配量系統(tǒng)和配量方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于液態(tài)至粘性配量物質(zhì)的配量系統(tǒng)（1′，1″），該配量系統(tǒng)具有包括至少一個操作元件（29，57）的執(zhí)行器系統(tǒng)（2）和帶有輸出口（19）的噴嘴（13）。在此，所述操作元件（29，57）在沿關(guān)閉方向（V）的運動中首先進(jìn)行第一分運動，以使操作元件（29，57）在期望的止動位置（31）上與關(guān)閉元件（15）分離，然后再在該止動位置（31）上與該關(guān)閉元件發(fā)生碰撞，并在關(guān)閉元件（15）上施加沖力（I）。本發(fā)明還涉及一種相應(yīng)的配量方法。
【專利說明】配量系統(tǒng)和配量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種用于液態(tài)至粘性的配量物質(zhì)(Dosierstoff)的配量系統(tǒng)(Dosiersystem)。本發(fā)明還涉及一種用于配量液態(tài)至粘性的配量物質(zhì)的配量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]對液態(tài)至粘性的配量物質(zhì)，例如膠粘劑、顏料、印刷清漆、捆綁輸送到黏合系統(tǒng)中的物質(zhì)(例如焊膏、用于LED的轉(zhuǎn)換材料等等)的排放(尤其是以盡可能精確測定的量)，即配量給料是為了有針對性地將這些配量物質(zhì)涂覆在例如目標(biāo)表面上。例如，有針對性且精確地為電子電路基板配給導(dǎo)電物質(zhì)，這代替了以前必不可少的耗時較長的過程，例如在遮蔽物基面上的刮除過程。在此遇到的特別挑戰(zhàn)在于需要高精度地輸送配量物質(zhì)，即在正確的時間、正確的地點并以精確計量的量輸送到目標(biāo)表面上。這例如可以通過以下方式實現(xiàn):通過配量系統(tǒng)的噴嘴逐滴給料，在此需要通過噴嘴的動作盡可能準(zhǔn)確地預(yù)測液滴的大小和/或數(shù)量。替代地也可以將配量物質(zhì)成束狀或成霧狀地噴灑。
[0003]如果配量物質(zhì)不是易流動的物質(zhì)，例如具有類似于水的濃度，而是屬于相對粘性的介質(zhì)，則使實現(xiàn)高精度配量給料的挑戰(zhàn)特別再次顯著地增大。這方面的例子包括濃縮粘合劑，濃色素顏料或色素含量高的油漆，等等。尤其是當(dāng)對于這類物質(zhì)和/或在需要涂覆配量物質(zhì)的情況下必須對其劑量進(jìn)行特別地非常細(xì)微的調(diào)整時，至關(guān)重要的是在到達(dá)所需的時間點時精確地關(guān)閉噴嘴。因此需要使通過噴嘴噴出的液滴適宜地發(fā)生液滴分離，并由此能夠通過盡可能小的液滴實現(xiàn)盡可能精確的配量給料。
[0004]在專利文獻(xiàn)DE 2717539 Al中描述了用于對液態(tài)單組分粘合劑進(jìn)行配量給料的裝置。在這些裝置中每個都采用使用壓縮空氣加載的針形閥。
[0005]另外，在專利文獻(xiàn)DE 3108793 C2中描述了一種粘合劑涂敷裝置，在該裝置中，粘合劑從噴嘴開口向下滴落，其中，通過噴嘴外部的環(huán)形間隙支持?jǐn)y帶有粘合劑的壓縮空氣的排出。噴嘴開口可以通過固定在活塞上并可通過活塞移動到該位置的噴嘴針關(guān)閉。
[0006]美國專利US 7694855 B2提出了一種具有氣動執(zhí)行器系統(tǒng)的配量系統(tǒng)，其通過杠桿作用在用于打開和關(guān)閉噴嘴出口的柱塞上。
[0007]這類系統(tǒng)在高精度的精細(xì)應(yīng)用中，尤其是在微計量領(lǐng)域中，特別是在上述配量物質(zhì)范圍內(nèi)受到其技術(shù)的限制，它們特別是受過于緩慢的機械過程的限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，本發(fā)明的目的在于使得能夠借助于具有噴嘴的配量系統(tǒng)對配量物質(zhì)的配量給料進(jìn)行優(yōu)化。在此需要特別關(guān)注的是能夠使配量系統(tǒng)和噴嘴比目前情況更有效和/或更精確地工作。在此有利的是能夠?qū)崿F(xiàn)比迄今更小的液滴大小。
[0009]本發(fā)明的目的通過一種如權(quán)利要求1所述的配量系統(tǒng)和一種如權(quán)利要求14所述的配量方法實現(xiàn)。
[0010]相應(yīng)的，上述類型的配量系統(tǒng)具有包括至少一個操作元件的執(zhí)行器系統(tǒng)和帶有輸出口的噴嘴，在此，操作元件在沿關(guān)閉方向運動時首先在第一分運動中運動，使其在期望的止動位置上與關(guān)閉元件分離，然后再在該止動位置上與關(guān)閉元件碰撞并向關(guān)閉元件施加沖力。
[0011]為此，優(yōu)選將執(zhí)行器系統(tǒng)設(shè)置在為此指定的執(zhí)行器區(qū)域中，該區(qū)域在空間上與噴嘴區(qū)域盡可能地隔開。將具有至少一個(優(yōu)選為自動的)執(zhí)行器的系統(tǒng)定義為執(zhí)行器系統(tǒng)。在此，如果執(zhí)行器直接在止動位置上作用于關(guān)閉元件上，或者操作元件包括機械動力傳輸元件，該機械動力傳輸元件直接或間接地與執(zhí)行器耦合并因此將所施加的執(zhí)行器的力或運動傳遞給關(guān)閉元件，則操作元件可以是執(zhí)行器本身。因此，操作元件例如可以包括推桿(Mitnehmer)和/或杠桿。換句話說,操作元件直接通過在止動位置上的臨時接觸來操作關(guān)閉元件。
[0012]在此將為此設(shè)置的、位于操作元件和關(guān)閉元件之間的各個接觸區(qū)域稱為止動位置，用于有針對性地實現(xiàn)力傳遞或運動傳遞，即在操作元件和關(guān)閉元件之間實現(xiàn)沖力傳遞。因此，可以將單個點狀的接觸區(qū)域用作止動位置，同樣也可以將線狀或面狀的接觸區(qū)域作為止動位置。
[0013]將優(yōu)選具有細(xì)長的形狀、例如圓柱形狀的單件或多件的機械元件定義為關(guān)閉元件，例如由硅制成的柱塞。但是，關(guān)閉元件也可以是圓形或橢圓形的，用于在期望的(密封)位置上關(guān)閉密封通道和/或出口。在本文中，密封通道是空心體，優(yōu)選為中空圓柱體，在其內(nèi)部定義、也就是圍成一個空腔，關(guān)閉元件被至少部分地設(shè)置在該空腔內(nèi)部，使得關(guān)閉元件能夠關(guān)閉該空腔。
[0014]例如，可以通過執(zhí)行器系統(tǒng)控制關(guān)閉元件沿打開方向或關(guān)閉方向的運動。因此關(guān)閉元件進(jìn)行往復(fù)運動，為此將關(guān)閉元件設(shè)置為能夠沿這兩個運動方向運動的并受到支承。
[0015]根據(jù)本發(fā)明將這樣的系統(tǒng)設(shè)計為，操作元件的運動可以分為至少兩個分運動:在第一分運動中，操作元件獨立于關(guān)閉元件運動，優(yōu)選與關(guān)閉元件無接觸地運動。在第一分運動期間，操作元件(尚)在期望的止動位置上與關(guān)閉元件分離。然后(在第一分運動結(jié)束時)，操作元件與關(guān)閉元件在該止動位置上發(fā)生接觸并在此向關(guān)閉元件傳遞沖力。然后，操作元件與關(guān)閉元件一起進(jìn)一步沿關(guān)閉方向進(jìn)入第二分運動，在此，它們不必在第二分運動期間在止動位置上相接觸。因此也可以只發(fā)生一次向關(guān)閉元件傳遞沖力，這將導(dǎo)致關(guān)閉元件在關(guān)閉方向上比操作元件更快地行進(jìn)。但是也可以使這兩個元件在第二分運動中在一定的時間內(nèi)相互接觸地共同運動，優(yōu)選直至到達(dá)期望的關(guān)閉元件的最終位置，在該位置上關(guān)閉元件完全關(guān)閉配量系統(tǒng)的噴嘴。特別是當(dāng)關(guān)閉元件定位在噴嘴的輸出口上并從而關(guān)閉噴嘴時會到達(dá)該最終位置。
[0016]這樣的臨時接合和分離，也就是操作元件和關(guān)閉元件的連接和分離可以使執(zhí)行器系統(tǒng)、特別是操作元件能夠在與關(guān)閉元件在止動位置上發(fā)生接觸之前獲得始流速度(Vorlauf-Geschwindigkeit),也就是已經(jīng)加速。這樣，可以將該始流速度有針對性地用于產(chǎn)生此后將傳遞到關(guān)閉元件上的沖力。由此使關(guān)閉元件最后沿關(guān)閉方向所獲得的最終速度高于操作元件與關(guān)閉元件一起經(jīng)過并在止動位置上發(fā)生接觸的相同距離上所獲得的最終速度。這具有以下效果:關(guān)閉元件將更迅速、更有效地發(fā)揮其關(guān)閉作用，并因此能夠?qū)崿F(xiàn)所需要的極其精確、快速的液滴分離。由此還能夠使液滴尺寸更小。
[0017]雖然在現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)有執(zhí)行器系統(tǒng)的操作元件與關(guān)閉元件沿關(guān)閉方向的連續(xù)耦合，但是本發(fā)明明確地避開了這種持續(xù)連接的系統(tǒng)，并代之以操作元件和關(guān)閉元件的臨時連接和機械去耦。因此，這兩個元件可以臨時執(zhí)行獨立的運動路線，然后通過它們在正確的時刻的結(jié)合使關(guān)閉元件沿關(guān)閉方向的速度更快，即使關(guān)閉元件在朝向其最終位置、即關(guān)閉位置的方向上經(jīng)過的距離明顯更短。
[0018]本文開始所述類型的方法根據(jù)本發(fā)明可進(jìn)一步發(fā)展為，借助于配量系統(tǒng)執(zhí)行該方法，該配量系統(tǒng)具有執(zhí)行器系統(tǒng)，該執(zhí)行器系統(tǒng)包括至少一個操作元件和具有輸出口的噴嘴。在此，操作元件首先沿關(guān)閉方向在第一分運動中運動，使其在期望的止動位置上與關(guān)閉元件分離，然后再與位于該止動位置上的關(guān)閉元件發(fā)生撞擊并在關(guān)閉元件上施加沖力。
[0019]本發(fā)明的其他特別優(yōu)選的實施方式和擴展方案由從屬權(quán)利要求以及下面的描述中給出。在此還可以根據(jù)針對配量系統(tǒng)的從屬權(quán)利要求以及在下面描述中所給出的實施方式進(jìn)一步開發(fā)該方法，反之亦然。
[0020]在本發(fā)明中，優(yōu)選將執(zhí)行器系統(tǒng)和關(guān)閉元件分別設(shè)計、設(shè)置并限定為，操作元件和關(guān)閉元件在運行中沿關(guān)閉方向的軸線經(jīng)過不同的最大距離。即，操作元件和關(guān)閉元件具有不同的有限的行程。在本發(fā)明中特別優(yōu)選使關(guān)閉元件的最大距離小于操作元件的最大距離。一般情況下在此適宜的是，操作元件行程和關(guān)閉元件行程的差越大，在沿關(guān)閉方向的關(guān)閉運動期間操作元件撞在關(guān)閉元件上時的沖力就越大。而撞擊時的沖力越大，關(guān)閉元件沿朝向其期望的最終位置方向運動得就越快。
[0021]操作元件在其直至到達(dá)位于止動位置上的關(guān)閉元件的距離上產(chǎn)生動能,然后該動能在發(fā)生碰撞時作用在關(guān)閉元件上。由此產(chǎn)生了沖力并最終使關(guān)閉元件獲得比操作元件與關(guān)閉元件一起經(jīng)過操作元件的整個距離時明顯更大的加速度。
[0022]實驗表示:操作元件的行程，即最大距離優(yōu)選至少為關(guān)閉元件行程的1.1倍，特別優(yōu)選至少為2倍。
[0023]關(guān)閉元件的關(guān)閉速度在運行中優(yōu)選大于0.5m/s。
[0024]在一試驗設(shè)計中，關(guān)閉元件的質(zhì)量為Ig (包括彈簧),操作元件的質(zhì)量為3.5g (典型值在3.5g-10g間變化)，并且施加在操作元件上的(假定為常數(shù))的驅(qū)動力為250N。操作元件的總行程為0.3mm，關(guān)閉元件的總行程在第一種情況下為0.09mm，在第二種情況下為
0.15mm,即總行程的一半。
[0025]據(jù)此可以得到如下數(shù)值:
[0026]操作元件在第一種情況下的速度發(fā)展為5.5m/s，在第二種情況下的速度發(fā)展為
4.6m/s。關(guān)閉元件在第一種情況下的速度加速至7.7m/s (在遇到輸出口時)，在第二種情況下的速度加速至6.4m/s。這些值已經(jīng)考慮了沖力傳遞過程中的功率損耗，否則它們還要再低20%。如果這兩個元件共同經(jīng)過關(guān)閉元件的相應(yīng)行程，則在第一種情況下的共同速度為
3.lm/s，在第二種情況下的共同速度為4m/s。即，關(guān)閉元件的減小的行程(并因此而使其具有較低的在短距離上提高速度的能力)通過操作元件的沖力傳遞加以補償，從而獲得突然且非?？斓耐苿印Υ丝梢愿爬ǖ刈C實:操作元件的相比于關(guān)閉元件的兩倍行程能夠?qū)崿F(xiàn)使關(guān)閉元件非常好的加速。
[0027]操作元件和關(guān)閉元件的這種不同行程例如可以通過下述方式實現(xiàn):使關(guān)閉元件通過止動裝置在其沿關(guān)閉方向軸線的最大距離上受到限制。這樣的止動裝置例如可以在配量系統(tǒng)的殼體內(nèi)部構(gòu)造為固定安裝的止動件表面，或者通常構(gòu)造為固定安裝的止動位置。但是止動裝置也可以優(yōu)選為在其位置上可調(diào)節(jié)的止動裝置，例如止動螺栓，該止動螺栓可以在殼體中沿朝向關(guān)閉元件或背離關(guān)閉元件的方向擰入或擰出。
[0028]在這種可調(diào)節(jié)的止動裝置的一種擴展方案中，該裝置是自動的、優(yōu)選為電動的可調(diào)節(jié)的止動裝置。電動止動裝置例如可以通過伺服電機進(jìn)行調(diào)節(jié)。其他的自動止動裝置包括機械驅(qū)動的(例如液壓驅(qū)動或氣動驅(qū)動)、優(yōu)選為可從配量系統(tǒng)外部操作的、可識別的止動裝置。
[0029]在可自動調(diào)節(jié)的止動裝置中，還可以借助于相應(yīng)的測量裝置確定止動裝置的位置或者配量系統(tǒng)內(nèi)部的力的關(guān)系，特別是涉及到關(guān)閉元件在止動裝置上的力。由此所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，無論是位置數(shù)據(jù)還是表示所發(fā)生的力的測量數(shù)據(jù)都可以作為調(diào)節(jié)止動裝置的位置的基礎(chǔ)。有利的是這可以在閉環(huán)控制電路中實現(xiàn)，從而當(dāng)閉合元件在止動裝置上施加過高的力時可以例如重新進(jìn)行調(diào)整，以使止動裝置的位置進(jìn)一步遠(yuǎn)離關(guān)閉元件。
[0030]根據(jù)第一種變型，執(zhí)行器系統(tǒng)包括可液壓和/或氣動操作的執(zhí)行器?？梢詫⑦@種執(zhí)行器例如設(shè)計為氣缸-活塞系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中通過一個或兩個輸入口形成正壓或負(fù)壓。但是基于其他的機械執(zhí)行器的其他機械執(zhí)行器系統(tǒng)也是可以的，例如通過傳動裝置等進(jìn)行操作。
[0031]在可以選擇作為對第一種變形的補充或替代的第二種變形中，執(zhí)行器系統(tǒng)是電氣或電子操作的。在此特別優(yōu)選執(zhí)行器系統(tǒng)包括壓電式執(zhí)行器。電氣執(zhí)行器，特別是電子執(zhí)行器，尤其是壓電式執(zhí)行器可以非?？焖佟⒂行У貏幼?，并因此可以特別有效地應(yīng)用在特別是微配量系統(tǒng)以及要求高精度配量的情況下。
[0032]如上文所述，操作元件可以簡單地由直接臨時性地作用在關(guān)閉元件上的執(zhí)行器構(gòu)成。除了執(zhí)行器之外，還可以設(shè)置其他的力傳遞元件作為操作元件，例如推桿。特別優(yōu)選操作元件包括杠桿，該杠桿暫時連接到與關(guān)閉元件在一起的執(zhí)行器。除了從執(zhí)行器到關(guān)閉元件上的力傳遞以外，這種杠桿的其它優(yōu)點在于，其可以產(chǎn)生轉(zhuǎn)換效應(yīng)
(LJbersetzungswirkung)，從而例如很小的執(zhí)行器的行程就足以通過相應(yīng)的轉(zhuǎn)換實現(xiàn)
通過杠桿實現(xiàn)的在關(guān)閉元件的區(qū)域中、也就是沿關(guān)閉元件的作用軸線較大的行程。
[0033]最普遍的是，優(yōu)選執(zhí)行系統(tǒng)的執(zhí)行器的最大工作距離與關(guān)閉元件的最大距離不同，并在此特別優(yōu)選大于關(guān)閉元件的最大工作距離。這意味著，如果執(zhí)行器不是直接作用在關(guān)閉元件上，則其行程大于關(guān)閉元件的行程。這也使得能夠?qū)崿F(xiàn)操作元件的較大行程。
[0034]此外已經(jīng)證實有利的是:通過止動裝置來限制執(zhí)行系統(tǒng)的執(zhí)行器的最大工作距離和/或操作元件的最大距離。在此，止動裝置的概念可以是非常寬泛的:在此止動裝置可以(如前所述的)是機械元件，執(zhí)行系統(tǒng)的執(zhí)行器在期望的位置上與該機械元件發(fā)生碰撞。但是，通過對執(zhí)行器的控制器進(jìn)行相應(yīng)的編程或預(yù)先調(diào)整也可以實現(xiàn)一種止動裝置，也就是通過軟件實現(xiàn)。所以在此在限制行程的思想下采用電子行程控制器就已經(jīng)足夠了。總而言之，通過限制執(zhí)行器系統(tǒng)的執(zhí)行器或操作元件的行程可以確保能夠相互界定地調(diào)整執(zhí)行器和關(guān)閉元件的行程，并因此能夠事先估計和定義出現(xiàn)在操作元件和關(guān)閉元件之間的力。
[0035]除了使操作元件并最終使關(guān)閉元件至少在關(guān)閉方向上運動的執(zhí)行器系統(tǒng)之外，還可以使關(guān)閉元件和/或執(zhí)行器系統(tǒng)基于彈力沿打開方向和/或關(guān)閉方向受到推壓。這種基于彈力作用于操作元件或關(guān)閉元件上的力效應(yīng)例如在沿打開方向的作用下可以使得關(guān)閉元件和/或操作元件被再次壓回至打開位置，從而對于這種運動而言不再需要獨立的執(zhí)行器。由此可以簡化配量系統(tǒng)并使其更加有效。
[0036]為了使止動裝置隨時都保持定位，以發(fā)揮其限制執(zhí)行器系統(tǒng)或關(guān)閉元件的行程的作用，優(yōu)選將止動裝置設(shè)置為在其位置上是可調(diào)整的，并特別優(yōu)選這種調(diào)整是可彈力預(yù)加載的。也就是說，止動裝置不是固定安裝的，而是可以改變其位置并隨后固定。彈力預(yù)加載的固定已經(jīng)證明可以作為實現(xiàn)此目的的簡單措施。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]下面將參照附圖并根據(jù)實施例再次對本發(fā)明做詳細(xì)說明。在此，對相同的部件采用相同的附圖標(biāo)記。其中:
[0038]圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的配量系統(tǒng)的前視圖，
[0039]圖2示出了如圖1所示的配量系統(tǒng)在第一操作狀態(tài)下沿截線A-A的截面圖，
[0040]圖3示出了如圖2所示的配量系統(tǒng)在第二操作狀態(tài)下的截面圖，
[0041]圖4示出了如前述附圖所示的配量系統(tǒng)在改變基本設(shè)置的情況下的截面圖，
[0042]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明配量系統(tǒng)的第一實施方式的透視圖，
[0043]圖6示出了如圖5所示的根據(jù)本發(fā)明配量系統(tǒng)的前視圖，
[0044]圖7示出了如圖5和圖6所示的配量系統(tǒng)沿圖6中的截線A-A的截面圖,在此,該配量系統(tǒng)處于第一操作狀態(tài)，
[0045]圖8示出了如圖7所示的配量系統(tǒng)處于第二操作狀態(tài)時的截面圖，
[0046]圖9不出了如圖7和圖8所不的配量系統(tǒng)處于第三操作狀態(tài)時的截面圖，
[0047]圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的配量系統(tǒng)的第二實施方式的前視圖，
[0048]圖11示出了如圖10所示的配量系統(tǒng)沿截線A-A的截面圖。
【具體實施方式】
[0049]圖1和圖2示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的配量系統(tǒng)I。該配量系統(tǒng)包括執(zhí)行器系統(tǒng)2和噴嘴13，在此，柱塞15形式的關(guān)閉元件15可以通過執(zhí)行器系統(tǒng)2沿噴嘴13的關(guān)閉方向V、即特別是沿噴嘴13的輸出口 19的方向，或者沿該輸出口 19的打開方向運動。這種關(guān)閉和打開運動沿著作用軸線X進(jìn)行，該作用軸線居中位于配量系統(tǒng)I內(nèi)，并在配量系統(tǒng)I的內(nèi)部通過柱塞15的取向定義。
[0050]在該實施例中，執(zhí)行器系統(tǒng)2為氣動或液壓系統(tǒng)。這意味著，起操作元件作用的執(zhí)行器系統(tǒng)2的執(zhí)行器29可以通過壓縮氣體或承壓流體在圓筒中往復(fù)運動，該圓筒包括上腔室35a和下腔室35b，并通過構(gòu)造為活塞29的執(zhí)行器29彼此隔開。分別通過第一空氣入口7a和第二空氣入口 7b向上腔室35a和下腔室35b供應(yīng)正壓或負(fù)壓。如果使液體或氣體通過第一空氣入口 7a以比通過第二空氣入口 7b供應(yīng)給下腔室35b中的壓力更高的壓力導(dǎo)入第一室35a中，則活塞29朝下腔室35b的方向運動。在相反的壓力關(guān)系下，活塞29朝上腔室35a的方向運動?；钊?9向下朝輸出口 19方向的運動還附加地受到執(zhí)行器彈簧33的支持，該執(zhí)行器彈簧設(shè)置在上腔室35a中并因此向下推壓活塞29。
[0051]活塞29為一體化構(gòu)成的，并具有三個區(qū)域，即下執(zhí)行器區(qū)域29a，中執(zhí)行器區(qū)域29b和上執(zhí)行器區(qū)域29c。活塞29的中執(zhí)行器區(qū)域29b將上腔室35a和下腔室35b分開，同時將下執(zhí)行器區(qū)域29a和上執(zhí)行器區(qū)域29c引導(dǎo)進(jìn)入配量系統(tǒng)殼體內(nèi)在圓柱形空腔中。在此，下執(zhí)行器區(qū)域29a與柱塞15有效連接。這通過形狀配合和力配合的連接實現(xiàn)，除了其他之外，這種連接通過以下方式實現(xiàn):柱塞15沿止動位置31，即沿止動面31直接平放在下執(zhí)行器區(qū)域29的底面上。為此，柱塞15具有擴展區(qū)域27，其垂直于關(guān)閉方向V的橫截面大于柱塞15的位于擴展區(qū)域27上面和下面的區(qū)域。柱塞15的位于擴展區(qū)域27上面的部分在活塞29內(nèi)部的空腔37中向內(nèi)突出，從而使得柱塞15和活塞29之間的形狀配合要比只在止動位置31的區(qū)域中更進(jìn)一步。因此，柱塞15的上側(cè)保持在活塞29內(nèi)部。此外，柱塞15在擴展區(qū)域27的背對活塞29的一側(cè)通過取向裝置23保持沿作用軸線X的軸向取向。柱塞15通過環(huán)形密封件21通向配量物質(zhì)通道17的區(qū)域，該區(qū)域從輸入管道11沿朝向噴嘴13的輸出口 19的方向延伸。
[0052]柱塞15和活塞29之間沿止動面31的形狀配合連接或力配合連接通過關(guān)閉元件彈簧25來保障，該關(guān)閉元件彈簧從取向裝置23開始直至到達(dá)柱塞15的擴展區(qū)域27，并且其在運行中總是與活塞29保持接觸。排氣口 9用于在柱塞15的運動過程中平衡正壓或負(fù)壓。
[0053]此外，配量系統(tǒng)I還具有止動螺栓3形式的止動裝置3，其可以通過螺紋41沿朝向配量系統(tǒng)I的殼體內(nèi)部的方向行進(jìn)，并由此限定活塞29的行程Ha。止動螺栓3借助于止動彈簧5保持在其相應(yīng)的位置上，并可以只針對性地通過轉(zhuǎn)動進(jìn)一步向配量系統(tǒng)I的殼體內(nèi)部運動或者從該殼體內(nèi)部向外運動。由此活塞29可以只運動至止動螺栓3的執(zhí)行器碰撞位置39的面對活塞29的一端。
[0054]圖3示出了處于第二操作狀態(tài)下的同一配量裝置1，即在該狀態(tài)中，活塞29最大向上行進(jìn)至執(zhí)行器碰撞位置39。在此，止動螺栓3的位置沒有改變，因此執(zhí)行器碰撞位置39只是輕微地限制了活塞29的行程。很明顯，在活塞29的頂部位置上，活塞29和柱塞15之間的形狀配合連接或力配合連接由于關(guān)閉元件彈簧25的彈力張緊而保持不變，并使二者沿著止動位置31彼此永久連接。
[0055]圖4示出了改變了基本設(shè)置的同一配量系統(tǒng)。在這里，止動螺栓3進(jìn)一步沿配量系統(tǒng)I的殼體的內(nèi)部方向，即沿關(guān)閉方向V轉(zhuǎn)動，從而使執(zhí)行器碰撞位置39在圖中的位置進(jìn)一步向下。由此自動降低活塞29的行程Hb。比較圖3和圖4可以看出:柱塞15在執(zhí)行器29的可能的最上面的位置上的位置將相應(yīng)地改變:在如圖4所示的基本設(shè)置情況下，柱塞15的下端部比在如圖3所示的基本設(shè)置情況下更接近輸出口 19。其結(jié)果是:柱塞15沿關(guān)閉方向V至輸出口 19的距離更短。但是這也意味著，柱塞15只能更短地加速，并因此更緩慢地沿朝向輸出口 19的方向到達(dá)。因此，行程從第一行程Ha (見圖3)縮短到第二行程Hb (見圖4)將對柱塞的反應(yīng)速度產(chǎn)生負(fù)面影響。
[0056]圖5、圖6和圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的配量系統(tǒng)I'。除了由前述視圖中已知的元件外，該配量系統(tǒng)具有止動裝置43，并將該止動裝置插入前述的止動螺栓3中。止動裝置43又借助于螺紋49保持在止動螺栓3的內(nèi)部，使其能夠沿朝向殼體內(nèi)部的方向，即關(guān)閉方向V行進(jìn)，或者能夠沿相反的方向旋出。還可以借助于止動彈簧45彈力預(yù)加載地保持止動裝置43。止動裝置43在下面的區(qū)域中越過執(zhí)行器碰撞位置39向外突出，并定位在活塞29的空腔中，在上執(zhí)行器區(qū)域29C中。該止動裝置在其底部面向柱塞15的一側(cè)具有柱塞碰撞位置47。因此，柱塞15的從噴嘴13的輸出口 19到柱塞碰撞位置47的距離是有限的行程H2，其與活塞29的有限行程H1相比更小。該縮短的最大距離H2的效果在圖8和圖9中清楚地示出。
[0057]圖8示出了相同的配量裝置I'，其中，柱塞15現(xiàn)在行進(jìn)至由柱塞碰撞位置47定義的位置上，這可以基于關(guān)閉元件彈簧25的彈力實現(xiàn)。還可以看到:活塞29還要經(jīng)過更長的路線29到達(dá)其執(zhí)行器碰撞位置39。即在該位置上，柱塞15和活塞29沿止動位置(它們目前沿著該止動位置彼此形狀配合或力配合地連接)彼此分開，也就是分離。尤其是在圖9中可以看到此效果，在那里現(xiàn)在活塞29也到達(dá)執(zhí)行器碰撞位置39，并已經(jīng)在碰撞位置31上與柱塞15分開。
[0058]如果如圖7、圖8和圖9示出的沿打開方向的向上運動現(xiàn)在沿相反方向，即沿關(guān)閉方向V進(jìn)行，則活塞29首先沿關(guān)閉方向V執(zhí)行向下運動，然后在如圖8所示的位置上再次在止動位置31上與柱塞15發(fā)生碰撞，并由此在柱塞15上作用沖力I。然后，柱塞15比活塞29更快地繼續(xù)運動至如圖7所示的位置上。即，活塞29首先執(zhí)行第一分運動，然后在止動位置31上碰撞柱塞15,然后在第二分運動中沿朝向輸出口 19的方向再次與柱塞15分開。一旦柱塞15到達(dá)輸出口 19，則活塞29與柱塞15再次在止動位置31上短暫地發(fā)生碰撞?，F(xiàn)在在此產(chǎn)生的效果使得本發(fā)明提供了新的質(zhì)量(Qualitaet):活塞29在其在第一分運動期間從其最上面的位置到如圖8所示的位置的距離上獨自生成一速度，使其能夠在在止動位置31上發(fā)生碰撞時在柱塞15上施加沖力I。這種在沒有柱塞15的情況下活塞29的提前加速使得柱塞15現(xiàn)在可以具有比活塞29更高的速度。由此使得柱塞15的關(guān)閉運動變得更快:其可以更快地到達(dá)位于其柱塞15的最終位置上的輸出口 19。
[0059]圖10和圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的配量系統(tǒng)I"。在此沒有將執(zhí)行器系統(tǒng)2設(shè)計為氣動或液壓的執(zhí)行器系統(tǒng)2，而是使其具有壓電式執(zhí)行器55，其運動通過杠桿57傳遞到柱塞15上。在該實施例中沒有示出噴嘴的區(qū)域，但是噴嘴可以與在圖1至圖9中示出的實施例相似地構(gòu)成。杠桿57在三個位置上受到支承:在止動位置31上，其臨時性地與柱塞15的擴展區(qū)域27相連接，該擴展區(qū)域與在前面視圖中示出的形狀相類似地構(gòu)成。為此，該杠桿的端部區(qū)域61圍繞柱塞15的上部部分。因此，該端部區(qū)域在其垂直于關(guān)閉方向V的橫截面上構(gòu)造為u形的或叉狀的。杠桿57在上部在朝向壓電式執(zhí)行器55的方向上具有小的凸面(Ausbuchtung),該凸面終止于第一支承區(qū)域63上,在那里,杠桿57通過線狀支承區(qū)與壓電式執(zhí)行器55相連。此外，杠桿57在其背對壓電式執(zhí)行器55的底面上通過位于第二支承區(qū)域65中的第二線狀支承區(qū)支承在圓柱形銷59上。為了減小杠桿57和
圓柱形銷59之間的摩擦，杠桿57在第二支承區(qū)域65中具有兩個留空。在打開方向0上，
柱塞15受到關(guān)閉元件彈簧25的推壓，而杠桿57受到執(zhí)行器彈簧51的推壓。
[0060]如果壓電式執(zhí)行器55被激勵運動，則這種運動將通過第一支承區(qū)域63轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)動運動D。由此使得柱塞15能夠借助于在止動位置31上的接觸沿作用軸線X在關(guān)閉方向上移動。壓電式執(zhí)行器55的行程H1不必與作為操作元件的杠桿57沿作用軸線X的行程H/相等。相反，通過相應(yīng)地轉(zhuǎn)換也可以沿軸線X實現(xiàn)較大的行程H/。因此存在沿壓電式執(zhí)行器55的執(zhí)行器軸線Y的第一行程H1和沿柱塞15的作用軸線X的第二行程H1，。
[0061]柱塞15在其頂部再次通過止動裝置43停在柱塞碰撞位置47上。因此，柱塞15具有行程H2，而該行程又小于杠桿57沿作用軸線X的行程H/。當(dāng)沿打開方向的運動到達(dá)在此所示出的位置時，杠桿57運動離開止動位置31并與柱塞15分離，杠桿57單獨繼續(xù)向上行進(jìn)。在另一方向上，杠桿57首先進(jìn)行朝向柱塞15方向的單獨運動，然后在止動位置31與柱塞15發(fā)生碰撞,然后使柱塞15在沖力作用下繼續(xù)朝著噴嘴輸出口的方向運動。該原理基本上與已經(jīng)根據(jù)圖5至圖9所說明的運行原理相符。
[0062]在如圖5至圖9所示的實施例中，氣動或液壓系統(tǒng)表明完全沿作用軸線X取向，而在如圖10和圖11所示的壓電式執(zhí)行器系統(tǒng)中，具有不同于作用軸線X的執(zhí)行器軸線Y。當(dāng)然，也可以為液壓或氣動系統(tǒng)配備力傳遞元件，即操作元件，例如杠桿或推桿，反之也可以將壓電式執(zhí)行器系統(tǒng)設(shè)計為純粹以作用軸線取向的配置。
[0063]最后，需要再次指出的是，上述詳細(xì)說明的配量系統(tǒng)或噴嘴以及執(zhí)行器系統(tǒng)的組件僅涉及本發(fā)明的實施例，對這些實施例本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明范圍的情況下可以以各種方式進(jìn)行修改。此外，所使用的不定冠詞“一”或“一個”并不排除所討論的特征也可以存在多個。此外，“單元”可以由一個或多個空間分布設(shè)置的組件組成。
[0064]附圖標(biāo)記列表
[0065]1，1' ,I"配量系統(tǒng)
[0066]2執(zhí)行器系統(tǒng)
[0067]3止動裝置-止動螺栓
[0068]5止動彈簧
[0069]7a, 7b 空氣入口
[0070]9 排氣 口
[0071]11輸入管道
[0072]13 噴嘴
[0073]15關(guān)閉元件-柱塞
[0074]17配量物質(zhì)通道
[0075]19 輸出口
[0076]21密封件
[0077]23取向裝置
[0078]25關(guān)閉元件彈簧
[0079]27擴展區(qū)域
[0080]29執(zhí)行器-活塞
[0081]29a下執(zhí)行器區(qū)域
[0082]29b中執(zhí)行器區(qū)域
[0083]29c上執(zhí)行器區(qū)域
[0084]31止動位置-止動面
[0085]33執(zhí)行器彈簧
[0086]35a上腔室
[0087]35b下腔室
[0088]37 空腔
[0089]39執(zhí)行器-碰撞位置
[0090]41 螺紋
[0091]43止動裝置
[0092]45止動彈簧[0093]47柱塞-碰撞位置
[0094]49 螺紋
[0095]51執(zhí)行器彈簧
[0096]55壓電式執(zhí)行器
[0097]57 杠桿
[0098]59圓柱形銷
[0099]61端部區(qū)域
[0100]63第一支承區(qū)域
[0101]65第二支承區(qū)域
[0102]D轉(zhuǎn)動運動
[0103]Ha, Hb, H1, H/ ,H2 行程
[0104]I 沖力
[0105]O打開方向
[0106]V關(guān)閉方向
[0107]X作用軸線
[0108]Y執(zhí)行器軸線
【權(quán)利要求】
1.一種用于液態(tài)至粘性配量物質(zhì)的配量系統(tǒng)(I'，1")，該配量系統(tǒng)具有包括至少一個操作元件(29，55)的執(zhí)行器系統(tǒng)(2)和帶有輸出口(19)的噴嘴(13)，其中，將該配量系統(tǒng)設(shè)計為，使所述操作元件(29，57)在沿關(guān)閉方向(V)運動時首先進(jìn)行第一分運動，以使所述操作元件(29，57)在期望的止動位置(31)上與關(guān)閉元件(15)分離，然后再在該止動位置(31)上與所述關(guān)閉元件發(fā)生碰撞，并在所述關(guān)閉元件(15)上施加沖力(I)。
2.如權(quán)利要求1所述的配量系統(tǒng)，其中，將所述執(zhí)行器系統(tǒng)(2)和所述關(guān)閉元件(15)分別設(shè)計、設(shè)置并限定為，使所述操作元件(29，57)和所述關(guān)閉元件(15)在運行中沿所述關(guān)閉方向(V)的軸線(X)經(jīng)過不同的最大距離(H1,，H1'，H2)。
3.如權(quán)利要求2所述的配量系統(tǒng)，其中，所述關(guān)閉元件(15)的最大距離(H2)小于所述操作元件(29，57)的最大距離(HpH1')。
4.如前面任一項權(quán)利要求所述的配量系統(tǒng)，其中，所述關(guān)閉元件(15)的在沿所述關(guān)閉方向(V)的軸線(X)上的最大距離(H2)受止動裝置(43)的限制。
5.如權(quán)利要求4所述的配量系統(tǒng)，具有位置可調(diào)的止動裝置(43)。
6.如權(quán)利要求5所述的配量系統(tǒng)，具有可自動調(diào)節(jié)，優(yōu)選為可通過電機調(diào)節(jié)的止動裝置。
7.如前面任一項權(quán)利要求所述的配量系統(tǒng)，其中，所述執(zhí)行器系統(tǒng)(2)包括可液壓和/或氣動操作的執(zhí)行器(29)。
8.如前面任一項權(quán)利要求所述的配量系統(tǒng)，其中，所述執(zhí)行器系統(tǒng)(2)包括壓電式執(zhí)行器(55)。
9.如前面任一項權(quán)利要求所述的`配量系統(tǒng)，其中，所述操作元件包括杠桿(57)，該杠桿臨時性地與所述關(guān)閉元件(15 )相連接。
10.如前面任一項權(quán)利要求所述的配量系統(tǒng)，其中，所述執(zhí)行器系統(tǒng)(2)的執(zhí)行器(55)的最大工作距離(H1)與所述關(guān)閉元件的最大距離(H2)不同。
11.如前面任一項權(quán)利要求所述的配量系統(tǒng)，其中，執(zhí)行器(29)的最大工作距離(H1,H1')和/或所述執(zhí)行器系統(tǒng)(2)的操作元件的最大距離(H1)受止動裝置(3)的限制。
12.如前面任一項權(quán)利要求所述的配量系統(tǒng)，其中，所述關(guān)閉元件(15)和/或所述執(zhí)行器系統(tǒng)(2)基于彈力地沿打開方向(0)和/或所述關(guān)閉方向(V)受到推壓。
13.如前面任一項權(quán)利要求所述的配量系統(tǒng)，包括至少一個優(yōu)選為彈力預(yù)加載的且位置可調(diào)的止動裝置(3,43)。
14.一種借助于配量系統(tǒng)0-，1")對液態(tài)至粘性配量物質(zhì)進(jìn)行配量的方法，所述配量系統(tǒng)(I'，1")具有包括至少一個操作元件(29，55)的執(zhí)行器系統(tǒng)(2)和帶有輸出口(19)的噴嘴(13)，其中，使所述操作元件(29，55)沿關(guān)閉方向(V)首先進(jìn)行第一分運動，以使所述操作元件(29，57)在期望的止動位置(31)上與關(guān)閉元件(15)分離，然后再在該止動位置(31)上與所述關(guān)閉元件發(fā)生碰撞并在所述關(guān)閉元件(15)上施加沖力(I)。
【文檔編號】B05C5/02GK103717319SQ201280038083
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2012年7月5日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月29日
【發(fā)明者】馬里奧·弗利斯, 于爾格·施泰特勒 申請人:微密斯點膠技術(shù)有限公司