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Die Erfindung betrifft ein Heiz- und/oder Kühlmodul zum Beheizen und/oder zum Kühlen von Flüssigkeiten sowie eine aus mindestens zwei solcher Heiz- und/oder Kühlmodule aufgebaute Vorrichtung zum Beheizen und/oder zum Kühlen von Flüssigkeiten.
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Flüssigkeiten wie Klebstoffe, Dichtstoffe, Dämmstoffe oder Wärmeleitpasten müssen oftmals vor ihrem Auftrag auf Werkstücke auf eine vorbestimmte Temperatur gebracht werden. Zu diesem Zweck sind Heiz- bzw. Kühlmodule bekannt, die einen Metallblock aufweisen, der mittels einer Heiz- und/oder Kühleinrichtung auf einer möglichst konstanten Temperatur gehalten werden kann, auf die sich durch Wärmeleitung auch die Flüssigkeit erwärmen oder abkühlen soll. Durch den Metallblock erstrecken sich Durchleitkanäle. Um die Durchleitdauer der Flüssigkeit durch den Metallblock zu verlängern und damit die Anpassung ihrer Temperatur an die Temperatur des Metallblocks zu verbessern, sind die Enden der Durchleitkanäle an Außenflächen des Metallblocks mittels Querverbindungen miteinander verbunden, so dass die Flüssigkeit im Zickzack mehrmals durch den Metallblock geleitet werden kann. Die Verbindungsstücke weisen Verbindungskanäle auf, die ungefähr im rechten Winkel zu den Durchleitkanälen im Metallblock verlaufen, so dass in diesen Bereichen Kanten vorhanden sind, an denen sich die Verbindungskanäle regelmäßig nach und nach zusetzen. Im Lauf der Zeit lässt die Effizienz solcher Heiz- bzw. Kühlmodule daher nach.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Heiz- und/oder Kühlmodul sowie eine Vorrichtung zum Beheizen und/oder zum Kühlen von Flüssigkeiten zu entwickeln, das bzw. die ein besseres Heizen bzw. Kühlen der Flüssigkeit ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Heiz- und/oder Kühlmodul mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Der Erfindung liegt der Gedankte zugrunde, das Heiz- und/oder Kühlmodul so auszugestalten, dass zur Verlängerung eines Durchleitweges für die Flüssigkeit mehrere solche Module hintereinander angeordnet werden können, so dass die Flüssigkeit nur in eine Richtung geradeaus strömt. Zu diesem Zweck weist das Heiz- und/oder Kühlmodul einen Metallblock auf, der mehrere in einer Längsrichtung zwischen zwei einander abgewandten Stirnflächen parallel zueinander verlaufende und in die Stirnflächen mündende Durchleitkanäle aufweist. Des Weiteren ist mindestens eine in einem Hohlraum des Metallblocks aufgenommene Heizpatrone und/oder mindestens ein auf den Metallblock aufgesetztes Peltier-Element vorgesehen. Die mindestens eine Heizpatrone ist zum Beheizen des Metallblocks vorgesehen, während das mindestens eine Peltier-Element den Metallblock sowohl kühlen als auch beheizen kann. Das mindestens eine Peltier-Element ist dabei an einer den Durchleitkanälen abgewandten äußeren Seitenfläche des Metallblocks angeordnet, die wiederum zwischen den Stirnseiten angeordnet ist. Um die Durchleitzeit der Flüssigkeit zu verlängern, kann aus mindestens zwei solcher Heiz- und/oder Kühlmodule eine Vorrichtung zum Beheizen und/oder zum Kühlen von Flüssigkeiten zusammengebaut werden, wobei zwischen jeweils zwei unmittelbar aufeinander folgenden Heiz- und/oder Kühlmodulen jeweils eine Verbindungshülse angeordnet ist, die in die einander zugewandten Umfangsränder eingreift und vorzugsweise an den einander zugewandten Stirnflächen anliegt und einen zwischen den Stirnflächen verlaufenden Verbindungskanal definiert. Die zu beheizende und/oder zu kühlende Flüssigkeit wird durch die Vorrichtung dann nur in der Längsrichtung der einzelnen Heiz- und/oder Kühlmodule durchgeleitet.
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Vorteilhaft weist der Metallblock endseitig in Längsrichtung über die Seitenflächen vorstehende und diese rings umrandende Umfangsränder auf. Dabei wird bevorzugt, dass jede Verbindungshülse in einander gegenüber liegende Umfangsränder der Heiz- und/oder Kühlmodule eingreift, die sie miteinander verbindet. Die Verbindungshülse kann zur besseren Abdichtung zwei an einer dem Verbindungskanal abgewandten Außenseite angeordnete, umlaufende und an den die Verbindungshülse endseitig umschließenden Umfangsrändern anliegende Dichtelemente aufweisen. Die Umfangsränder können jeweils quer zur Längsrichtung über die Seitenfläche vorstehen oder mit der Seitenfläche fluchten.
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Zweckmäßig ist der Metallblock einstückig. Er ist vorzugsweise aus Aluminium oder Kupfer oder aus einer Aluminium- oder Kupferlegierung gefertigt. Diese Metalle bzw. ihre Legierungen weisen eine besonders gute Wärmeleitfähigkeit auf, wobei Aluminium dazu noch günstig, leicht und einfach zu bearbeiten ist. Des Weiteren wird bevorzugt, dass der Abstand zwischen den Stirnflächen maximal 30 cm, vorzugsweise maximal 25 cm und idealerweise maximal 20 cm beträgt. Die Durchleitkanäle können dann mittels herkömmlicher Bohrwerkzeuge in den Metallblock gebohrt werden.
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Zweckmäßig weist das Heiz- und/oder Kühlmodul mindestens ein Anschlussstück zum Anschließen der Durchleitkanäle an eine Zu- oder Ableitung auf, das einen zwischen einen der Umfangsränder eingreifenden Vorsprung und einen mit den Durchleitkanälen kommunizierenden Zu- oder Ableitkanal aufweist. Am Vorsprung kann zudem ein umlaufender, am zugehörigen Umfangsrand dichtend anliegender Dichtring angeordnet sein. So wie die oben erwähnte Verbindungshülse zwei Heiz- und/oder Kühlmodule miteinander verbinden kann, kann das Anschlussstück das Heiz- und/oder Kühlmodul mit einer Zu- oder Ableitung für die Flüssigkeit verbinden. Zweckmäßig ist dann, wenn zum Heizen und/oder Kühlen lediglich ein Heiz- und/oder Kühlmodul verwendet wird, in jeden seiner Umfangsränder eingreifend ein Anschlussstück vorgesehen, wobei eines zum Zuleiten der Flüssigkeit von einer Zuleitung und das andere zum Ableiten der Flüssigkeit zu einer Ableitung dient. Werden mehrere Heiz- und/oder Kühlmodule mittels mindestens einer Verbindungshülse zu einer Vorrichtung gemäß Anspruch 10 miteinander verbunden, so weist das erste Heiz- und/oder Kühlmodul ein Anschlussstück zum Anschließen der Durchleitkanäle an eine Zuleitung und das letzte Heiz- und/oder Kühlmodul ein Anschlussstück zum Anschließen der Durchleitkanäle an eine Ableitung auf.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen
- 1 ein Heiz- und Kühlmodul in perspektivischer Ansicht;
- 2 das Heiz- und Kühlmodul gemäß 1 im Längsschnitt;
- 3 eine aus zwei Heiz- und Kühlmodulen gemäß 1 zusammengesetzte Heiz- und Kühlvorrichtung in perspektivischer Ansicht und
- 4 die Heiz- und Kühlvorrichtung 3 in Seitenansicht im Längsschnitt.
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Das in 1, 2 dargestellte Heiz- und Kühlmodul 10 weist ein Gehäuse 12 auf, in dem ein einstückiger Metallblock 14 aufgenommen ist, der im hier gezeigten Ausführungsbeispiel aus Aluminium besteht. Durch den Metallblock 14 verlaufen in einer Längsrichtung 16 parallel zueinander mehrere Durchleitkanäle 18, die sich zwischen zwei Stirnflächen 20 des Metallblocks 14 erstrecken. Der Metallblock 14 weist zudem endseitig in der Längsrichtung 16 über die Stirnflächen 20 vorstehende und diese rings umrandende Umfangsränder 22 auf. An einer den Durchleitkanälen 18 abgewandten Seitenfläche 24 des Metallblocks 14, die sich von einem Umfangsrand 22 zum anderen erstreckt und mit den Umfangsrändern 22 fluchtet, ist im Bereich zwischen den Stirnflächen 20 eine Reihe von Peltier-Elementen 26 angeordnet. Mittels der Peltier-Elemente 26 kann der Metallblock 14 sowohl gekühlt als auch beheizt werden. Zusätzlich kann der Metallblock 14 mindestens einen Hohlraum aufweisen, in den eine Heizpatrone eingesetzt ist, um ihn effizienter beheizen zu können. In Längsrichtung 16 gemessen hat der Metallblock 14 eine Länge von 20 cm bis 30 cm, so dass die Durchleitkanäle 18 mittels üblicher Bohrwerkzeuge in den Metallblock 14 eingebracht werden können.
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Das Heiz- und Kühlmodul 10 dient dem Temperieren von Flüssigkeiten wie Klebstoffen, Dichtstoffen, Dämmstoffen oder Wärmeleitpasten beim Durchleiten durch die Durchleitkanäle 18. Um ein Durchleiten von Flüssigkeit durch die Durchleitkanäle 18 zu ermöglichen, sind zwei Anschlussstücke 30 vorgesehen, die jeweils einen Vorsprung 32 aufweisen, der mit einem umlaufenden Dichtring 34 an seiner Außenseite versehen ist. Der Vorsprung 32 greift jeweils in einen der Umfangsränder 22 ein und liegt an der zugehörigen Stirnfläche 20 an. Dabei dichtet der Dichtring 34 durch Anlage an den Umfangsrand 22 ab. Durch jedes der Anschlussstücke 30 erstreckt sich ein Zu- oder Ableitkanal 36, durch den die Flüssigkeit den Durchleitkanälen 18 zugeleitet bzw. von diesen abgeleitet werden kann. Die beiden Anschlussstücke 30 sind baugleich ausgeführt.
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Die in 3, 4 dargestellte Heiz- und Kühlvorrichtung 40 weist zwei identische Heiz- und Kühlmodule 10 gemäß 1 auf, wobei lediglich an deren einander zugewandten Stirnflächen 20 kein Anschlussstück 30 angeordnet ist, sondern eine die beiden Metallblöcke 14 miteinander verbindende Verbindungshülse 42. Mit dieser Ausnahme sind die beiden Heiz- und Kühlmodule 10 der Heiz- und Kühlvorrichtung 40 identisch mit dem in 1 dargestellten Heiz- und Kühlmodul 10. Die Verbindungshülse 42 weist einen Verbindungskanal 44 auf, der zwischen den Stirnflächen 20 der Metallblöcke 14 verläuft und die Durchleitkanäle 18 des einen Metallblocks 14 mit den Durchleitkanälen 18 des anderen Metallblocks 14 verbindet, so dass die Flüssigkeit vom einen Metallblock 14 in den anderen Metallblock 14 übergeleitet werden kann. Die Verbindungshülse 42 greift, um die Verbindung zwischen den beiden Metallblöcken 14 herstellen zu können, in die einander gegenüberliegenden Umfangsränder 22 ein und liegt an den einander gegenüberliegenden Stirnflächen 20 an. An ihrer Außenseite 46 laufen im Abstand zueinander zwei Dichtelemente 48 um, wobei jeweils ein Dichtelement 48 an einem der beiden einander gegenüberliegenden Umfangsränder 22 dichtend anliegt. Es versteht sich von selbst, dass auch mehr als zwei Heiz- und Kühlmodule 10 mittels Verbindungshülsen 42 zu einer Heiz- und Kühlvorrichtung verbunden werden können. Das erste dieser Heiz- und Kühlmodule 10 in der Reihe ist dabei mit einem Anschlussstück 30 zum Zuleiten der Flüssigkeit versehen, während das letzte Heiz- und Kühlmodul 10 in der Reihe mit einem Anschlussstück 30 zum Ableiten der Flüssigkeit versehen ist.
