Rückflussventile
und vereinigen sich in einem einzelnen gemeinsamen Rückflusskanal.
Der gemeinsame Rückflusskanal
schließt
zurück
an den Kleberverteiler 14 an und der Schmelzkleber wird
zu seiner Zuführung
zurückgeführt, indem
er durch den Auslass 34 am Kleberverteiler 14 fließt.
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Der kontaktlose Mehrfachzonendüsensatz 30 ist
in den 2, 3, 4, 5 und 5A ausführlicher gezeigt. Bezugnehmend
auf die 3 und 4 ist die linke Kleberausgabedüse 50 in
Bezug auf eine rechte Kleberausgabedüse 52 durch Passstifte 54 angeordnet. Eine
Kleberausgabezwischenlage 56 ist zwischen die Kleberausgabedüsen 50, 52 geklemmt
und definiert die Dicke des Ausgabedüsenzwischenraumes 58 an
der Kleberausgabedüsenöffnung 60.
Die Anordnung aus den Ausgabedüsen 50, 52 mit
der Ausgabezwischenlage 56 funktioniert als eine Kleberausgabedüse 61 mit
mehreren Kleberausgabezonen oder -schlitzen 62, durch die
der Schmelzkleber extrudiert wird. Jeder Ausgabedüsenschlitz
oder jede Ausgabedüsenzone
ist durch eine flache Fläche 66 an
der linken Ausgabedüse 50,
eine Längskante 68 des
länglichen
Elementes 70 an der Ausgabezwischenlage 56, sich
von der Längskante 68 zur
Ausgabedüsenöffnung 60 erstreckende
Seiten 72 von Vorsprüngen 74 und
eine Fläche 75 (siehe 5) an der rechten Kleberausgabedüse 52 begrenzt.
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Wie es ausführlicher in 2 gezeigt ist, fließt der Schmelzkleber aus dem
Verteiler 14 durch den Kanal 78 der Zuführungsplatte 22,
den Kanal 80 der Verteilerplatte 28, das Zuführungsventil 26 und durch
den Auslasskanal 88. Die rechte Ausgabedüse 52 nimmt
den Schmelzkleber durch einen Einlasskanal 90 auf, der
an den Auslasskanal 88 in der Verteilerplatte 28 angeschlossen
ist. Bezugnehmend auf 3 sind
in Ringnuten 96 angeordnete O-Ringe 94 wirksam,
um eine Kleberdichtung an der Verbindung der rechten Ausgabedüse 52 und
der Verteilerplatte 28 vorzusehen. Der erste Kleberkanal 90 kreuzt
ein Ende eines zweiten Kleberkanales 98. Das andere Ende
des zweiten Kleberkanales 98 kreuzt eine Kleberkammer 100,
die in der Fläche 76 der
rechten Ausgabendüse 52 angeordnet
ist.
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Bezugnehmend auf die 5 und 5A besitzt die
Ausgabedüse 52 eine
mit jeder Zone oder jedem Schlitz in dem Mehrfachzonendüsensatz 30 verbundene
Kleberkammer 100. Alle Kleberkammern sind identisch und
jede Kleberkammer 100 ist generell dreieckförmig, wobei
der zweite Kleberkanal 98 die Kleberkammer 100 an
der Spitze 102 der Dreiecksform kreuzt. Außerdem schneidet
die Seite 104 des dreieckförmigen
Raumvolumens gegenüber
der Spitze 102 einen allgemein rechteckförmigen Kleberschlitz 106 und
bildet eine Längsseite
desselben. Der Schmelzkleber fließt durch den Kanal 90,
den zweiten Kleberkanal 98, die dreieckige Kleberkammer 100 und
dann in den rechteckigen Kleberschlitz 106. Es ist wichtig,
dass der Kleberstrom über
die Seite 104 der dreieckigen Kleberkammer 100 in den Kleberschlitz 106 ungefähr konstant
ist. Deshalb hat die dreieckige Kleberkammer 100 eine variable
Tiefe, wobei die größte Tiefe
an der Spitze 102 ist. Deshalb fließt der Kleber, wenn er von
der Spitze 102 zur gegenüberliegenden Seite 104 fließt, durch
einen ungefähr
konstanten Querschnittbereich, der zu einem ungefähr konstanten
Durchfluss über
die Länge
der Seite 104 der Kammer 100 führt. Der allgemein rechteckige
Kleberschlitz 106 ist benachbart von der Kleberausgabezone
oder dem Kleberausgabeschlitz 62 und führt diesem Schmelzkleber zu.
Demzufolge wird der Kleber aus der Kleberausgabedüsenöffnung 60 als
kontinuierlicher flacher Strom ausgegeben. Die Dicke des Stromes
wird durch die Dicke der Kleberausgabezwischenlage 56 definiert,
und die Breite des Stromes wird durch den Abstand zwischen den Seiten
72 benachbarter Vorsprünge 74 definiert,
der die Breite des Ausgabeschlitzes oder der Ausgabezone 62 ist.
In Abhängigkeit
von der Anwendung kann die Kleberausgabezwischenlage zum Beispiel in
einem Bereich von ungefähr
0,0508 mm (0,002 inches) bis 0,1524 mm (0,006 inches) liegen. Der
Abstand zwischen gegenüberliegenden
Seiten 72 benachbarter Vorsprünge 74,
d. h., die Länge
des Schlitzes 106, liegt knapp unterhalb von 5,08 cm (2 inches).
Die Breite der Vorsprünge,
d. h., der Abstand zwischen rechteckigen Schlitzen 106,
beträgt
ungefähr
0,1016 mm (0,040 inches). Der rechteckige Schlitz 106 ist
ungefähr
0,254 mm (0,010 inches) tief und ungefähr 5,08 mm (0,200 inches) breit.
Die hintere Fläche 101 der
Kleberkammer 100 verjüngt
sich in einem Winkel von ungefähr
7° von der
Fläche 75 zur
Spitze 102. Die Kleberausgabedüsen 50, 52 sind ungefähr 43,48
cm (17 inches) lang und nehmen über
ihre Länge
acht Kleberkammern 100 auf.
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Wie in 4 gezeigt
ist, sind die Ausgabedüsen 50, 52 und
die Ausgabezwischenlage 56 durch linke bzw. rechte Klemmelemente 116, 118 aneinander
befestigt. Befestigungsmittel 120, zum Beispiel Schrauben
oder Schraubenbolzen, erstrecken sich durch das rechte Klemmelement 118,
die rechte Ausgabedüse 52,
die Ausgabezwischenlage 56, die linke Ausgabedüse 50 und
sind in Gewindebohrungen 121 im linken Klemmelement 116 befestigt.
Mehrere Befestigungsmittel 120 sind in Längsrichtung
entlang der Ausgabedüsen 50, 52 angeordnet,
um eine konstante und ausreichende Spannkraft für die Ausgabezwischenlage über die
gesamte Länge
der Ausgabedüsen 50, 52 zur
Verfügung
zu stellen.
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Die linken und rechten Defibrierdüsen 122, 124 sind
identisch im Aufbau. Bezugnehmend auf 3 haben
die Defibrierdüsen 122, 124 erste
Flächen 146, 147,
die durch in 4 gezeigte
Befestigungsmittel 126 mit gegenüberliegenden Flächen an den
entsprechenden Ausgabedüsen 50, 52 befestigt sind.
Des Weiteren schneiden die Flächen 146, 147 entsprechende
zweite Flächen 160, 161,
um entsprechende Ecken 162, 163 an den entsprechenden
Defibrierdüsen 122, 124 zu
bilden. Die Defibrierdüsen 122, 124 besitzen
entsprechende Luftkammern 154, 156, die in den
entsprechenden zweiten Flächen 160, 161 angeordnet
sind. Im Fall des Mehrfachzonendüsensatzes
der vorliegenden Endung hat jede der Defibrierdüsen 122, 124 mehrere
entsprechende Luftkammern 154, 156. Zum Beispiel
ist jede der Defibrierdüsen
ungefähr
43,48 cm (17 inches) lang, wobei über ihre Länge acht Luftkammern angeordnet
sind. Alle Luftkammern 154, 156 in den entsprechenden Defibrierdüsen 122, 124 sind
identisch und ungefähr rechteckförmig. Die
Länge der
Luftkammern 154, 156 ist ungefähr gleich der Länge des
entsprechenden Kleberschlitzes 106, d. h., knapp unter
5,08 cm (2 inches). In Abhängigkeit
von der Anwendung kann die Länge
der Luftkammern 154, 156 jedoch etwas kürzer, gleich
oder etwas länger
als ihre entsprechende Kleberkammer 100 sein. Die Breite
jeder Luftkammer beträgt
ungefähr
3,175 mm (0,125 inches) und die Luftkammern 154, 156 haben
entsprechende geschlossene Enden 153, 155 in einer
Tiefe von 8,89 mm (0,350 inches), gemessen entlang der Mittellinie der
Luftkammern.
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Die Mechanismen, durch die erwärmte Luft aus
der Heizeinrichtung zu jeder der Luftkammern in jeder der Defibrierdüsen 122, 124 geführt wird,
sind gleich, und deshalb wird nur die Zuführung von erwärmter Luft
zu einem Luftkammerpaar beschrieben. Die geschlossenen Enden 153,155 entsprechender Luftkammern 154, 156 schneiden
ein Ende erster Defibrierluftkanäle 142, 144.
Das andere Ende der ersten Defibrierluftkanäle 142, 144 schneidet
die entsprechenden ersten Flächen 146, 147 und
sind an erste Ausgabedüsenluftkanäle 128, 130 angeschlossen,
die in den entsprechenden Ausgabedüsen 50, 52 angeordnet
sind. In Nuten 150, 152 angeordnete O-Ringe 148 stellen
eine luftundurchlässige
Dichtung an der Verbindung zwischen den ersten Flächen 146, 147 der
Defibrierdüsen 122, 124 und
den gegenüberliegenden
Flächen
an den entsprechenden Ausgabedüsen 50, 52 zur
Verfügung.
Die ersten Ausgabedüsenluftkanäle 128, 130 sind
wiederum an erste Luftzuführungskanäle 132, 134 in
der Verteilerplatte 28 angeschlossen. In Nuten 138, 140 angeordnete O-Ringe 136 sind
wirksam, um eine Luftdichtung zwischen den Aus gabedüsen 50, 52 und
der Verteilerplatte 28 zur Verfügung zu stellen. Wie in 2 gezeigt ist, sind die
Luftzuführungskanäle 132, 134 mit einem
ersten Luftverteilerkanal 157 verbunden, der an einem Lufteinlass 159 in
der Verteilerplatte 28 endet.
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Bezugnehmend auf 4, wo vorzugsweise eine Konstruktion
Anwendung findet, die ähnlich
der oben beschriebenen ist, hat jede der Luftkammern 154, 156 zweite
Defibrierluftkanäle 164, 165 in
entsprechenden Defibrierdüsen 122, 124,
die sich zwischen den geschlossenen Enden der Luftkammern 154, 156 und
entsprechenden ersten Flächen 146, 147 erstrecken.
Die zweiten Defibrierluftkanäle 164, 165 sind
an zweite Ausgabedüsenkanäle 167, 169 angeschlossen,
die wiederum mit zweiten Luftzuführungskanälen in der
Verteilerplatte 28 verbunden sind. Der Luftzuführungskanal 171 schneidet
einen zweiten Luftverteilerkanal 173 und wird von diesem mit
erwärmter
Luft versorgt, der an den Lufteinlass 159 im Verteilerblock 128 angeschlossen
ist. Die ersten und zweiten Luftverteilerkanäle 157, 173 teilen sich
vom Lufteinlass 159 und erstrecken sich um die Seiten der
Schmelzkleberkanäle 80 herum,
die auch durch die Verteiler-platte 28 verlaufen. Wie in 2 gezeigt ist, besitzt der
erste Luftverteilerkanal 157 einen Schenkel 175,
der sich durch die Verteilerplatte 28 erstreckt, um durch
die ersten Luftzuführungskanäle 134,
durch den ersten Ausgabedüsenluftkanal 130,
durch den Defibrierluftkanal 144 und in die rechte Luftkammer 156 erwärmte Luft
zuzuführen.
In ähnlicher
Art und Weise hat der zweite Luftverteilerkanal 173 einen
Schenkel 177, der sich durch die Verteilerplatte 28 erstreckt,
um durch die Luftzuführungskanäle (nicht
gezeigt) in der Verteilerplatte 28, durch die zweiten Ausgabedüsenluftkanäle 169 (4), durch die zweiten Defibrierluftkanäle 165 und
in die rechte Luftkammer 156 erwärmte Luft zuzuführen.
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Bezugnehmend auf die 3 und 4 sind
die zweiten Flächen 160, 161 der
linken und rechten Defibrierluftdüsen 122, 124 gegenüber von
glatten flachen, nach außen
gerichteten Flächen 166, 168 entsprechender
Ausgabedüsen 50, 52 angeordnet.
Eine erste Defibrierluftzwischenlage 170 ist zwischen den Flächen 160 und 166 angeordnet,
und eine zweite Defibrierluftzwischenlage 172 ist zwischen
Flächen 164 und 168 angeordnet.
Die Defibrierzwischenlagen 170, 172 sind im Aufbau
gleich und die Einzelheiten ihres Aufbaus werden in Bezug auf die
Zwischenlage 170 beschrieben. Ein längliches Element 174 hat eine
Längskante 178,
die mit einem Ende mehrerer Vorsprünge oder vorstehender Teile 176 verbunden ist.
Die Vorsprünge 176 erstrecken
sich über
die Fläche 160 zwischen
den Enden benach barter Luftkammern 160. Demzufolge ist
eine linke Defibrierzone oder ein linker Defibrierschlitz 182,
der an einer Seite der Ausgabedüsenöffnung angeordnet
ist, durch den Austritt oder die Öffnung der Luftkammer 154,
einen Teil der zweiten Fläche 160 der
Defibrierdüse 122, die
Längskante 178 und
Seiten der Vorsprünge 176 an
der Defibrierzwischenlage 174 und die gegenüberliegenden,
nach außen
gerichteten Düsenflächen 166 der
Ausgabedüse 50 begrenzt.
Eine rechte Defibrierzone oder ein rechter Defibrierschlitz 184,
der auf der anderen Seite der Ausgabedüsenöffnung angeordnet ist, ist
durch den Austritt oder die Öffnung der
Luftkammer 156, einen Teil der zweiten Fläche 161 an
der Defibrierdüse 124,
eine Längskante
und Seiten der Vorsprünge
an der Detibrierzwischenlage 172 und die gegenüberliegende,
nach außen
gerichtete Fläche 168 an
der Ausgabedüse 52 begrenzt. Die
linken und rechten Defibrierzonen oder -schlitze 182, 184 sind
benachbart von den entsprechenden linken und rechten Defibrierluftöffnungen 186, 188. Defibrierluft
wird den Defibrierluftschlitzen 184, 186 durch
entsprechende Luftkammern 154, 156 zugeführt, so
dass eine kontinuierliche flache Luftschicht gleichmäßig und
kontinuierlich aus den Defibrierluftöffnungen 186, 188 ausgegeben
wird. Die oberen Längsseiten 190 der
Luftkammer 154 liegen ungefähr neben der Längskante 178 der
Defibrierzwischenlage 170. Die oberen Längsseiten der Luftkammem 156 haben
die gleiche Beziehung zur Defibrierzwischenlage 172. Außerdem erstrecken
sich die freien Enden 192 der Vorsprünge 176 zu der entsprechenden
der Defibrierluftöffnungen 186, 188;
die freien Enden 192 haben eine Kante, die ungefähr parallel
zur Längskante 178 ist.
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Wie in 4 gezeigt
ist, werden die Enden der linken und rechten Defibrierdüsen 122, 124 durch Befestigungsmittel 194 zusammengehalten,
die in der rechten Defibrierdüse 124 befestigt
und in die linke Defibrierluftdüse 122 geschraubt
sind. Außerdem ist
ein Schraubensatz 196 durch die Klemmelemente 116, 118 geschraubt.
Der Schraubensatz 196 erstreckt sich durch die Einlagen
oder Vorsprünge 197 und
an diesen vorbei, die von den nach innen gerichteten Flächen der
jeweiligen Klemmelemente 116, 118 hervorstehen.
Der Schraubensatz 196 stößt an die nach außen gerichteten
Seiten 198, 200 der entsprechenden Defibrierdüsen 122, 124.
Der Schraubensatz 196 ist so angeordnet, dass er an vorgegebenen
Punkten neben den Vorsprüngen 176 an
den Defibrierzwischenlagen 170, 172 an die Defibrierdüsen 122, 124 stößt. Deshalb
stellt der Schraubensatz eine konstante und ausreichende Kraft zum
Festklemmen der Defibrierzwischenlagen 170, 172 zwi schen
den Defibrierdüsen 122, 124 und
ihren entsprechenden Ausgabedüsen 50, 52 zur
Verfügung. Die
Befestigungsmittel 202 werden verwendet, um den Düsensatz 30 an
der Verteilerplatte 28 zu befestigen.
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Während
der Anwendung sind ein oder mehrere der Regelventile 26 geöffnet, um
einen oder mehrere Schmelzkleberströme durch die Verteilerplatte 28,
durch die rechte Ausgabedüse 52 und
in die entsprechenden Ausgabezonen oder -schlitze 62 vorzusehen.
Der Kleber fließt
durch jene Zonen und wird durch die Düsenöffnung 60 als einer
oder mehrere kontinuierliche flache dünne Kleberstreifen extrudiert.
Gleichzeitig wird erwärmte
Druckluft durch die Verteilerplatte 28, die Ausgabedüsen 50, 52,
entsprechende Defibrierdüsen 122, 124 und
in Deflbrierzonen oder -schlitze 182, 184 geführt. Die
erwärmte Druckluft
wird durch die Defibrierdüsenöffnungen 186, 188 ausgegeben,
die neben und an jeder Seite der Ausgabedüsenöffnung 60 angeordnet
sind. Wie beim Kleber wird die Luft als eine kontinuierliche flache
Schicht ausgegeben, die über
die Länge
der Defibrieröffnungen 186, 188 gleichmäßig ist.
Die Defibrierluft trifft auf den (die) ausgegebenen dünnen Kleberstreifen
und ist wirksam, um diesen zu ziehen oder zu trennen. Das Ergebnis
ist ein diskontinuierlicher oder defibrierter dünner Streifen oder sind diskontinuierliche
oder defibrierte dünne
Streifen aus Schmelzkleber, der/die dann als ein allgemein rechteckförmiger Streifen
auf ein Substrat aufgetragen wird/werden. Der kontaktlose Mehrfachzonendüsensatz 30 der
vorliegenden Erfindung hat den Vorteil, den Kleber gleichmäßig über den
Streifen und an den Rändern
des Streifens aufzutragen. Des Weiteren hat der aufgetragene Kleberstreifen
sehr scharfe, gut abgegrenzte Ränder
zu Beginn und am Ende als auch an den Seiten.
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In einem anderen Aspekt der Erfindung
wird die Randkontrolle über
die aufgetragenen Kleberstreifen durch die Form der Vorsprünge 74, 176 der entsprechenden
Ausgabezwischenlage 56 und der Defibrierzwischenlagen 170, 172 vorgesehen.
Die Vorsprünge
an den Ausgabe- und Defibrierzwischenlagen sind identisch; und deshalb
werden nur die Ausgabezwischenlagevorsprünge ausführlich beschrieben. Wie am
besten in 5A gezeigt
ist, verjüngen
sich die Seiten 72 der Vorsprünge 74 von
der Längskante 68 zur
Ausgabedüsenöffnung 60.
Zum Beispiel beträgt
die Breite des Vorsprunges, d. h. der Abstand zwischen seinen Seiten,
an der Längskante 68 ungefähr 1,27
mm (0,05 inches). Die Breite der Vorsprünge 74 am Düsenauslass 60 beträgt ungefähr 0,76
mm (0,03 inch). Der durch die Seiten 72 der Vor sprünge 74 gebildete
Konus sowie andere Parameter können
verändert
werden, um die Ränder
zwischen benachbarten Streifen einzustellen, so dass zwischen den
Streifen kein Zwischenraum ist. In speziellen Anwendungen kann der
Konus so eingestellt werden, dass eine geringe Überlappung der Ränder benachbarter
Streifen oder ein schmaler Zwischenraum vorgesehen wird. Wie in 5A gezeigt ist, haben die
Enden der Vorsprünge
eine flache Kante, die ungefähr
parallel zur Längskante
der Zwischenlage ist. Die Länge
der flachen Kante ist eine Funktion der Länge des Ausgabeschlitzes, der
Konizität
und der Auftragsparameter, zum Beispiel des Abstandes der Auftragsvorrichtung
vom Substrat. Eine weniger spitze und flachere Kante ist jedoch
robuster und haltbarer.
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Bezugnehmend auf 2 ist eine verbesserte Heizeinrichtung
zum Erwärmen
der Druckluft vorgesehen. Die Heizeinrichtung 220 hat einen
allgemein rechteckförmigen
Verteilerblock 222. Auf gegenüberliegenden Seiten des Verteilerblockes 222 sind
Patronenheizkörper 224, 226 angeordnet
und erstrecken sich längs
durch den Verteiler 222 über seine gesamte Länge. Für eine klarere
Darstellung ist der Heizkörper 226 und
der Einlass 230 in einem unterschiedlichen Querschnitt
gezeigt. Ein Widerstandstemperaturfühler 228 wird verwendet,
um ein Rückführsignal
vorzusehen, das die Temperatur des Verteilerblockes der Heizeinrichtung
repräsentiert.
Der Verteiler umfasst eine Anzahl unabhängiger, sich nicht schneidender
Luftkanäle 232,
die typischerweise der Anzahl der durch die Auftragsvorrichtung
ausgegebenen Schmelzkleberströme
entspricht. Alle unabhängigen
Luftkanäle
sind identisch und deshalb wird nur ein solcher Kanal 232 ausführlich beschrieben.
Luft wird durch einen Schlauch oder eine Rohrleitung, die an einem
Ende an einen Einlass 230 angeschlossen ist und am anderen
Ende an eine Druckluftquelle (nicht gezeigt) angeschlossen ist,
zu dem Einlass 230 geführt.
Der Luftkanal 232 erstreckt sich zwischen dem Einlass 230 und
einem Luftauslass 234. Der Verteiler 222 ist so
hergestellt, dass der Luftkanal 232 teilweise von mehreren
kurzen parallelen Durchgangsbohrungen 236 gebildet wird,
die gegenüberliegende
Flächen 238, 240 schneiden,
die durch die Dicke des Verteilers 222 getrennt sind. Durch
Definition ist die Dicke die Länge
der schmalsten Seite eines rechteckigen Raumvolumens. In der vorliegenden
Ausführungsform
erstreckt sich die allgemeine Richtung des Luftkanales 232 über die
Breite des Verteilers 222, die ungefähr senkrecht zu den Mittellinien 242 der
Durchgangsbohrungen 236 ist.
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Die Durchgangsbohrungen 236 sind
in zwei Reihen angeordnet, und ihre Mittellinien 242 definieren
eine Stelle von Punkten, die in zwei ungefähr parallelen Linien liegen,
die sich über
die Breite des Verteilers 222 erstrecken. Ausgewählte Durchgangsbohrungen 236 sind
durch erste vertikale Schlitze 244 verbunden, die durch
die Fläche 238 des
Verteilers 222 gefräst
oder auf andere Weise eingebracht werden. Die ersten Schlitze 244 verbinden
alternative Paare der Durchgangsbohrungen 236, um in jeder der
Durchgangsbohrungsreihen U-förmige
Kanäle
zu bilden, die sich über
die Breite des Verteilers 222 erstrecken. Des Weiteren
werden zweite horizontale Schlitze 246 in die Fläche 240 gefräst oder
in anderer Weise eingebracht, die wirksam sind, um die Enden ausgewählter U-Kanäle in einer
Reihe mit einem benachbarten Ende von U-Kanälen in der anderen Reihe zu
verbinden. Deshalb bilden die Durchgangsbohrungen 236 und
-schlitze 244, 246 einen durchgängigen Kanal
zwischen dem Einlass 230 und dem Auslass 234 über die
Breite des Verteilers 222. Aus einem hoch temperaturbeständigen Material,
zum Beispiel Silikon, hergestellte Dichtungen 248, 250 und Seitenplatten 252, 254 werden
mit den Flächen 238, 240 des
Verteilers 222 verbunden. Die Platten 252, 254 decken
die Schlitze 244, 246 in den entsprechenden Flächen 238, 240 ab,
um geschlossene Kanäle
vorzusehen, die die Enden der Durchgangsbohrungen verbinden, die
durch die Schlitze verbunden sind. Demzufolge wird zwischen dem
Einlass 230 und dem Auslass 234 ein geschlossener
luftdichter Weg vorgesehen.
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Während
der Anwendung stellt der Verteiler der vorliegenden Erfindung zwischen
dem Einlass 230 und dem Auslass 234 einen mehrfach
gewundenen Weg für
die maximale Wärmeübertragung
zur Verfügung.
Außerdem
können
die Durchgangsbohrungen 236 und die Verbindungsschlitze 244, 246 verändert werden,
um unterschiedliche Luftströmungskonfigurationen
für unterschiedliche
Luftströmungen
vorzusehen, wodurch die Temperatur verändert wird, auf die einzelne
Luftströme
erwärmt
werden. Außerdem
stellt die Anwendung von gebohrten Durchgangsbohrungen 232 und
Verbindungsschlitzen 244, 246 eine relativ einfache
Konstruktion zur Verfügung,
die schneller und kostengünstiger
hergestellt werden kann.
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Die Erfindung ist deshalb in ihren
breitesten Aspekten nicht auf die gezeigten und beschriebenen spezifischen
Einzelheiten beschränkt.
Demzufolge können
Abweichungen von diesen Einzelheiten ohne Abweichen vom Schutzumfang
der Erfindung erfolgen.