CN111989165B - 计量阀 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于粘性材料的计量阀(10、110)，具有壳体(12)、在壳体(12)中延伸的通入多个材料排出开口(26)中的材料通道(16)和与材料排出开口(26)的数量相应的数量的可移动地支承在壳体(12)中的阀针(24)，其中，给每个阀针(24)配设阀座(22)，并且其中，每个阀针(24)能够在闭合位置与打开位置之间运动，在闭合位置中阀针位于配设给该阀针的阀座(22)上并且闭合材料排出开口(26)中的一个材料排出开口，在打开位置中相关的材料排出开口(26)被释放。根据本发明规定，阀针(24)由硬金属制成并且可纵向移动地引导通过在与阀座(22)间隔开距离地布置的引导块(28)中的穿通口(30)，其中，引导块(28)至少在穿通口(30)的朝向阀针(24)的内表面上由硬金属制成。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于粘性材料的计量阀。
背景技术
这种构造为针阀的计量阀是已知的并且例如在汽车工业中用于将粘接剂、密封材料、绝缘材料或导热膏涂覆到车身构件上。该计量阀的特征在于，该计量阀可以借助于合适的执行器精确地控制并且可以在短时间内打开并且又闭合，从而也可以将少量的粘性材料可靠地施加到工件上。如果多个材料排出开口和从属于该材料排出开口的阀针成排布置，以便实现同时涂覆多个彼此平行延伸的材料条，则材料排出开口不能布置成彼此任意接近。材料排出开口相互之间的距离向下通过直径阀针的直径以及通过阀针相互之间的最小距离来限制，其中后者是由于精确引导阀针的必要性和防止阀针和壳体之间的粘性材料泄漏的密封而造成的。
发明内容
因此本发明的任务是，这样地及进一步改进开头所述类型的计量阀，使得利用该计量阀可以涂覆具有较小直径和/或较小相互距离的材料条或材料点。
根据本发明，所述任务通过根据本发明的计量阀来解决。
本发明涉及一种用于粘性材料的计量阀，所述计量阀具有壳体、在壳体中延伸的通入多个材料排出开口中的材料通道和与材料排出开口的数量相应的数量的可移动地支承在壳体中的阀针，其中，给每个阀针配设阀座，并且每个阀针能够在闭合位置与打开位置之间运动，在所述闭合位置中所述阀针位于配设给所述阀针的阀座上并且封闭所述材料排出开口中的一个材料排出开口，在所述打开位置中相关的材料排出开口被释放，其中，所述阀针由硬金属制成并且可纵向移动地引导通过在引导块中的穿通口，所述引导块与阀座间隔开距离地布置，其中，引导块至少在穿通口的朝向阀针的内表面上由硬金属制成，其中，在所述壳体中在引导块的背离阀座的背侧上布置有用于接纳流体的冲洗室。
根据本发明的解决方案基于这样的构思，即通过阀针的构造和对由硬金属制成的阀针的引导部实现对阀针的足够稳定、精确且良好密封的引导，从而阀针可保持较小并且可彼此以较小的距离来布置。从阀针彼此间以小距离布置得到材料排出开口彼此间于是也以小距离布置以及得到的可能性是，材料排出开口配备有小的横截面。尤其是当穿通口的内表面密封地贴靠在阀针上时，不必设置另外的密封元件，并且阀针可以相互间以小的距离布置。为此，引导块以高精度与一个阀针或多个阀针相适配，所述阀针几乎无间隙地被接收在引导块中。此外，这种措施还引起对阀针或对阀针们的非常精确的引导。
本发明基于这样的构思，即由硬金属制成的构件更耐磨损。因此有利的是，阀针或阀针们由硬金属构造，因为硬金属尤其是相对于材料是化学耐性的，计量阀用于涂敷所述材料。如果阀针由硬金属制成，则所属的阀座不能由较软的材料制成，因为否则所述阀座会由于阀针而变形。所述两个发明方面可以有利地相互组合，其中，阀座适宜地布置在阀座块上。
在此，硬金属可以理解为金属基质复合材料，其中以颗粒形式存在的硬质材料通过由金属制成的基质保持在一起。作为硬质材料，尤其使用金属碳化物或金属氮化物，例如碳化钨、碳化钛、氮化钛、碳化铌、碳化钽或碳化钒。理想地，将上述两个发明方面相互组合，其中，阀座块和/或引导块适宜地一件式地由硬金属制造并且优选地由与阀针相同的硬金属制造，这简化了制造。
适宜地，壳体具有输入管路部件，材料通道穿过该输入管路部件从材料进入开口延伸直至阀座块。输入管路部件优选由不锈钢或铝制成并且尤其一件式地制成。不锈钢和铝比硬金属更便宜并且更不易碎以及更易加工。在此，引导块适宜地接纳在输入管路部件中并且优选可松开地与输入管路部件连接。为了进一步防止粘性材料不期望地流出，适宜地在引导块的背离阀座块的背侧上布置有用于接纳流体的冲洗室。该流体可以具有增塑剂特性，所述增塑剂特性防止经过引导块的粘性材料的颗粒在引导块上硬化、树脂化或结块。作为流体尤其考虑以商品名称Mesamoll或Mesamoll II出售的液体。该液体适宜地通过壳体中的输入管路和输出管路穿过冲洗室，从而持续地用流体冲洗该冲洗室。在此优选的是，壳体是与输入管路部件连接的、优选由不锈钢或铝制成的、具有或覆盖冲洗室的封闭部件，该封闭部件此外适宜地至少局部地具有输入管路和输出管路。
适宜地，壳体多件式地构造成具有多个壳体部件，壳体部件中的至少两个壳体部件可松开地互相连接。在此，可松开地互相连接的壳体部件中的一个壳体部件是引导块和/或阀座块和/或输入管路部件和/或封闭部件。如果与其它壳体部件可松开地连接的壳体部件中的一个壳体部件磨损，那么能够以简单的方式更换所述壳体部件，而不必更换整个计量阀。这有利地涉及由硬金属制成的壳体部件。
优选地，多个材料排出开口和多个阀针分别布置成一个排或多个优选彼此平行延伸的排。在使用硬金属材料时，阀针可以具有小的直径，从而阀座和材料排出开口也可以相应小地构造。因此，计量阀可以具有多个小的且彼此以小的距离布置的材料排出开口，通过所述材料排出开口可以以高的精度将小的材料量以薄的材料条的形式或以小的材料点的形式施加到工件上。
为了能够精确地操控阀针或阀针们，优选设置了具有至少一个执行器、优选至少一个压电执行器的执行器单元。由硬金属制成的阀针在由执行器加载的由另一种材料制成的致动元件上的连接在此不是微不足道的。有利地规定，每个阀针以其背对所属的阀座的端部被接纳在由金属、优选地由不锈钢制成的套筒中，并且与该套筒连接。该连接适宜地通过钎焊进行。在此，有利地，与彼此相邻的阀针连接的各套筒布置成与相应的阀座间隔开不同的距离。因此考虑这样的事实，即套筒自然具有比阀针更大的直径，但在运行中不允许碰撞。然后，每个套筒可以由执行器单元加载，其中适宜地，在每个套筒和执行器单元之间布置有固体活节。然后，该固体活节尤其可以借助于激光焊接与套筒连接。适宜地，给每个阀针配设用于加载到其上的执行器。
也可能的是，每个阀针通过至少一个支承在壳体中的弹性的复位元件在远离相应的阀座的方向上被加载力，执行器单元克服该力施加闭合力。在此，所述加载优选也经由固体活节实现，但是所述固体活节不必与相关的阀针刚性连接，而是能够松动地安置在阀针上，以便将阀针压到阀座上。所述至少一个复位元件优选分别作用在阀针的凸肩上，其中，彼此相邻的阀针的凸肩可以相对于各自的阀座以相同的距离布置，但适宜地相对于各自的阀座以不同的距离布置。凸肩引起阀针的加厚，如果阀针全部以到所属的阀座的相同距离布置，那么所述加厚会妨碍阀针彼此以小的距离布置。
根据一个有利的改进方案，在壳体中布置有与材料通道连通的材料流出通道，该材料流出通道延伸至材料流出开口。在计量阀闭合时，可以实现材料流通，从而材料通道始终被材料冲洗。此外可能的是，在壳体上或壳体内，尤其是在输入管路部件上或输入管路部件内，布置珀尔帖元件，以用于对粘性材料进行调温。珀尔帖元件能够加热和冷却粘性材料并且例如能够被插入到壳体的边缘上的凹槽中或者被放置到壳体上。
根据一个备选的实施方式，材料排出通道在每个阀座与所属的材料排出开口之间延伸，所述材料排出通道的中轴线相对于所属的阀针的纵轴线成锐角，阀针可沿着所述纵轴线在闭合位置与打开位置之间移动。该锐角适宜地在10°与40°之间并且优选地为大约20°。在此优选的是，所有材料排出通道的中轴线彼此平行地延伸。此外优选的是，所有材料排出通道的中轴线横向于通过各阀针的纵轴线形成的平面延伸。通过这种措施可能的是，材料也例如涂覆在工件的角部或棱边中，出于结构原因材料排出开口不能直接地或仅以过大的距离被放置在所述角部或棱边上。这尤其在计量阀构造得大并且因此材料排出开口由于计量阀的尺寸而不能足够靠近限定工件棱边的侧壁运动时是有利的。有利地，材料排出开口在此布置在材料排出面中，并且材料排出通道的中轴线垂直于材料排出面延伸。这便于在材料排出通道的中轴线方向上的材料排出，从而尤其是可以有针对性地在工件的角部或棱边中涂覆粘性材料的液滴，尤其是在压力下可以将液滴“喷射”到那里。在将粘性材料涂覆到工件上时，计量阀平行于工件表面间隔开距离地运动，并且具体而言优选地沿如下方向运动，材料排出通道或材料排出通道们的中轴线沿所述方向相对于相应所属的阀针的纵轴线成角度。
附图说明
下面借助于两个在附图中示意示出的实施例更详细地阐述本发明。在此，示出：
图1、图2以前视图和侧视图以剖视图示出根据第一实施例的计量阀；
图3以侧视图以剖视图示出根据第二实施例的计量阀，和
图4以横剖视图示出阀座块的备选的实施方式。
具体实施方式
在附图中示出的根据第一实施例的计量阀10具有壳体12，该壳体具有多个可松开地互相连接的部件。材料通道16从材料进入开口18延伸穿过由不锈钢一件式地制成的输入管路部件14，粘性材料(诸如粘合剂、密封材料、绝缘材料或导热膏)可以经由所述材料进入开口被引入到材料通道16中。在输入管路部件14上安装有由硬金属一件式地制成的阀座块20。阀座块20在此例如具有三个成一排布置的阀座22，分别给阀座配设在壳体12中沿其纵轴线58可线性移动地布置的阀针24。在阀座22前方，材料通道16分成三个子通道，这些子通道分别在阀座块20的材料排出面62中的材料排出开口26上终止。但是，材料通道16被分隔成子通道不是强制的。例如，材料通道16也可以通入材料腔室中，当阀针24从阀座22上被提升时，材料可以从材料腔室中通过材料排出开口26被排出。为了释放和闭合材料排出开口26，阀针24可以从相应所属的阀座22上被抬起或放置到该阀座上。材料排出通道56在每个阀座22与相应所属的材料排出开口26之间延伸，材料排出通道的中轴线60与所属的阀针24的纵轴线58重合。为了材料涂覆，计量阀10通常垂直于材料排出开口26的排的纵向延伸部关于工件运动。
阀针24在接纳在输入管路部件14中且与输入管路部件可松开地连接的引导块28中被引导，其方式为：阀针穿过延伸穿过引导块28的穿通口30被引导。在此，穿通口30在其尺寸方面精确地适配于阀针24的尺寸，使得阀针在引导块28中被非常精确地被引导并且此外实现在引导块28和阀针24之间的密封作用，所述密封作用防止粘性材料沿着远离材料排出开口26的方向被挤出。引导块28与阀针24一样由与阀座块20相同的硬金属制成。
与引导块28的背离材料排出开口26的背侧32邻近地，在壳体12中存在冲洗室34。该冲洗室位于由不锈钢制成的且与输入管路部件14可松开地连接的封闭部件36中，通入冲洗室34中的输入管路38和同样与冲洗室34连通的输出管路40延伸通过该封闭部件。在计量阀10的运行中，清洗室34持续地用流体清洗，例如用Mesamoll或者Mesamoll II清洗，流体经由输入管路38引入冲洗室34中并且经由输出管路40从冲洗室34排出。以这种方式，尽管在引导块28和阀针24之间存在密封作用仍穿过穿通口30的粘性材料被从冲洗室34中去除。阻止流体从冲洗室34溢出的密封借助于密封环42实现，所述密封环布置在输入管路部件14和引导块28之间、在输入管路部件14和封闭部件36之间以及在封闭部件36和布置在封闭部件36中的引导元件44之间，阀针24延伸通过所述引导元件。
阀针24的背离阀座22的端部46在第一实施例中分别被接纳在由不锈钢制成的各套筒48中，阀针与该套筒固定地钎焊。与彼此相邻的阀针24连接的套筒48处于不同的高度，使得阀针24可相对于彼此以小的距离布置。与套筒一体连接的突起50从每个套筒48沿着远离阀座22的方向延伸，所述突起分别由在图中未示出的压电执行器通过固体活节加载，以便使相应的阀针24运动，用于释放和再封闭相关的材料排出开口26。在此，阀针24可以分别单独地、与其它阀针24无关地运动。
根据第二实施例(图3)的计量阀110与根据第一实施例(图1、图2)的计量阀10的区别仅在于在打开和闭合时对阀针24的加载，从而相同作用的特征设有相同的附图标记。在壳体12中布置有弹簧52，所述弹簧具有多个一体地互相连接的臂，其中相应一个臂作用在阀针24中的每个阀针的凸肩54处，相关的阀针在凸肩处变厚。弹簧52的回复力在远离相应阀座22的方向上作用。通过固体活节加载阀针24的压电执行器闭合材料排出开口26，其方式为：该压电执行器克服弹簧力将阀针24压到阀座22上。固体活节则仅松动地贴靠在阀针24的背离阀座22的、在图3中未示出的端部上。相邻的阀针24的凸肩54也位于阀座22上方的不同高度上，从而阀针24可以以彼此间小的距离来布置。
图4示出阀座块20的备选的实施方式，所述阀座块可以代替在图1至图3中所示的阀座块20在那里所示的计量阀10、110中安装。备选的阀座块20的特征在于，从阀座22延伸到相应所属的材料排出开口26的材料排出通道56不是垂直向下延伸，而是分别相对于所属的阀针24的纵轴线58成角度。每个材料排出通道56具有中轴线60，该中轴线相对于所属的阀针24的纵轴线58成大约20°的角度α。在此，所有材料排出通道56沿相同的方向成角度，使得材料排出通道的中轴线60彼此平行地延伸。此外，中轴线60横向于由各阀针24的纵轴线58形成的平面延伸，并且与该平面围成相同的20°的锐角。此外，阀座块20的下侧不是平坦的，而是材料排出面62(材料排出开口26位于所述材料排出面中)位于下侧的突起64上并且倾斜成使得中轴线60相对于材料排出面垂直地延伸。此外，阀座22构造有倒棱66，该倒棱可以具有圆锥形的形状。当粘性材料被施加到工件上时，计量阀10、110平行于工件表面沿方向68运动，轴线60沿所述方向相对于阀针24的纵轴线58成角度。
当然应当理解的是，在前两个实施例的阀座块20中，倒棱66也可存在于每个阀座22上或一些阀座22上，而在根据图4的备选的阀座块20中，倒棱不是强制性的。此外，当然应当理解的是，根据第一和第二实施例的计量阀10、110不仅可以配备如在图1至图3中所示的阀座块20，而且可以配备根据图4的备选的阀座块20。
概括地确定如下：
本发明尤其涉及一种用于粘性材料的计量阀10、110，具有壳体12、在壳体12中延伸的通到多个材料排出开口26中的材料通道16和与材料排出开口26的数量相应数量的可移动地支承在壳体12中的阀针24，其中，给每个阀针24配设阀座22，并且其中，每个阀针24能够在闭合位置与打开位置之间运动，在闭合位置中，阀针位于配设给该阀针的阀座22上并且闭合材料排出开口26中的一个材料排出开口，在打开位置中，相关的材料排出开口26被释放。根据本发明规定，阀针24由硬金属制成并且可纵向移动地引导通过在与阀座22间隔开距离地布置的引导块28中的穿通口30，其中，所述引导块28至少在所述穿通口30的朝向所述阀针24的内表面上由硬金属制成。
Claims (30)
1.一种用于粘性材料的计量阀，所述计量阀具有壳体(12)、在壳体(12)中延伸的通入多个材料排出开口(26)中的材料通道(16)和与材料排出开口(26)的数量相应的数量的可移动地支承在壳体(12)中的阀针(24)，其中，给每个阀针(24)配设阀座(22)，并且每个阀针(24)能够在闭合位置与打开位置之间运动，在所述闭合位置中所述阀针位于配设给所述阀针的阀座(22)上并且封闭所述材料排出开口(26)中的一个材料排出开口，在所述打开位置中相关的材料排出开口(26)被释放，其特征在于，所述阀针(24)由硬金属制成并且可纵向移动地引导通过在引导块(28)中的穿通口(30)，所述引导块与阀座(22)间隔开距离地布置，其中，引导块(28)至少在穿通口(30)的朝向阀针(24)的内表面上由硬金属制成，其中，在所述壳体(12)中在引导块(28)的背离阀座(22)的背侧(32)上布置有用于接纳流体的冲洗室(34)。
2.一种用于粘性材料的计量阀，所述计量阀具有壳体(12)、在壳体(12)中延伸的通入多个材料排出开口(26)中的材料通道(16)和与材料排出开口(26)的数量相应的数量的可移动地支承在壳体(12)中的阀针(24)，其中，给每个阀针(24)配设阀座(22)，并且每个阀针(24)能够在闭合位置与打开位置之间运动，在所述闭合位置中所述阀针位于配设给所述阀针的阀座(22)上并且封闭所述材料排出开口(26)中的一个材料排出开口，在所述打开位置中相关的材料排出开口(26)被释放，其特征在于，所述阀针(24)由硬金属制成并且可纵向移动地引导通过在引导块(28)中的穿通口(30)，所述引导块与阀座(22)间隔开距离地布置，其中，引导块(28)至少在穿通口(30)的朝向阀针(24)的内表面上由硬金属制成，其中，每个阀针(24)能够沿着所述阀针的纵轴线(58)在闭合位置和打开位置之间运动，并且在每个所述阀座(22)和所属的材料排出开口(26)之间延伸有材料排出通道(56)，所述材料排出通道的中轴线(60)相对于所属的阀针(24)的纵轴线(58)成锐角(a)。
3.根据权利要求1或2所述的计量阀，其特征在于，所述穿通口(30)的内表面密封地贴靠在阀针(24)上。
4.根据权利要求1或2所述的计量阀，其特征在于，所述引导块(28)一件式地由硬金属制成。
5.根据权利要求1或2所述的计量阀，其特征在于，每个阀座(22)由硬金属制成。
6.根据权利要求5所述的计量阀，其特征在于，所述阀座(22)布置在由硬金属制成的阀座块(20)上。
7.根据权利要求6所述的计量阀，其特征在于，所述阀座块(20)一件式地制成。
8.根据权利要求6所述的计量阀，其特征在于，所述壳体(12)具有输入管路部件(14)，材料通道(16)穿过所述输入管路部件从材料进入开口(18)延伸直至阀座(22)。
9.根据权利要求8所述的计量阀，其特征在于，所述引导块(28)被接纳在输入管路部件(14)中。
10.根据权利要求9所述的计量阀，其特征在于，所述壳体(12)具有输入管路(38)和输出管路(40)，以用于引导流体穿过冲洗室(34)。
11.根据权利要求10所述的计量阀，其特征在于，所述壳体(12)具有封闭部件(36)，所述封闭部件与输入管路部件(14)连接、具有或覆盖所述冲洗室(34)。
12.根据权利要求11所述的计量阀，其特征在于，所述封闭部件(36)至少局部地具有输入管路(38)和输出管路(40)。
13.根据权利要求11所述的计量阀，其特征在于，所述壳体(12)多件式地构造有多个壳体部件，所述多个壳体部件中的至少两个壳体部件可松开地互相连接，并且可松开地互相连接的所述壳体部件中的一个壳体部件是引导块(28)和/或阀座块(20)和/或输入管路部件(14)和/或封闭部件(36)。
14.根据权利要求1或2所述的计量阀，其特征在于，各所述材料排出开口(26)和各所述阀针(24)分别布置成至少一个排。
15.根据权利要求1或2所述的计量阀，其特征在于，设有执行器单元，所述执行器单元具有至少一个执行器，以用于对所述至少一个阀针(24)进行加载。
16.根据权利要求15所述的计量阀，其特征在于，所述至少一个执行器是压电执行器。
17.根据权利要求15所述的计量阀，其特征在于，每个阀针(24)以其背离所属的阀座(22)的端部(46)被接纳在由金属制成的套筒(48)中并且与所述套筒连接，并且每个套筒(48)能够被执行器单元加载。
18.根据权利要求17所述的计量阀，其特征在于，所述套筒(48)是由不锈钢制成的套筒。
19.根据权利要求17所述的计量阀，其特征在于，与彼此相邻的阀针(24)连接的各套筒(48)布置成与相应的阀座(22)间隔开不同的距离。
20.根据权利要求17至19中任一项所述的计量阀，其特征在于，在每个套筒(48)与执行器单元之间布置有固体活节。
21.根据权利要求15所述的计量阀，其特征在于，每个阀针(24)通过支承在壳体中的弹性的至少一个复位元件(52)在远离相应的阀座(22)的方向上被加载力，所述执行器单元克服所述力施加闭合力。
22.根据权利要求21所述的计量阀，其特征在于，所述至少一个复位元件(52)分别作用在阀针(24)的凸肩(54)上。
23.根据权利要求22所述的计量阀，其特征在于，彼此相邻的阀针(24)的各凸肩(54)布置成与相应的阀座(22)间隔开不同的距离。
24.根据权利要求1或2所述的计量阀，其特征在于，在所述壳体(12)中，与材料通道(16)连通的材料流出通道延伸至材料流出开口。
25.根据权利要求1或2所述的计量阀，其特征在于，在所述壳体(12)上或内布置有珀尔帖元件，以用于对粘性材料进行调温。
26.根据权利要求25所述的计量阀，其特征在于，所述珀尔帖元件布置在输入管路部件(14)上或内。
27.根据权利要求2所述的计量阀，其特征在于，所有材料排出通道(56)的中轴线(60)彼此平行地延伸。
28.根据权利要求2所述的计量阀，其特征在于，所有材料排出通道(56)的中轴线(60)横向于由各阀针(24)的纵轴线(58)形成的平面延伸。
29.根据权利要求2所述的计量阀，其特征在于，各所述材料排出开口(26)布置在材料排出面(62)中，并且各所述材料排出通道(56)的中轴线(60)垂直于所述材料排出面(62)延伸。
30.一种用于将粘性材料涂覆到工件上的方法，其中，根据权利要求2所述的计量阀(10、110)相对于工件沿如下方向运动，材料排出通道(56)的中轴线(60)沿所述方向相对于相应所属的阀针(24)的纵轴线(58)成锐角(a)。
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