DE10150231A1

DE10150231A1 - Selbsteinstellender Magnetantrieb und Verfahren

Info

Publication number: DE10150231A1
Application number: DE10150231A
Authority: DE
Inventors: Peter W Estelle
Original assignee: Nordson Corp
Current assignee: Nordson Corp
Priority date: 2000-10-31
Filing date: 2001-10-11
Publication date: 2002-06-27
Also published as: SE0103427D0; SE0103427L; US7740225B1; SE523752C2; JP2002193394A

Abstract

Flüssigkeitsausgabevorrichtung mit einem Ausgabeventil, das zum Regeln des Stromes der Flüssigkeit aus der Flüssigkeitsausgabevorrichtung zwischen offenen und geschlossenen Positionen beweglich ist. Mit dem Ausgabeventil ist eine Magnetspule funktionell verbunden und kann das Ausgabeventil zwischen den offenen und geschlossenen Positionen bewegen. Die Flüssigkeitsausgabevorrichtung umfasst des Weiteren einen Netzanschluss mit einer Spannung und eine Treiberschaltung, die mit der Magnetspule und dem Netzanschluss elektrisch verbunden ist. Die Treiberschaltung sieht ein Ausgangssignal an die Magnetspule vor, das eine zeitvariable Komponente hat, zum Beispiel eine Spitzenstromdauer, die als eine Funktion der Spannung des Netzanschlusses bestimmt wird. Somit stellt sich die Treiberschaltung automatisch auf Netzanschlüsse mit unterschiedlichen Spannungen ein und kann mit diesen verwendet werden. Die Erfindung umfasst des Weiteren ein Verfahren, mit dem die Treiberschaltung das Ausgangssignal als eine Funktion der Netzanschlussspannung vorsieht.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Vorrichtung zum Ausge ben von Flüssigkeiten und insbesondere eine verbesserte Spritzpistolen treiberschaltung einer Flüssigkeitsausgabevorrichtung.

Hintergrund der Erfindung

Für entsprechende Anwendungen entwickelte pneumatische und elektri sche Flüssigkeitsausgabevorrichtungen erfordern eine präzise Positionie rung einer Flüssigkeit. Pneumatische Ausgabevorrichtungen haben da durch einen entscheidenden Vorteil, dass die das Ausgabeventil betätigen de pneumatische Magnetspule eine ausreichende Kraft zur Verfügung stellt, so dass die Betriebsweise des Ausgabeventils im wesentlichen un abhängig von der Viskosität der auszuteilenden Flüssigkeit ist. Pneumati sche Magnetspulen haben jedoch auch Nachteile, weil Sie im allgemeinen eine kürzere Lebensdauer als elektrische Magnetspulen haben und die Arbeitsweise der pneumatischen Magnetspule einer weniger präzisen Steuerung als die elektrische Magnetspule in einer elektrischen Flüssig keitsausgabevorrichtung unterliegt. Deshalb werden in einigen Anwendun gen elektrisch betriebene Flüssigkeitsausgabevorrichtungen gegenüber pneumatischen Flüssigkeitsausgabevorrichtungen bevorzugt.

Im allgemeinen umfassen elektrisch betriebene Flüssigkeitsausgabevor richtungen eine Elektromagnetspule, die einen Anker umgibt, der zum Er zeugen eines elektromagnetischen Feldes in Bezug auf einen Magnetpol erregt wird. Das elektromagnetische Feld wird selektiv gesteuert, um ein Ausgabeventil durch Bewegen eines mit dem Anker verbundenen Ventil schaftes zu öffnen und zu schließen. Genauer gesagt bewegen die magne tischen Anziehungskräfte zwischen dem Anker und dem Magnetpol den Anker und den Ventilschaft zum Pol, wodurch das Ausgabeventil geöffnet wird. Am Ende eines Ausgabezyklus wird der Elektromagnet aberregt, und eine Rückstellfeder stellt den Anker und den Ventilschaft in ihre ursprüngli chen Positionen zurück, wodurch das Ausgabeventil schließt.

Beim Betrieb einer elektrischen Flüssigkeitsausgabepistole ist die Kopplung zwischen der Spule und dem Anker nicht leistungsfähig; und deshalb erhält die Spule, um die höchste Stellgeschwindigkeit zu erreichen, während ei nes Anfangseinschaltzeitraumes einen Stromstoß oder eine Stromspitze, um die Bewegung des Ankers so schnell wie möglich einzuleiten. Nach dem anfänglichen Stromstoß wird der Strom durch die Spule dann unge fähr auf den Minimalwert reduziert, der erforderlich ist, um den Anker in seiner geöffneten Position gegen die entgegenwirkende Kraft der Rückstell feder zu halten. Solch eine abgestufte Stromwellenform sorgt für eine hohe Leistungsfähigkeit bei gleichzeitiger Minimierung der Verlustleistung in der Spule.

Die weitergehende Entwicklung und Anwendung von elektrischen Flüssig keitsausgabevorrichtungen führte zu anspruchsvolleren Leistungsdaten. Zum Beispiel kann die Arbeitsgeschwindigkeit des Ausgabeventils durch Erhöhen der elektrischen Spannung erhöht werden, die an die das Ventil betätigende elektrische Spule angelegt wird. Lediglich das Verdoppeln der angelegten Spannung ohne andere Veränderungen der Magnetspulentrei berschaltung würde jedoch ein Überhitzen und möglicherweise Verringern der Leistungsfähigkeit der Flüssigkeitsausgabevorrichtung bewirken. Wenn zum Beispiel ein Hochspannungsnetzanschluss mit einer Niederspan nungsmagnetspulentreiberschaltung verwendet wird, wird die Magnetspule entsprechend schneller schalten. Der Niederspannungsmagnetspulentrei ber stellt jedoch einen Anfangsstromimpuls zur Verfügung, der mehr Leis tung als von der Magnetspule gefordert besitzt, was zu einer ineffektiven Arbeitsweise der Spule führt. Deshalb muss, wenn gewünscht wird, eine höhere Spannung zum Betreiben der Flüssigkeitsausgabevorrichtung mit einer höheren Geschwindigkeit zu verwenden, nicht nur ein neuer Netzan schluss verwendet werden; sondern es muss auch eine andere Magnet spulentreiberschaltung verwendet werden. Das Erfordernis des Ersetzens der gesamten Treiberschaltung zum Erhöhen der Leistungsfähigkeit der Flüssigkeitsausgabevorrichtung ist arbeitsintensiv, zeitaufwendig und teuer.

Obwohl das obige Problem in Bezug auf eine elektrisch betätigte Flüssigkeitsausgabevorrichtung beschrieben wurde, besteht ein ähnli ches Problem in Bezug auf pneumatisch betätigte Flüssigkeitsausgabevor richtungen. Deshalb besteht ein Bedarf, eine Flüssigkeitsausgabevorrich tung zur Verfügung zu stellen, die eine Treiberschaltung besitzt, die mit verschiedenen Spannungsquellen anwendbar ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung stellt eine Flüssigkeitsausgabevorrichtung mit einer verbesserten Treiberschaltung zur Verfügung, die für einen breiten Arbeitsbereich der Pistole sorgt. Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Flüssigkeitsausgabevorrichtung kann durch einfaches Ersetzen einer Ener giequelle mit niedrigerer Spannung durch eine Energiequelle mit höherer Spannung verbessert werden. Die erfindungsgemäße Flüssigkeitsausga bevorrichtung hat eine Treiberschaltung, die den Treibstrom als eine Funk tion der verwendeten höheren Spannung einstellt. Somit ist die erfindungsgemäße Treiberschaltung insbesondere vorteilhaft, weil sie in der Lage ist, die Arbeitsweise sowohl elektrischer als auch pneumatischer die Arbeitsweise sowohl elektrischer als auch pneumatischer Flüssigkeits ausgabevorrichtungen einfach, preiswert und schnell zu verbessern.

Erfindungsgemäß und gemäß den beschriebenen Ausführungsformen sieht die Erfindung in einer Ausführungsform eine elektrisch betriebene Flüssig keitsausgabevorrichtung zum Ausgeben einer Flüssigkeit auf ein Substrat vor. Die Flüssigkeitsausgabevorrichtung hat ein zwischen einer offenen Position, die eine Strömung der Flüssigkeit aus der Flüssigkeitsausgabe vorrichtung zulässt, und einer geschlossenen Position, die die Strömung der Flüssigkeit aus der Flüssigkeitsausgabevorrichtung verhindert, beweg liches Ausgabeventil. Mit dem Ausgabeventil ist eine Magnetspule funktio nell verbunden, die das Ausgabeventil zwischen der offenen und geschlos senen Position bewegen kann. Die Flüssigkeitsausgabevorrichtung umfasst außerdem einen Netzanschluss und eine mit der Magnetspule und dem Netzanschluss elektrisch verbundene Treiberschaltung. Die Treiberschal tung gibt ein Ausgangssignal an die Magnetspule, das eine durch eine Spannung des Netzanschlusses bestimmte zeitvariable Komponente be sitzt.

Nach einem Aspekt der Erfindung sieht der Regelkreis einen Anfangsspit zenstrom vor, der eine variable Dauer hat, gefolgt von einem geringeren Haltestrom. Des weiteren wird die Dauer des Anfangsspitzenstromes als eine Funktion der Spannung des Netzanschlusses bestimmt. Insbesondere hat der Anfangsspitzenstrom eine Dauer, die sich als eine Umkehrfunktion der Spannung des Netzanschlusses automatisch ändert.

Die erfindungsgemäße Flüssigkeitsausgabevorrichtung stellt somit die Dauer des der Magnetspule zugeführten Ausgangssignals automatisch als eine Funktion der Spannung des verwendeten Netzanschlusses ein. So mit hat die erfindungsgemäße Flüssigkeitsausgabevorrichtung den Vorteil, die Pistolenarbeitsweise schnell und preiswert durch einfaches Er setzen eines Netzanschlusses mit niedrigerer Spannung durch einen Netz anschluss mit höherer Spannung zu verbessern.

In einer anderen Ausführungsform sieht die Erfindung eine pneumatisch betriebene Flüssigkeitsausgabevorrichtung zum Ausgeben einer Flüssigkeit auf ein Substrat vor, die ein zwischen offenen und geschlossenen Positio nen bewegliches Ausgabeventil zum Regeln eines Stromes der Flüssigkeit aus der Flüssigkeitsausgabevorrichtung besitzt. Eine Kolbenanordnung ist mit dem Ausgabeventil funktionell verbunden und kann das Ausgabeventil zwischen der offenen und geschlossenen Position bewegen. Ein Magnet ventil ist in Strömungsverbindung zwischen einer Druckluftquelle und der Kolbenanordnung angeordnet, und mit dem Magnetventil und einem Netz anschluss ist eine Treiberschaltung verbunden und stellt ein Ausgangssig nal an das Magnetventil zur Verfügung, das eine durch die Spannung des Netzanschlusses bestimmte zeitvariable Komponente besitzt.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein Verfahren zum Betrieb einer Flüssigkeitsausgabevorrichtung vorgesehen, die regelbar ist, um eine Flüssigkeit auf ein Substrat auszugeben. Die Flüssigkeitsausgabe vorrichtung hat ein zwischen offenen und geschlossenen Positionen be wegliches Ausgabeventil zum Regeln eines Stromes der Flüssigkeit aus der Flüssigkeitsausgabevorrichtung. Die Flüssigkeitsausgabevorrichtung hat außerdem eine Magnetspule mit einer in elektromagnetischer Verbin dung mit einem Anker stehenden Spule, der durch eine Verschiebung mit tels Erregen der Spule bewegbar ist. Die Arbeitsweise der Magnetspule bewirkt die Bewegung des Ausgabeventils zwischen der offenen und der geschlossenen Position. Das Verfahren umfasst die Schritte des Vorse hens eines Netzanschlusses mit einer Spannung und Erzeugen eines Aus gangstreibersignals mit einer als eine Funktion der Spannung des Netzan schlusses bestimmten zeitvariablen Komponente. Jenes Ausgangssignal wird der Spule der Magnetspule zugeführt, wodurch sich automatisch die Arbeitsweise des Ausgabeventils als eine Funktion der Spannung des Netzanschlusses verändert.

Verschiedene zusätzliche Vorteile, Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden für den Fachmann auf dem Gebiet unter Berücksichtigung der folgenden ausführlichen Beschreibung von Ausführungsformen im Zu sammenhang mit den beigefügten Zeichnungen leichter ersichtlich.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine axiale Schnittansicht einer elektrischen Flüssigkeitsausgabe vorrichtung, die mit der Treiberschaltung der Fig. 3 verwendet werden kann.

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung einer durch die Treiberschaltung der Fig. 3 zur Verfügung gestellten Stromwellenform.

Fig. 2A ist eine schematische Darstellung einer anderen, durch die Treiber schaltung der Fig. 3 zur Verfügung gestellten Stromwellenform.

Fig. 3 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Treiberschaltung, die verwendet werden kann, um die in den Fig. 1 und 6 dargestellten Flüs sigkeitsausgabevorrichtungen erfindungsgemäß zu betreiben.

Fig. 4 ist eine detaillierte schematische Darstellung einer Ausführungsform der Treiberschaltung, die zum Betreiben der Flüssigkeitsausgabevorrich tungen der Fig. 1 und 6 verwendet werden kann.

Fig. 5 zeigt Kurven, die einen Vergleich des Verhaltens der Treiberschal tung aus Fig. 4 mit dem Verhalten der Spulen darstellt, die beim Betrieb der Flüssigkeitsausgabevorrichtungen der Fig. 1 und 6 verwendet werden.

Fig. 6 ist eine axiale Schnittdarstellung einer pneumatisch betriebenen Flüssigkeitsausgabevorrichtung, die mit der Treiberschaltung aus Fig. 3 verwendet werden kann.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Bezugnehmend auf Fig. 1 umfasst eine elektrisch betriebene Flüssigkeits ausgabevorrichtung oder Ausgabepistole 20 einen oder mehrere Ausga bemodule oder -ventile 22, die in bekannter Art und Weise an einer Flüs sigkeitsverteilerstückplatte 24 angeordnet sind. Das Ausgabeventil 22 um fasst ein Ausgabevorrichtungsgehäuse 26 und einen Flüssigkeitsausgabe düsenkörper 28. Die Ausgabevorrichtung 20 wird normalerweise verwen det, um hochviskose Flüssigkeiten auszugeben, zum Beispiel einen Schmelzkleber, Lötmittel, thermisches Schmierfett usw., es können aber auch niedrigviskose Flüssigkeiten von der Erfindung profitieren. Des weite ren ist die Ausgabevorrichtung 20 in einer Ausgabemaschine oder einem Ausgabesystem (nicht gezeigt) in bekannter Art und Weise angeordnet, um die Flüssigkeiten in einzelnen Mengen, zum Beispiel als Tröpfchen oder Punkte, jedoch alternativ als durchgehende Raupen, auszugeben. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist das in Verbindung mit dem Flüssigkeitsausgabedü senkörper 28 verwendete Ausgabevorrichtungsgehäuse 26 besonders konstruiert, um eine Flüssigkeit 30 auf ein Substrat 32 auszugeben. Die relative Bewegung zwischen dem Substrat 32 und der Ausgabevorrichtung 20 wird in einer bekannten Art und Weise vorgesehen.

In einem Innenteil 36 des Ausgabevorrichtungsgehäuses 26 ist ein Ventil schaft 34 angeordnet, und der Ventilschaft umfasst einen sich durch das Innenteil 36 erstreckenden Schaft 38. Am unteren Ende des Schaftes 38 ist eine Kugel 40 befestigt, die in Fig. 1 im dichtenden Eingriff mit einem Ven tilsitz 42 gezeigt ist, der in dem Düsenkörper 28 angeordnet ist. Auf diese Weise bewegen sich Ventilschaft 34 und Kugel zwischen einer offenen und geschlossenen Position in bezug auf den Ventilsitz 42 hin und her, und, funktionieren dadurch als ein Ausgabeventil 22. Wenn der Ventilschaft 34 in der offenen Position ist, wird durch einen Flüssigkeitskanal 46 in dem Verteilerstück 24 und durch eine Einlassleitung 48 Flüssigkeit von einer Flüssigkeitsquelle 44 erhalten. Die Quelle 44 des Schmelzklebers steht normalerweise unter Druck. Pfeile 50 zeigen den Strömungsweg der Flüs sigkeit an. Im Inneren des Teiles 36 ist ein Anker 52 angeordnet und koaxi al ausgerichtet mit dem Schaft 38 und vorzugsweise mit diesem integ ral ausgebildet. Eine elektromagnetische Spule 54 ist um den Anker 52 herum angeordnet. Die Spule 54 ist in einem Gehäuse 56 aufgenommen und an eine Stromzuführung (nicht gezeigt) angeschlossen. Wenn die Spu le 54 mit elektrischem Strom versorgt wird, erzeugt sie ein elektromagneti sches Feld, dass den Ventilschaft 34 in eine offene Position stellt, wie es unten beschrieben wird.

Eine Bohrung 58 erstreckt sich in den Anker 52, um eine Rückstellfeder 60 aufzunehmen. Die Rückstellfeder 60 beaufschlagt den Ventilschaft 34 und insbesondere die Kugel 40, um in einer geschlossenen Position mit dem Ventilsitz 42 dichtend ineinanderzugreifen. Die Rückstellfeder 60 ist norma lerweise eine Druckfeder, die druckbeaufschlagt in der Bohrung 58 durch Eingriff mit einem elektromagnetischen Pol 62 angeordnet ist. Um eine of fene Position zu erreichen, muss die elektromagnetische Spule 54 ein aus reichendes elektromagnetisches Feld zwischen dem Anker 52 und dem Pol 62 erzeugen, um den Anker 52 und den Pol 62 aneinander zu ziehen. Da sich der Pol 62 nicht bewegen kann, bewegt sich der Anker 52 gegen die Kraft der Feder 60, bis er an den Pol 62 stößt. Solch eine Ausgabevorrich tung 20 ist in dem gemeinsam übertragenen US-Patent Nr. 5,875,922 mit dem Titel "APPARATUS FOR DISPENSING AN ADHESIVE" näher be schrieben, das am 2. März 1999 erteilt wurde und durch Bezugnahme hierin in seiner Gesamtheit aufgenommen ist.

Wie zuvor erläutert wurde, werden elektrische Pistolen wegen der Genau igkeit, mit der sie während eines Flüssigkeitsausgabevorganges gesteuert werden können, bevorzugt. Des weiteren verwenden die bekannten elektri schen Flüssigkeitsausgabevorrichtungen eine abgestufte Stromwellenform für die Spule, die eine Anfangsspitze hat und darin auf einen Wert abfällt, der ausreichend ist, um den Ventilschaft 38 durch Überwinden der entge genstehenden Kraft der Rückstellfeder 60 in seiner offenen Position zu halten. Solch ein Stromwellenformsignal ist in Fig. 2 schematisch darge stellt. Um die Pistole einzuschalten, wodurch sich das Ausgabeventil 22 öffnet, wird eine Anfangsstromstärke I_pk für eine Dauer oder einen Zeitraum T_pk in Reaktion auf einen Triggerimpuls angewandt. Danach wird der Strom für die restliche Dauer der Anschaltzeit T_on auf ein geringeres Halteniveau I_h verringert. Ein niedrigerer Stromwert wird dann für eine Auszeit T_off wäh rend der restlichen Zeit der Stromwellenformperiode T_p aufrecht erhalten. Während der Ausschaltzeit kann der Stromwert im wesentlichen Null oder ein anderer Wert sein, der unzureichend ist, um das Ausgabeventil 22 zu öffnen.

Verständlicherweise ist die Wellenform in Fig. 2 zu Zwecken der Erläute rung dargestellt und die wahre Wellenform besteht aus Exponentialfunktio nen jenes Stromüberganges zwischen den Niveaus. Die reale Zeit im Wel lenzeitverlauf kann sich wesentlich von der idealisierten Wellenform der Fig. 2 unterscheiden, in Abhängigkeit von vielen Faktoren, wie zum Beispiel I_pk, I_h, T_pk, T_on, T_p, L_coil, R_coil, usw. T_on und T_p sind mit dem für ein bestimm tes Produkt erforderlichen Klebermuster verbunden. Die Induktivität und der Widerstand der Spule sind eine Funktion der Pistole selbst, und I_pk ist nor malerweise durch verschiedene Faktoren der Ausgabevorrichtung 20 be grenzt, wie zum Beispiel magnetische Sättigung, thermische Faktoren oder Kraftanforderungen.

Die Anfangswerte der Spitzenstrom- und Haltestromstärken basieren auf den Spulenkennwerten, jedoch die Spitzenstromstärke I_pk, die Stärke des Haltestromes I_h und die Dauer des Spitzenstromes sind oft durch den Anwender einstellbar. Der Anwender kann die Stromwellenform und die Ausgabevorrichtungs-Fertigungsliniengeschwindigkeit einstellen, um den Ausgabevorgang auf seine Spitzenleistung einzustellen.

Bezugnehmend auf Fig. 3 ist die Spule 54 an eine Steuerung oder eine elektromagnetische Treiberschaltung 70 angeschlossen, die als eine Mag netspule oder Ventiltreiber funktioniert, der einen Netzumschaltkreis 74, einen Regelkreis oder einen Wellenformgenerator 76 und einen Stromsen sor 78 umfasst. Der Stromsensor 78 stellt ein Stromrückkopplungssignal zur Verfügung, das den Strom in der Spule 54 repräsentiert, und das Stromrückkopplungssignal wird dem Wellenformgenerator 76 übermittelt. Der Wellenformgenerator 76 gibt ein Steuersignal an den Netzumschalter 74. Ein Netzanschluss 72 hat einen mit dem Netzumschalter 74 und dem Wellenformgenerator 76 verbundenen Ausgang. Der Netzanschluss 72 ist normalerweise eine Konstantstromquelle mit einer Ausgangsnennspan nung von beispielsweise 24 V Gleichstrom ("VDC") oder 48 VDC, usw. in einigen Anwendungen kann jedoch der Netzanschluss 72 ungeregelt sein. Der Stromsensor 78 kann durch eine von vielen Strommesseinrichtungen und -verfahren verwirklicht sein, zum Beispiel ein einfacher Widerstand, eine Hall-Effekt-Einrichfung, ein Stromwandler, usw. Die Treiberschaltung 70 ist des weiteren an eine Maschinen- oder Systemsteuerung 80 ange schlossen und gibt Ausgangssignale an die Spule 54. Die Systemsteue rung 80 umfasst alle von den anderen bekannten Ausgabesystemen oder -maschinen bekannten Steuerungen, die für die Arbeitsweise des Ausgabe systems notwendig sind, zum Beispiel eine Mustersteuerung zum Bereit stellen eines Triggersignals. Die Systemsteuerung 80 umfasst auch Einga beeinrichtungen, wie zum Beispiel eine Tastatur, Drucktasten, usw., und Ausgabeeinrichtungen, wie zum Beispiel ein Display, Anzeigelampen, usw., die in bekannter Art und Weise Kommunikationsverbindungen zu einem Anwender zur Verfügung stellen. Der Wellenformgenerator 76 kann unter Anwendung analoger oder digitaler Schaltelemente verwirklicht werden.

Die Flüssigkeitsausgabevorrichtung 20 (Fig. 1) wird in Reaktion auf einen Triggerimpuls betrieben, der an einem Ausgang 82 der Systemsteuerung 80 zur Verfügung gestellt wird. Mit jedem Triggerimpuls wird ein Wellen formsignal, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, vom Wellenformgenerator 76 vorgesehen. Das Wellenformsignal, zum Beispiel eine Stromwellenform, bestimmt die Wellenform eines Ausgangssignals vom Netzumschalter 74. Die Werte von I_pk und T_pk werden im allgemeinen als eine Funktion der Anwendungserfordernisse, zum Beispiel die Viskosität der zu verteilenden Flüssigkeit ausgewählt. Des weiteren wird der Wert des Haltestromes I_h auf einen Sollwert gesetzt, der gleich dem Minimalstrom ist, der zum Halten des Ventils in der offenen Position erforderlich ist, das heißt, der Minimal wert des Stromes zum Überwinden der Druckkraft der Druckfeder 60 (Fig. 1).

Die Stromwellenform steuert den Netzumschalter 74, um den Sollstrom oder die Sollenergie vom Netzanschluss 72 zur Spule 54 vorzusehen. Der Netzumschalter 74 ist wirksam, um ein gewünschtes Treibstromsignal an die Spule 54 zu geben, jedoch mit einer Stromwellenform, deren allgemei ne Form der durch den Wellenformgenerator 76 bestimmten Form ent spricht.

In einigen Anwendungen kann ein 24 VDC-Netzanschluss geeignet sein; und angenommen, dass ein 24 VDC-Netzanschluss die Stromwellenform der Fig. 2 zur Verfügung stellt. Eine Änderung in anwendungsbezogenen Variablen, zum Beispiel ein Anstieg in der Geschwindigkeit der Fertigungs strasse, kann es jedoch wünschenswert machen, die Arbeitsgeschwindig keit der elektrischen Flüssigkeitsausgabevorrichtung zu erhöhen. Die Ar beitsgeschwindigkeit der elektrischen Flüssigkeitsausgabevorrichtung kann durch Erhöhen der an die Spule der Ausgabevorrichtung angelegten Span nung auf beispielsweise 48 VDC erhöht werden. Wenn ein 24 VDC- Netzanschluss durch einen 48 VDC-Netzanschluss ersetzt wird, arbeitet die Spule mit einer höheren Geschwindigkeit; für die effektivste Arbeitswei se sollte jedoch die Dauer des Spitzenstromes wie in Fig. 2 dargestellt ent sprechend verändert werden. Deshalb muss, um eine Wellenform vorzuse hen, die den Erfordernissen des Hochspannungsnetzanschlusses ent spricht, eine neue Treiberschaltung verwendet werden, die einen Wellen formgenerator besitzt, der eine Wellenform vorsieht, die die Erfordernisse des 48 VDC-Netzanschlusses erfüllt, wie es in Fig. 2A gezeigt ist. Deshalb ist die Verbesserung des Leistungsverhaltens der elektrischen Flüssig keitsausgabevorrichtung durch Anwendung eines Netzanschlusses mit höherer Spannung und einer kompatiblen Treiberschaltung sehr teuer.

Um die Kosten der Anwendung eines unterschiedlichen Netzanschlusses mit der elektrischen Flüssigkeitsausgabevorrichtung zu reduzieren, nutzt die vorliegende Erfindung eine Treiberschaltung 70, die einen breiten Be reich von Netzanschlussspannungen ausgleicht, zum Beispiel von ungefähr 23 VDC bis ungefähr 55 VDC. Die Ausgangsspannung des Netzanschlus ses 72 wird einer Spitzenstromdauerregelung 84 zur Verfügung gestellt, die die Dauer des Spitzenstromes T_pk als eine Funktion der Stärke der Aus gangsspannung des Netzanschlusses 72 ändert. Die Spitzenstromdauerregelung 84 gibt ein Ausgangssignal an einen Pulsbreitenmodulator-("PWM")-Regelung 86, die wiederum die Arbeitsweise eines PWM 130 regelt. Somit stellt, wenn unterschiedliche Netzanschlüsse 72 mit unter schiedlichen Netzspannungen an die Treiberschaltung 70 angeschlossen sind, der Wellenformgenerator 76 automatisch die Dauer des Spitzenstro mes T_pk ein, so dass die gleiche Treiberschaltung 70 mit unterschiedlichen Netzanschlüssen 72 effizient genutzt werden kann.

Eine Ausführungsform solch einer Treiberschaltung 70 ist in Fig. 4 im ein zelnen gezeigt. Ausgänge eines Netzanschlusses, zum Beispiel des Netz anschlusses 72 aus Fig. 3, sind an die Eingänge 100, 102 der Schaltung aus Fig. 4 angeschlossen. Eine Z-Diode 104 wird verwendet, um einen Überspannungsschutz und Umpolschutz vorzusehen. Die Energie vom Anschluss 102 wird dann zu einem Netzanschlusseingang 110 eines puls breitenmodulierten Treibers 112 geführt. Der Treiber ist Hochseiten- Netzumschalter, der eine pulsbreitenmodulierten Ausgangsgröße verwen det. Ein solcher Treiber ist als Teil Nr. DRV 102 von der Burr-Brown Corpo ration aus Tucson, Arizona, im Handel erhältlich.

Eingänge 114, 116 empfangen einen Triggersignal von der Systemsteue rung 80 (Fig. 3), wenn die Flüssigkeitsausgabevorrichtung aktiviert werden soll. Der Triggerimpuls durchläuft zuerst eine Eingangssignal- Isolationsschnittstelle 118, die einen Opto-Isolationswiderstand 120 besitzt. Der Triggerimpuls erleuchtet für die Dauer des Triggerimpulses ein LED 122. Ein Eingang 124 des Treibers 112 empfängt den Triggerimpuls vom Opto-Isolationswiderstand 120. Der Treiber 112 stellt eine Anzahl von Funktionen zur Verfügung, die durch ein schematisches Blockdiagramm der hierin dargestellten Komponenten dargestellt wird. Der Treiber 112 um fasst einen Netzumschalter 126, der direkt von einem PWM 130 betätigt wird, der durch Impulse von einem Oszillator 131 gesteuert wird. Somit wird in der Ausführungsform der Fig. 4 keine Summierverbindungsstelle 79 (Fig. 3) benutzt. Der Netzumschalter 126 stellt an einer Ausgangsklemme 128, die an ein Ende der Spule 54 (Fig. 3) angeschlossen ist, ein Ausgangssig nal zur Verfügung. Der PWM 130 wird durch ein Signal am Eingang 124 ein- und ausgeschaltet; und wie es noch beschrieben wird, wird das Tast verhältnis des PWM 130 durch eine Verzögerungsschaltung 132, wie auch ein Signal an einem Eingang 136 gesteuert.

Die Vorderflanke des Triggerimpulses am Eingang 124 initiiert den Betrieb des PWM 130 mit einem höheren, zum Beispiel 100%, Tastverhältnis, das wiederum den Zustand des Netzumschalters 126 verändert und eine Vor derflanke eines Impulses an einem Ausgang 128 erzeugt. Die Vorderflanke des Impulses am Ausgang 128 hat eine Spitzenstromstärke I_pk (Fig. 2), die durch die Netzspannung, zum Beispiel 24 VDC, die Spuleninduktivität und die Arbeitsweise des Netzumschalters 126 bestimmt wird. Die Verzöge rungsschaltung 132 im Treiber 112 regelt die Dauer des Spitzenstromes T_pk (Fig. 2), in diesem Beispiel das 100% PWM-Tastverhältnis, bevor die Ar beitsweise des PWM 130 auf eine Arbeitsweise mit geringerem Tastver hältnis umgestellt wird. Wie es nachfolgend weiter beschrieben wird, wird des weiteren die PWM-Arbeitsweise, die die Dauer des Spitzenstromes T_pk regelt, unter Anwendung des Signals an einem Eingang 134 des Treibers 112 verändert.

Am Ende des Spitzenstromes T_pk schaltet die Verzögerungsschaltung 132 den PWM 130 auf eine Arbeitsweise mit niedrigerem Tastverhältnis, und der Wert des geringeren Tastverhältnisses für die Arbeitsweise wird durch das Signal am Eingang 136 des Treibers 112 bestimmt. Die Arbeitsweise mit dem geringeren Tastverhältnis des PWM 130 stellt des weiteren am Ausgang 128 des Treibers 112 eine geringere Stromstärke zur Verfügung, die für die Haltestromstärke h der Fig. 2 repräsentativ ist. Das Tastver hältnis des PWM am Eingang 136 wird durch einen Haltestromstär kenregelkreis 140 bestimmt, der einen Verstärker 146 besitzt. Ein erstes Eingangssignal 144 des Verstärkers 146 ist ein Spannungspegel, der durch ein regelbares Potentiometer 142 zur Verfügung gestellt wird und den Soll wert des Haltestromes für den PWM 130 darstellt, das heißt, eine Sollhal testromstärke I_h am Ausgang 128 des Treibers 112. Das Potentiometer 142 ist Teil einer Netzanschlussschaltung 143, die eine erste Stromreglerdiode 145 umfasst, die durch die Z-Diode 147 an den Netzanschlusseingang 100 angeschlossen ist. Die Stromreglerdiode 145 führt einer Strom-AN-LED 149 Energie zu, die leuchtet, wenn am Eingang 100 Strom zugeführt wird.

Ein zweiter Eingang 148 des Verstärkers 146 empfängt ein Stromrückkopp lungssignal von einem Strommesswiderstand 150, der den der Treiber schaltung 112 am Ausgang 128 zugeführten Haltestrom I_h misst. Das Stromrückkopplungssignal wird auch einem Ausgangsleistungsmessertrei ber 151 zugeführt. Das Stromrückkopplungssignal steuert einen Differenz verstärker 153, der in Reaktion auf das Stromrückkopplungssignal, dass einen gewünschten Minimalwert hat, eine Pistole-AN-LED 155 erleuchtet.

Der Verstärker 146 gibt ein Fehlersignal an den Eingang 136 des Treibers 112, das die Differenz zwischen dem Sollhaltestromwert am Eingang 144 und einem Rückkopplungsstromsignal am Eingang 148 darstellt, der den Haltestrom repräsentiert, der der Spule 54 (Fig. 3) durch den Treiber zuge führt wird, gemessen durch den Strommesswiderstand 150. Somit ist das Fehlersignal am Eingang 136 wirksam, um den PWM 130 mit einem Tastverhältnis zu betreibe, das den gemessenen Haltestrom am Eingang 148 im wesentlichen gleich dem Sollhaltestrom am Eingang 144 hält.

Die Haltestromstärke I_h wird bis zum Ende des Triggerimpulses aufrecht erhalten, das heißt, bis die Hinterflanke des Triggerimpulses an den Ein gängen 114, 116 den PWM 130 ausschaltet, und damit bewirkt, dass der Schalter 126 im Treiber 112 schaltet und das Signal an den Ausgang 128 beendet. Das Signal am Ausgang 128 des Treibers wird dann auf Nullstrom und -spannung reduziert.

Die Arbeitsweise des PWM 130, die die Dauer des Spitzenstromes T_pk be stimmt, wird durch die Verzögerungsschaltung 132, die Kondensatoren 156 und eine spannungsabhängige Stromeinspeisung oder -quelle 154 ge steuert. Die Verzögerungsschaltung 132 im Treiber 112 sieht eine Verzöge rung vor, die durch eine Schaltung gesteuert wird, die die Kondensatoren 156 umfasst. Die Verzögerungsschaltung 132 arbeitet als ein Stromregler und führt den Kondensatoren 156 Strom zu. Wenn sich die Kondensatoren laden, wird eine Kondensatorspannung durch die Verzögerungsschaltung 132 ermittelt. Wenn die Kondensatorspannung einen Grenzpegel erreicht, der durch die Verzögerungsschaltung 132 gemessen wird, schaltet die Verzögerungsschaltung 132 den PWM 130 von seiner Arbeitsweise mit höherem Tastverhältnis auf eine Arbeitsweise mit reduziertem Tastverhält nis, die von der Haltestromstärkenregelung 140 bestimmt wird.

Um die Dauer des Spitzenstromes T_pk zu verändern, wird somit die Ar beitsweise des PWM 130 durch Verändern der Stärke des Stromes verän dert, der den Kondensatoren zugeführt wird. Die Veränderung in der Zeit, die zum Laden der Kondensatoren 156 auf dem Grenzspan nungspegel erforderlich ist, ergibt sich als eine Umkehrfunktion zum Strom. Mit anderen Worten, mit einem geringeren, die Kondensatoren 156 ladenden Strom, ist die Dauer des Spitzenstromes T_pk länger; und mit ei nem stärkeren, die Kondensatoren ladenden Strom, ist die Dauer des Spit zenstromes T_pk kürzer. Die Spannung der Z-Diode 158 wird so ausgewählt, dass sie entweder gleich oder etwas höher als die niedrigste vorgesehene Netzspannung ist. Somit ist die Stromeinspeisung 154 normalerweise bei einem Netzanschluss mit niedrigerer Spannung nicht in Betrieb. Zum Bei spiel ist bei einem 24 VDC-Netzanschluss und den Serienwiderständen 161, 173 eine 24 V-Z-Diode 158 relativ nicht leitend; und nur der durch die Verzögerungsschaltung 132 vorgesehene Strom fließt durch die Kondensa toren 156. Bei einem Netzanschluss mit höherer Spannung leitet die Z-Diode jedoch, wodurch den Kondensatoren 156 mehr Strom zugeführt wird und die Dauer des Spitzenstromes T_pk des PWM 130 verringert. Der Strom fluss von der Einspeisung 154 wird durch die Netzspannung, die Spannung der Z-Diode 158, das Potentiometer 161 und den Serienwiderstand 173 bestimmt.

Der Treiber 112 umfasst außerdem einen Wärmeermittlungsschaltkreis 163 und einen Außerbetriebnahmeschalter 165. Der Wärmeermittlungs schaltkreis ermittelt eine Übertemperatur und einen Überstrom- oder Un terstromzustand im Treiber 112. Im Fall der Ermittlung eines Störzustandes bewirkt der Ermittlungsschaltkreis 163, dass der Außerbetriebnahmeschal ter umklappt und eine LED 167 erleuchtet, die den Fehlerzustand anzeigt. Die LED 167 wird durch +VL gespeist, die vom Netzanschluss 143 abgelei tet wird und aus einer Stromreglerdiode 169 und einer Z-Diode 171 be steht. Die Stromreglerdioden 145 und 169 können durch unterschiedliche Bauelemente verwirklicht werden. Zum Beispiel sind die Stromreglerdioden 145, 169 in der dargestellten Ausführungsform als Teil Nr. SST 511 von Vishay/Siliconix, die im Besitz von Vishay Intertechnology Inc. of Malvern, PA 19355 ist, im Handel erhältlich.

Bei Anwendung eines 24 VDC-Netzanschlusses arbeitet die Schaltung der Fig. 4 mit dem Treiber 112 wie oben beschrieben und stellt eine Stromwel lenform wie in Fig. 2 dargestellt zur Verfügung. Wenn es aus irgendeinem Grund wünschenswert ist, einen stärkeren Netzanschluss zu verwenden, zum Beispiel einen 48 VDC-Netzanschluss, kann die Schaltung aus Fig. 4 ohne irgendeine Änderung verwendet werden. Es kann zum Beispiel wün schenswert sein, die Präzision des Ausgabeprozesses der Reaktionszeit der elektrischen Flüssigkeitsausgabevorrichtung durch Verstärken oder Beschleunigen zu erhöhen. Die Reaktionszeit der Ausgabevorrichtung kann durch Verwenden einer höheren Spannung zum Steuern der Spule 54 (Fig. 1) in der Flüssigkeitsausgabevorrichtung 20 erhöht werden. Mit der vorliegenden Erfindung wird der 24 VDC-Netzanschluss 72 durch den hö heren 48 VDC-Netzanschluss ersetzt und die Anschlüsse des neuen Netz anschlusses werden an die Eingänge 100, 102 der Schaltung aus Fig. 4 angeschlossen. Die Schaltung arbeitet genau wie zuvor beschrieben mit einer Ausnahme. Die 24 Volt Z-Diode 158 in der spannungsabhängigen Stromeinspeisung 154 fällt aus und führt zusätzlich Strom im Beisein der 48 VDC-Energie, und führt dadurch zusätzlichen Ladestrom zu den Kon densatoren 156. Der erhöhte Stromfluss lädt die Kondensatoren 156 schneller auf die Grenzspannung auf, die durch die Verzögerungsschaltung 132 gemessen wird. Und die Verzögerungsschaltung 132 schaltet den PWM 130 schneller aus dem Anfangsspitzenstrom T_pk aus, wodurch sich die Dauer des Spitzenstromes T_pk wie in Fig. 2A gezeigt, reduziert.

Die Spitzenstromdauerregelung 84 aus Fig. 3 ist durch die modulierte Stromquelle 154 und die Kondensatoren 156 verwirklicht, und die PWM-Regelung 86 aus Fig. 3 ist durch Anwendung der Verzögerungsschaltung 132, die Kondensatoren 156 und die Haltestromstärkenregelung 144 ver wirklicht. Bekannte Verzögerungsschaltungen 132 umfassen eine Strom quelle, einen Grenzwertkomparator und eine Kondensatorrückstellung und sind wirksam, um den Kondensatoren 156 einen konstanten Strom zuzu führen. Es sollte beachtet werden, dass mehrere Kondensatoren 156 ver wendet werden können, und dass unterschiedliche Kapazitätswerte durch Anwendung einer oder mehrerer Schaltdrähte 175 ausgewählt werden können. Die modulierte Stromquelle 154, die aus Z-Diode 158, Potentiome ter 161 und Widerstand 173 besteht, spricht auf die Ausgangsspannungs stärke des Netzanschlusses 72 (Fig. 3) an, die an die Eingänge 100, 102 angeschlossen ist. Der modulierte Strom wird beim Laden der Kondensato ren 156 mit dem konstanten Strom von der Verzögerungsschaltung 132 summiert; und somit regelt der modulierte Strom die Zeit, zu der die Verzö gerungsschaltung ihren Grenzwert erreicht, um von einem Spitzenstrom mit höherem Tastverhältnis auf ein niedrigeres Tastverhältnis umzuschalten.

Bei einer niedrigeren Netzspannung wird ein geringerer modulierter Strom eingespeist; und die Kondensatoren 156 brauchen länger, um sich auf den Grenzwert zu laden, wodurch eine längere Dauer des Spitzenstromes vor gesehen wird. Mit einer höheren Netzspannung wird ein stärkerer Strom mit dem konstanten Strom von der Verzögerungsschaltung 132 summiert; und die Kondensatoren 156 laden sich schneller, wodurch eine kürzere Dauer des Spitzenstromes vorgesehen wird. Somit ist mit der höheren Netzspannung die Dauer des Spitzenstromes automatisch verkürzt. Durch Verkürzen der Dauer des Spitzenstromes zum Anpassen an die Reaktions zeit des Ausgabeventils, wird nicht mehr Strom als notwendig zur Spule geführt und deshalb wird nicht mehr Wärme als notwendig durch die Spule erzeugt.

Die vorliegende Erfindung hat einen weiteren Vorteil, wie es in Fig. 5 ange geben ist. Die Kurve 170 stellt das Zeitverhalten der elektromagnetischen und mechanischen Bestandteile der Flüssigkeitsausgabevorrichtung als eine Funktion unterschiedlicher Netzanschlusswerte dar. Die Nichtlinearität der Kurve 170 ist prinzipiell durch die Induktivität der Spule 54 (Fig. 3) be dingt. Die Kurve 170 läßt darauf schließen, dass die zum Öffnen der elekt rischen Flüssigkeitsausgabevorrichtung erforderliche Zeit sich nicht linear verringert, wenn sich die Netzspannung zur Spule erhöht. Die Kurve 172 stellt die Veränderung in der Breite oder Dauer des Spitzenstromes T_pk am Ausgang 128 des Treibers 112 als eine Funktion der Erhöhungen der an den Anschlussstift 110 des Treibers angelegten Netzspannung dar. Die Kurven 170, 172 stellen den hohen Effizienzgrad dar, den die vorliegende Erfindung beim Anpassen der Dauer des Spitzenstromes mit der nicht linearen Reaktion des Ausgabeventils bei Netzspannungsänderungen be sitzt. Obwohl die Kurven 170, 172 der Fig. 5 eine ähnliche Form besitzen, sind sie nicht koinzident. Verständlicherweise kann durch Einstellen der Werte der Bauteile in der Schaltung aus Fig. 4 die Kurve 172 in größere Übereinstimmung mit der Kurve 170 gebracht werden, wodurch die Ar beitsweise der Schaltung aus Fig. 4 weiter optimiert wird. Verständlicher weise werden jedoch die Herstellungstoleranzen solcher Schaltungsbau elemente zum leichten Verschieben der Kurven 170, 172 in Bezug aufein ander führen, die generelle Form der beiden Kurven 170, 172 wird jedoch fast immer gleich sein.

Die Kurven 170, 172 der Fig. 5 illustrieren auch, dass die Vorteile der vor liegenden Erfindung, wie in der Schaltung der Fig. 4 ausgeführt, für jede Netzspannung, die innerhalb der Grenzen des Schaltungsentwurfes der Fig. 4 liegen nutzbar sind, zum Beispiel im Bereich von ungefähr 23 VDC bis ungefähr 55 VDC. Somit stellt die Schaltung aus Fig. 4 für jeden Netz anschluss in dem Bereich die Dauer des Spitzenstromimpulses automa tisch in einer Weise umgekehrt proportional zur Änderung der Stärke der Spannung des installierten Netzanschlusses ein. Somit verkürzt die Schaltung aus Fig. 4 automatisch die Dauer des Spitzenstromes T_pk in Reaktion auf die höhere Netzspannung und verlängert automatisch die Dauer des Spitzenstromes T_pk in Reaktion auf eine verwendete niedrigere Netzspannung. Die Automatik der Einstellung in Fig. 4 ist eine Funktion der ähnlichen Formen der Kurven 170, 172. Ohne die ähnlichen Formen der Kurven 170, 172 würde die Schaltung in Fig. 4 höchstwahrscheinlich eine Anwendereinstellung erfordern, wenn eine andere Netzspannung verwen det wird.

Die Fähigkeit, die Dauer des Spitzenstromes in einer Art und Weise leicht einzustellen, die nahezu der Nichtlinearität einer Induktivität folgt, zum Bei spiel der Spule 54 (Fig. 3), erbringt andere Vorteile. Als erstes kann die Schaltung der Fig. 4 leicht abgestimmt werden, um sich Pistolen anzupas sen, die unterschiedliche Spulen haben. Durch Einstellung des Potentiome ters 161, des Widerstandes 173 und der Kondensatoren 156, kann die Kur ve 172 der Fig. 5 im Zeitbereich verschoben werden, das heißt, vertikal, um sich unterschiedlichen Spulen anzupassen, die in verschiedenen Ausgabe pistolen anzutreffen sein können.

Die Treiberschaltung für die Flüssigkeitsausgabevorrichtung der vorliegen den Erfindung stellt die Dauer des Spitzenstromes automatisch als eine Funktion der Spannung des verwendeten Netzanschlusses ein. Somit hat die Ausgabepistole der vorliegenden Erfindung den Vorteil, dass sie die Pistolenleistung schnell und preiswert durch einfaches Ersetzen eines Netzanschlusses mit niedrigerer Netzspannung durch einen Netzanschluss mit höherer Netzspannung erhöhen kann.

Obwohl die vorliegende Erfindung durch eine Beschreibung verschiedener Ausführungsformen dargestellt wurde, und obwohl diese Ausführungsfor men sehr ausführlich beschrieben wurden, um eine praktikable Form der Erfindung zu beschreiben, ist es nicht die Absicht des Anmelders, den Schutzumfang der beigefügten Patentansprüche in irgendeiner Weise auf solche Details zu beschränken. Zusätzliche Vorteile und Modifikationen im Sinne und Umfang der Erfindung werden Fachleuten auf dem Gebiet leicht sichtbar sein. Fig. 4 ist zum Beispiel nur ein Beispiel, wie die vorliegende Erfindung verwirklicht werden kann. Verständlicherweise, kann die Er findung in Abhängigkeit von der Gestaltung und den Anwendungspa rametern durch Anwendung analoger, digitaler oder einer Kombination von digitalen und analogen Schaltelementen in jeder Konfiguration verwirklicht werden, die automatisch die Dauer des Spitzenstromes T_pk als eine Funkti on der Ausgangsspannung des Netzanschlusses 72 regelt.

Außerdem ist, wie es hierin erläutert wurde, die Arbeitsgeschwindigkeit und Wärme von besonderer Bedeutung in Bezug auf elektrisch betriebene Aus gabepistolen; und die hierin beschriebene Erfindung ist hierfür insbesonde re anwendbar. Es sollte jedoch beachtet werden, dass die Erfindung auch auf pneumatisch betriebene Ausgabevorrichtungen anwendbar ist, in de nen eine elektrisch betätigte pneumatische Magnetspule wirksam ist, um das Betätigen eines Ausgabeventils durch einen Druckluftkolben zu bewir ken.

Zuerst bezugnehmend auf Fig. 6 ist ein Ausgabemodul oder eine Ausga bepistole 612 für Flüssigkeiten durch Befestigungseinrichtungen 616 an einem Flüssigkeits- und Luftverteilerstück 614 befestigt. Aus Gründen der Klarheit wurden die Luft- und Flüssigkeitsverteilerblöcke aus dieser Figur entfernt. Das Verteilerstück 614 umfasst eine Flüssigkeitshauptzuführung 618, die mit einem Auslass einer Pumpe 620 und einer Verteilerleitung 622 in Verbindung steht. Die Verteilerleitung 622 führt in eine Zahnradpumpe 624, wie es schematisch gezeigt ist, und ein Auslass der Zahnradpumpe 624 steht in Verbindung mit einer Modulzuführungsleitung 618 in dem Ver teilerstück 614. Das Verteilerstück 650 umfasst eine Lufthauptzuführungs leitung 626, die mit einer Verteilerleitung 628 verbunden ist. Die Luftzufüh rungsleitung 626 ist durch eine elektrisch betriebene Magnetspule 632 an eine Druckluftquelle 630 angeschlossen. Das Ausgabemodul 612 umfasst allgemein ein Modulgehäuse 634 mit einer Hauptleitung 636, einem Flüs sigkeitseinlass 638 und einem Flüssigkeitsauslass 640. Ein Ventilschaft 642 ist zur Hin- und Herbewegung angeordnet und umfasst ein oberes En de 644 und ein unteres Ende 646, das mit einem kugelförmigen oder run den Ventilelement 648 endet. Verständlicherweise kann dieses Ventilele ment viele Formen annehmen, einschließlich eher kegel- oder nadelförmi ger Formen.

In Betrieb wird am Ausgang 128 der Fig. 4 eine Ausgangswellenform an eine Spule 660 des Magnetventils 632 vorgesehen. Das Erregen der Spule 660 bewirkt das Öffnen des Magnetventils 632, wodurch Druckluft von der Quelle 630 durch die Leitungen 626, 628 geführt wird. Die Druckluft tritt in die Luftkammer 662 ein und bewegt die Kolbenanordnung 664 gegen die Kraft einer Feder 666 aufwärts, wie es in Fig. 6 zu sehen ist. Das Anheben der Kolbenanordnung 664 hebt das erste Ventilelement 648 aus einem ersten Ventilsitz 670 und verbindet ein zweites Ventilelement 672 mit einem zweiten Ventilsitz 674. Somit kann der flüssige Kleber, der der Zuführungs leitung 676 durch die Zahnradpumpe 624 zugeführt wird, nicht mehr am zweiten Ventilelement 672 und dem zweiten Ventilsitz 674 vorbeifließen. Statt dessen fließt der flüssige Kleber am ersten Ventilelement 648 und ersten Ventilsitz 670 vorbei in den Flüssigkeitsauslass 640 und tritt in das Ausgabemodul 612 an einem Flüssigkeitsausgabeauslass oder -öffnung 678 aus. Das Signal am Ausgang 128 der Fig. 4 hat eine Spitzen- und Hal tewellenform, wie es zuvor beschrieben wurde. Am Ende der Anschaltzeit oder des Halteabschnittes der Wellenform wird die Spule 660 aberregt; und das Magnetventil 632 wird geschlossen, wodurch die Zuführung von Druck luft zum Modul 612 unterbrochen wird. Wenn das Magnetventil 632 schließt, wird die Druckluft in der Leitung 626 in die Atmosphäre geführt; und die Rückstellfeder 666 bewegt die Kolbenanordnung 664 und den Ven tilschaft 642 nach unten. Die Kugel 648 wird gegen den Sitz 670 gedrückt, wodurch der Strom des Klebers aus dem Auslass 678 unterbrochen wird.

Die Spule 660 des Magnetventils 632 hat im wesentlichen die gleiche Be triebskennlinie wie die Kurve 170 der Fig. 5. Deshalb können die Ausfüh rungsformen der Fig. 3 und 4 verwendet werden um die Spule 660 des Magnetventils 632 zu steuern; und die Dauer des Spitzenstromes ändert sich in der zuvor beschriebenen Art und Weise, wenn Netzanschlüsse mit unterschiedlichen Spannungen verwendet werden.

Deshalb ist die Erfindung in ihren breitesten Aspekten nicht auf die gezeig ten und beschriebenen spezifischen Details beschränkt. Demzufolge kön nen Abweichungen von den hierin beschriebenen Einzelheiten ohne Ab weichen vom Inhalt und Umfang der folgenden Ansprüche gemacht wer den.

Claims

1. Flüssigkeitsausgabevorrichtung zum Ausgeben einer Flüssigkeit auf ein Substrat, umfassend: ein zwischen offenen und geschlossenen Positionen bewegliches Ausgabeventil zum Regeln eines Stromes der Flüssigkeit aus der Ausgabevorrichtung; eine Magnetspule, de ren Arbeitsweise wirksam ist, um das Bewegen des Ausgabeventils zwischen der offenen und geschlossenen Position zu bewirken; ei nen Netzanschluss mit einer Ausgangsspannung; und eine mit der Magnetspule und dem Netzanschluss elektrisch verbundene Trei berschaltung, die ein Ausgangssignal an die Magnetspule gibt, das eine durch die Ausgangsspannung des Netzanschlusses bestimm te, zeitvariable Komponente besitzt.

2. Flüssigkeitsausgabevorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Treiberschaltung das Ausgangssignal mit einer zeitvariablen Kom ponente vorsieht, die sich automatisch als eine Funktion der Aus gangsspannung des Netzanschlusses verändert.

3. Flüssigkeitsausgabevorrichtung gemäß Anspruch 2, bei der die Treiberschaltung das Ausgangssignal mit einer zeitvariablen Kom ponente mit einer Dauer vorsieht, die sich automatisch als eine Um kehrfunktion einer Stärke der Ausgangsspannung des Netzan schlusses verändert.

4. Flüssigkeitsausgabevorrichtung gemäß Anspruch 3, bei der ein Wellenformgenerator ein Wellenformsignal vorsieht, das einen An fangsspitzenstrom mit einer variablen Dauer hat, gefolgt von einem Haltestrom zum Erregen der Magnetspule, und der Wellenformge nerator den Anfangsspitzenstrom mit einer Dauer vorsieht, die als eine Umkehrfunktion der Ausgangsspannung des Netzanschlusses bestimmt wird.

5. Treiberschaltung für eine elektrisch betriebene Flüssigkeitsausga bevorrichtung, die eine Flüssigkeit auf ein Substrat ausgibt, wobei die Flüssigkeitsausgabevorrichtung ein zwischen offenen und ge schlossenen Positionen bewegliches Ausgabeventil zum Regeln ei nes Stromes der Flüssigkeit aus der Flüssigkeitsausgabevorrich tung und eine Magnetspule umfasst, die mit dem Ausgabeventil funktionell verbunden ist und das Ausgabeventil zwischen den offe nen und geschlossenen Positionen bewegen kann, wobei die Trei berschaltung umfasst: einen Netzanschluss mit einer Spannung; ein Regelkreis, der an den Netzanschluss angeschlossen ist und ein Treibersignal als eine Funktion der Spannung des Netzanschlusses vorsieht; und einen Netzumschalter, der an den Netzanschluss an geschlossen ist und ein Ausgangssignal an die Magnetspule als ei ne Funktion des Wellenformsignals gibt.

6. Treiberschaltung gemäß Anspruch 5, bei der der Regelkreis einen Anfangsspitzenstrom mit einer variablen Dauer, gefolgt von einem Haltestrom zum Erregen der Magnetspule vorsieht, und der Regel kreis den Anfangsspitzenstrom mit einer Dauer vorsieht, die als eine Funktion der Spannung des Netzanschlusses bestimmt ist.

7. Treiberschaltung gemäß Anspruch 6, bei der der Regelkreis den Anfangsspitzenstrom mit einer Dauer vorsieht, die sich als eine Umkehrfunktion der Spannung des Netzanschlusses verändert.

8. Treiberschaltung gemäß Anspruch 6, bei der der Regelkreis den Haltestrom als eine Funktion eines Rückkopplungssignals vorsieht, das den der Magnetspule zugeführten Haltestrom repräsentiert.

9. Treiberschaltung gemäß Anspruch 8, bei dem der Regelkreis au ßerdem umfasst: einen Strommesser, der ein Rückkopplungssignal vorsieht, das den der Magnetspule zugeführten Strom repräsentiert; und einen Komparator, der ein Fehlersignal an den Regelkreis vor sieht, das eine Differenz zwischen dem Wellenformsignal und dem Rückkopplungssignal repräsentiert, wobei das Fehlersignal eine Ar beitsweise des Netzumschalters bewirkt, die das Fehlersignal auf Null führt.

10. Treiberschaltung gemäß Anspruch 5, bei der der Regelkreis außer dem eine Spitzenstromdauerregelung umfasst, die ein Ausgangs wellenformsignal mit einer sich als eine Funktion der Spannung des Netzanschlusses ändernden Dauer vorsieht.

11. Treiberschaltung gemäß Anspruch 5, bei der der Netzanschluss ei ne Konstantstromversorgung ist.

12. Pneumatisch betätigte Flüssigkeitsausgabevorrichtung zum Ausge ben einer Flüssigkeit auf ein Substrat, umfassend: ein zwischen of fenen und geschlossenen Positionen bewegliches Ausgabeventil zum Regeln eines Stromes der Flüssigkeit aus der Flüssigkeitsaus gabevorrichtung; eine Kolbenanordnung, die mit dem Ausgabeventil funktionell verbunden ist und das Ausgabeventil zwischen den offe nen und geschlossenen Positionen bewegen kann; eine Druckluft quelle; ein Magnetventil, das in Strömungsverbindung zwischen der Druckluftquelle und der Kolbenanordnung angeordnet ist; einen Netzanschluss mit einer Spannung; und eine Treiberschaltung, die mit dem Magnetventil und dem Netzanschluss elektrisch verbunden ist und ein Ausgangssignal an das Magnetventil gibt, das eine durch die Spannung des Netzanschlusses bestimmte zeitvariable Kompo nente besitzt.

13. Flüssigkeitsausgabevorrichtung zum Ausgeben einer Flüssigkeit auf ein Substrat, umfassend: ein zwischen offenen und geschlossenen Positionen bewegliches Ausgabeventil zum Regeln eines Stromes der Flüssigkeit aus der Flüssigkeitsausgabevorrichtung; eine Mag netspule, die eine Spule besitzt, die mit einem Anker in elektromag netischer Verbindung steht, der durch eine Verschiebung durch Er regen der Spule beweglich ist, wobei die Arbeitsweise der Magnet spule das Bewegen des Ausgabeventils zwischen den offenen und geschlossenen Positionen bewirkt; einen an die Spule angeschlos senen Netzanschluss mit einer Spannung, wobei die Zeit, die erfor derlich ist, um den Anker zwischen den zwei Positionen zu bewe gen, sich in einer ersten nichtlinearen Beziehung als eine Funktion von Änderungen der Spannung des Netzanschlusses verändert; und eine Treiberschaltung, die mit der Spule der Magnetspule und dem Netzanschluss elektrisch verbunden ist und ein Ausgangssig nal an die Spule gibt, wobei das Ausgangssignal eine variable Komponente mit einer Zeitdauer hat, die sich in einer zweiten nicht linearen Beziehung als eine Funktion von Änderungen der Span nung des Netzanschlusses verändert, wobei die ersten und zweiten nichtlinearen Beziehungen im wesentlichen gleich sind.

14. Flüssigkeitsausgabevorrichtung gemäß Anspruch 13, bei dem die Treiberschaltung Einrichtungen umfasst, die einstellbar sind, um die zweite nichtlineare Beziehung im wesentlichen gleich der ersten nichtlinearen Beziehung zu machen.

15. Flüssigkeitsausgabevorrichtung zum Ausgeben einer Flüssigkeit auf ein Substrat, umfassend: ein Ausgabeventil, das zum Regeln eines Stromes des Flüssigkeit aus der Flüssigkeitsausgabevorrichtung zwischen offenen und geschlossenen Positionen beweglich ist; eine Magnetspule, die eine Spule besitzt, die mit einem Anker in elekt romagnetischer Verbindung steht, der durch Verschieben durch Er regen der Spule beweglich ist, wobei die Arbeitsweise der Magnet spule das Bewegen des Ausgabeventils zwischen den offenen und geschlossenen Positionen bewirkt; einen mit der Spule verbunde nen Netzanschluss mit einer Spannung; und eine Treiberschaltung, umfassend: eine Spitzenstromdauerregelung, die mit dem Netzan schluss verbunden ist und ein Signal vorsieht, das sich als eine Funktion der Spannung des Netzanschlusses verändert; einen Pulsbreitenmodülator-("PWM")-Regelung, die mit der Spitzenstrom dauerregelung verbunden ist; einen PWM, der mit der PWM- Regelung verbunden ist und ein PWM-Signal vorsieht, das einen Spitzenstrom mit einer Dauer hat, die sich als eine Funktion der Spannung des Netzanschlusses ändert; und einen Netzumschalter, der mit dem Netzanschluss verbunden ist und auf das PWM-Signal anspricht, um ein Ausgangssignal an die Spule der Magnetspule vorzusehen, das einen Spitzenstrom mit einer Dauer hat, die sich als eine Funktion der Spannung des Netzanschlusses ändert.

16. Verfahren zum Betreiben einer Flüssigkeitsausgabevorrichtung zum Ausgeben einer Flüssigkeit auf ein Substrat, wobei die Flüssigkeits ausgabevorrichtung ein Ausgabeventil besitzt, dass zwischen offe nen und geschlossenen Positionen zum Regeln eines Stromes der Flüssigkeit aus der Flüssigkeitsausgabevorrichtung beweglich ist, eine Magnetspule mit einer Spule, die mit einem Anker in elektro magnetischer Verbindung steht, der durch eine Verschiebung durch Erregen der Spule beweglich ist, wobei die Arbeitsweise der Mag netspule das Bewegen des Ausgabeventils zwischen den offenen und geschlossenen Positionen bewirkt; wobei das Verfahren um fasst: Vorsehen eines Netzanschlusses mit einer Spannung; Erzeu gen eines Ausgangssignals mit einer zeitvariablen Komponente, die als eine Funktion der Spannung des Netzanschlusses bestimmt wird; und Anlegen des Ausgangssignals an die Spule der Magnet spule, wodurch sich die Arbeitsweise des Ausgabeventils automa tisch als eine Funktion der Spannung des Netzanschlusses ändert.

17. Verfahren gemäß Anspruch 16, bei dem sich die zum Bewegen des Ankers zwischen den offenen und geschlossenen Positionen erfor derliche Zeit in einer ersten nichtlinearen Beziehung als eine Funk tion von Änderungen der Spannung des Netzanschlusses ändert, und das Verfahren außerdem das Vorsehen des Ausgangssignals an die Spule in einer zweiten nichtlinearen Beziehung als eine Funktion von Änderungen der Spannung des Netzanschlusses um fasst, wobei die erste und zweite nichtlineare Beziehung im wesent lichen gleich ist.

18. Flüssigkeitsausgabevorrichtung gemäß Anspruch 17, des weiteren umfassend das Einstellen der zweiten nichtlinearen Beziehung im wesentlichen identisch zur ersten nichtlinearen Beziehung.

19. Verfahren zum Betreiben einer elektrisch betriebenen Flüssigkeits ausgabevorrichtung zum Ausgeben einer Flüssigkeit auf ein Sub strat, wobei die Flüssigkeitsausgabevorrichtung ein Ausgabeventil besitzt, dass mit einer elektrisch betätigten Magnetspule verbunden ist, wobei das Ausgabeventil zum Regeln eines Stromes der Flüs sigkeit aus der Flüssigkeitsausgabevorrichtung zwischen offenen und geschlossenen Positionen bewegbar ist; wobei das Verfahren umfasst: Vorsehen eines Netzanschlusses mit einer Spannung; Erzeugen eines Ausgangssignals mit einer zeitvariablen Kompo nente, die als eine Funktion der Spannung des Netzanschlusses bestimmt wird; und Anlegen des Ausgangssignals an die elektrisch betätigte Magnetspule, wodurch sich die Arbeitsweise des Ausga beventils automatisch als eine Funktion der Spannung des Netzan schlusses verändert.

20. Verfahren gemäß Anspruch 19, beidem das Ausgangssignal einen Anfangsspitzenstrom mit einer variablen Dauer, gefolgt von einem Haltestrom zum Erregen der Magnetspule hat, und das Verfahren außerdem das Erzeugen eines Anfangsspitzenstromes mit einer Dauer umfasst, die als eine Funktion der Spannung des Netzan schlusses bestimmt wird.

21. Verfahren gemäß Anspruch 20, außerdem umfassend das Erzeu gen des Anfangsspitzenstromes mit einer Dauer, die sich als eine Umkehrfunktion der Spannung des Netzanschlusses verändert.

22. Verfahren gemäß Anspruch 20, außerdem umfassend:
Erzeugen eines Rückkopplungssignals, das den Strom in der Mag netspule repräsentiert; und Erzeugen des Haltestromes als eine Funktion des Rückkopplungssignals.

23. Verfahren zum Betreiben einer elektrisch betriebenen Flüssigkeits ausgabevorrichtung zum Ausgaben einer Flüssigkeit auf ein Sub strat, wobei die Flüssigkeitsausgabevorrichtung ein Ausgabeventil besitzt, das funktionell mit einer elektrisch betätigten Magnetspule verbunden ist, wobei das Ausgabeventil zum Regeln eines Stromes der Flüssigkeit aus der Flüssigkeitsausgabevorrichtung zwischen of fenen und geschlossenen Positionen beweglich ist, wobei das Ver fahren umfasst: Erzeugen eines ersten Ausgangssignals mit einer zeitvariablen Komponente, die als eine Funktion einer ersten Nenn spannung eines ersten Netzanschlusses bestimmt wird; Anlegen des ersten Ausgangssignals an die Magnetspule; Erzeugen eines zweiten Ausgangssignals mit einer zeitvariablen Komponente, die als eine Funktion einer zweiten Nennspannung eines zweiten Netz anschlusses bestimmt wird; und Anlegen des zweiten Ausgangs signals an die Magnetspule.