DE19953183A1 - Mikrodosierer - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft das Dispensen, also den Austrag mit definiertem Volumen, von flüssigen und pasteusen Substraten, wo das Ausbringungsvolumen volumetrisch bestimmt wird, mit hoher Dosiergenauigkeit. Ein erfindungsgemäßer Mikrodosierer mit einer Zylindertrommel, in deren Zylindern Kolben in Axialrichtung verschiebbar sind, einer Ventilplatte, die mit ihrer Rückseite in dichter Anlage an der vorderen Stirnseite der Zylindertrommel angeordnet ist und relativ zu dieser um eine Längsachse drehbar ist, wobei die zur vorderen Stirnseite der Zylindertrommel offenen Zylinder auf einem Flugkreis um die Längsachse angeordnet sind und mit einer, auf demselben Flugkreis angeordneten, bogenförmigen Einlaßnut bzw. Auslaßnut in der rückseitigen Stirnfläche der Ventilplatte in Verbindung bringbar sind, wobei die Auslaßnut mit der Austrittsöffnung verbunden ist und die Einlaßnut mit einem Substratspeicher in Verbindung steht.
Description
Die Erfindung betrifft das Dispensen, also den Austrag mit definiertem Volumen,
von flüssigen und pasteusen Substraten.
Ein solches Dosieren von vor allem pasteusen Stoffen ist um so schwieriger, je
kleiner die Ausbringungsmengen sind, und je genauer das Soll-Dosiervolumen
eingehalten werden muß.
Derartiges Mikrodosieren ist heute vor allem in der Elektronikfertigung notwendig,
indem bei der Baugruppenfertigung entweder Klebstoffe oder Lötpaste auf
Leiterplatten fein dosiert (und natürlich auch exakt positioniert) aufgebracht
werden müssen, und dies in einer sehr hohen Taktzeit. Dabei ist das
chargenweise Aufbringen (Lötpunkte oder Klebpunkte) ebenso notwendig wie das
kontinuierliche Aufbringen einer Raupe aus Substrat, bei der ein bestimmtes
Ausbringungsvolumen pro Zeiteinheit eingehalten werden muß.
Für das Mikrodosieren bzw. Dispensen, bei dem üblicherweise das Substrat durch
eine feine Hohlnadel als Austrittsöffnung ausgebracht und auf die gewünschte
Stelle aufgebracht wird, sind heute zwei Verfahren in der Praxis im Einsatz:
Bei dem einen Verfahren befindet sich eine relativ große Menge des Substrates in einer zylinderförmigen Kartusche, und kann durch einen Arbeitskolben, der innerhalb des Zylinders dicht anliegt und verschiebbar ist, schrittweise oder kontinuierlich herausgepreßt werden. Der Arbeitskolben wird dabei mit Hilfe von Druckluft schrittweise oder kontinuierlich vorwärtsbewegt. Der Nachteil dieser sogenannten Druck-Zeit-Dispenser besteht darin, daß das Ausbringungsvolumen z. B. bei immer gleichen Druckluftstößen, also mit gleichem Luftvolumen, sich mit zunehmendem Leerungsgrad der Kartusche ändert, da das in der Kartusche vorhandene Luftvolumen immer größer wird, und sich dadurch die Komprimier barkeit der Luft in diesem Volumen immer stärker auswirkt. Zusätzlich ist eine relativ starke Temperaturabhängigkeit bei diesen Dosierverfahren vorhanden, was in der Praxis zu einer Dosiergenauigkeit von teilweise nur +/- 30% führt.
Bei dem einen Verfahren befindet sich eine relativ große Menge des Substrates in einer zylinderförmigen Kartusche, und kann durch einen Arbeitskolben, der innerhalb des Zylinders dicht anliegt und verschiebbar ist, schrittweise oder kontinuierlich herausgepreßt werden. Der Arbeitskolben wird dabei mit Hilfe von Druckluft schrittweise oder kontinuierlich vorwärtsbewegt. Der Nachteil dieser sogenannten Druck-Zeit-Dispenser besteht darin, daß das Ausbringungsvolumen z. B. bei immer gleichen Druckluftstößen, also mit gleichem Luftvolumen, sich mit zunehmendem Leerungsgrad der Kartusche ändert, da das in der Kartusche vorhandene Luftvolumen immer größer wird, und sich dadurch die Komprimier barkeit der Luft in diesem Volumen immer stärker auswirkt. Zusätzlich ist eine relativ starke Temperaturabhängigkeit bei diesen Dosierverfahren vorhanden, was in der Praxis zu einer Dosiergenauigkeit von teilweise nur +/- 30% führt.
Eine andere Dosiermethode besteht darin, das Substrat mit einer Förderschnecke
auszubringen, die am einen Ende fortlaufend mit Substrat versorgt wird, und die
hinsichtlich ihrer Drehung definiert angetrieben wird.
Der Nachteil dieses Verfahrens liegt darin, daß es sich hierbei nicht um eine
volumetrische Dosierung handelt, sondern der Zusammenhang zwischen Drehung
der Förderschnecke und ausgebrachtem Volumen stark von Parametern wie der
Viskosität des Substrates und dem Grad von dessen Anhaftung an der Oberfläche
der Förderschnecke bzw. des umgebenden Rohres, der Temperatur, somit auch
dem bereits abgelaufenen Anteil der Topfzeit des Substrates etc., abhängt.
Darüber hinaus verschleißt eine solche Förderschnecke beim Ausbringen von
abrasiven Materialien sehr schnell aufgrund der auftretenden Gleitreibung
zwischen Substrat und Oberfläche der Förderschnecke.
Es ist daher die Aufgabe gemäß der Erfindung, ein Verfahren sowie eine
Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, bei der das Ausbringungsvolumen
volumetrisch bestimmt wird, insbesondere durch definierte Bewegung von
Arbeitskolben in ihren Zylindern. Insbesondere soll mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren/Vorrichtung eine Dosiergenauigkeit von +/- 1% möglich sein.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 15 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Durch die Vorgehensweise, mehrere Kolben zwecks Vollziehung von Arbeits
hüben definiert anzutreiben, dabei jedoch mehrere Kolben gleichzeitig oder nach
einander in einen Ausbringungsraum hinein arbeiten zu lassen, kann das
Volumen der Arbeitshübe im Vergleich zum Ausbringungsvolumen sehr klein
gewählt werden, so daß eine hohe Dosiergenauigkeit erzielbar ist. Zusätzlich
handelt es sich um eine exakt volumetrische Dosierung.
Dadurch, daß die Zylinder mit diesem Ausbringungsraum nicht ständig, sondern
nur während ihres Ausbringungshubes in Verbindung stehen, kann die Zeit dazwi
schen zum Versorgen der Zylinder mit Substrat, also zum Nachfüllen, benutzt
werden.
Sofern immer die gleiche Anzahl von Arbeitskolben in den Ausbringungsraum
hinein fördert, ist die Steuerung dieser Arbeitskolben besonders einfach, indem
dann nur eine jeweils konstante Relativgeschwindigkeit zwischen Arbeitskolben
und Zylindern eingehalten werden muß.
Eine besonders vorteilhafte konstruktive Lösung ist erzielbar, indem - ähnlich
einer Schrägscheibenpumpe - die Arbeitskolben in einer Zylindertrommel, die um
eine Achse parallel zur Bewegungsrichtung der Arbeitskolben drehbar ist,
arbeiten, und mit ihren freien Öffnungen in die nierenförmig gegenüber der Stirn
seite der Zylindertrommel angeordneten Einlaß- bzw. Auslaßnuten einer Ventil
platte arbeiten. Die Einlaßnut ist dabei ständig mit Substrat versorgt und dient
dem Ansaugen von Substrat in die Zylinder hinein durch Rückziehung der
Arbeitskolben, während die Auslaßnut mit der Austrittsöffnung in Verbindung
steht, und durch den Ausbringungs-Arbeitshub der Kolben mit definierten
Substratmengen pro Zeiteinheit versorgt wird.
Durch die Drehung der Zylindertrommel einerseits relativ zu der Ventilplatte auf
ihrer Vorderseite und andererseits relativ zu einer Hubscheibe auf ihrer Rückseite,
an welcher die einzelnen Kolben mit ihrer Rückseite laufen, ist ein definierter
mechanischer Antrieb der Arbeitskolben und damit der Arbeitshübe gegeben.
Im Unterschied zur übliche Schrägscheibenpumpe, bei der die Axialbewegung der
einzelnen Arbeitskolben pro Umdrehung der Kolbentrommel eine Sinuskurve ist,
ist auf der Hubscheibe im Kontaktbereich mit den Rückseiten der Kolben eine
Hubkurve aufgebracht, deren axialer Verlauf - in der Abwicklung betrachtet - keine
Sinuskurve der Arbeitskolben bewirkt, sondern eben - in Abstimmung mit Verlauf,
Dimensionierung und Querschnittsänderung von Einlaß- und Auslaßnut der
Ventilplatte - eine definierte Förderung von Substrat pro Zeiteinheit, also pro
Winkeländerung der Zylindertrommel, ergibt. Selbst das Nachtropfen von Substrat
aus der Auslaßöffnung kann durch definiertes geringfügiges Rückdrehen der
Zylindertrommel und in Abhängigkeit von der Viskosität des Substrates, voll
ständig vermieden werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Hubkurve auf der Hubscheibe so
gestaltet, daß die Kolben exakt vom Beginn bis zum Ende der Auslaßnut eine
axiale Vorwärtsbewegung, und zwar mit konstanter Axialbewegung pro Winkel
änderung der Zylindertrommel, vollziehen, und in gleicher Weise eine analoge
Rückbewegung exakt von Anfang bis Ende entlang der Einlaßnut. In den
Winkelbereichen zwischen Ende der Auslaßnut und Beginn der Einlaßnut sowie
Ende der Einlaßnut und Beginn der Auslaßnut ist die Hubkurve so gestaltet, daß
keine Axialbewegung der Kolben stattfindet.
Die Auslaßnut nimmt dabei entlang ihres Verlaufes bis zu der am Ende
befindlichen Auslaßöffnung an Tiefe kontinuierlich zu, während die Einlaßnut
vorzugsweise über ihren gesamten Verlauf die gleiche Tiefe aufweist. Zusätzlich
besitzen diese Nuten vorzugsweise immer die gleiche Breite entlang ihres
Verlaufes.
Die Kolben bewegen sich mit ihrem vorderen freien Ende immer innerhalb der
Zylinder, stehen über diesen also nie frontseitig hinaus, so daß keine Kollision mit
der dicht an dieser vorderen Stirnfläche anliegenden Zylinderplatte und deren
Einlaß- und Auslaßnut auftreten kann.
Um das Aufbauen eines nennenswerten Druckes in der Auslaßnut und dem
nachfolgenden Weg bis zur Auslaßöffnung, also in der Regel dem freien Ende
einer Hohlnadel, auf maximal 0,5 bar zu minimieren, ist darauf zu achten, daß in
diesem Weg zwischen der Auslaßöffnung der Auslaßnut bis zur Austrittsöffnung
des Mikrodosierers keine Drosselstelle vorhanden ist, deren Querschnitt geringer
ist als das freie Ende der Auslaßöffnung.
Um auch bei hohen Geschwindigkeiten eine Anlage der rückseitigen Stirnflächen
der Kolben an der Hubkurve zu gewährleisten, sind diese mittels jeweils einer
Druckfeder gegen die Hubscheibe vorgespannt.
Um eine dichte Anlage zwischen Ventilplatte und Zylindertrommel zu erzielen, ist
die Zylindertrommel, vorzugsweise innerhalb ihres Drehantriebes, mittels einer
Druckfeder gegen die Ventilplatte vorgespannt.
In einer besonders einfachen Bauform wird die Zylindertrommel drehend mittels
eines steuerbaren Motors, insbesondere eines Schrittmotors, angetrieben,
während die stirnseitig davor und dahinter befindliche Ventilplatte und Hubscheibe
drehfest im umgebenden Gehäuse angeordnet sind. Dieses besteht vorzugsweise
aus einer zum vorderen Ende, also der Hohlnadel hin, offenen, innen hohlen
Lagerbuchse, und einer auf dieses freie Ende aufschraubbaren Überwurfmutter,
zwischen welchen Ventilplatte, Zylindertrommel und Hubscheibe sowie der
Drehantrieb und dessen Lagerung angeordnet sind. Die Zylindertrommel ist dabei
vorzugsweise in axialer Richtung zweigeteilt, bestehend aus Zylinderscheibe und
Führungsscheibe, mit fluchtend darin angelagerten Zylinderbohrungen. Dadurch
kann zwischen beiden in einer Querebene, wenigstens im Bereich der Umgebung
der Zylinderbohrungen, eine Dichtung angeordnet werden, die das Hindurchtreten
von Substrat entlang der Mantelfläche der Kolben zu deren Rückseite vermeidet,
was zu einem Verkleben des Hubkurven-Antriebes führen würde.
Eine Ausführungsform gemäß der Erfindung ist im folgenden anhand der Figuren
beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung des Mikrodosierers,
Fig. 2 Detaildarstellungen der Ventilplatte und
Fig. 3 Detaildarstellungen der Hubscheibe.
Fig. 1 zeigt in der Schnittdarstellung den Mikrodosierer, an dessen
Austrittsöffnung 17 am vorderen freien Ende einer Hohlnadel 101 definierte, kleine
Volumen (bei chargenweiser Ausbringung) bzw. definierte kleine Volumen pro
Zeiteinheit (bei kontinuierlicher Ausbringung) auf ein nicht dargestelltes Werkstück
aufgebracht werden sollen.
Da in der Regel ein solcher Mikrodosierer mit seiner Längsrichtung vertikal
verlaufend eingesetzt wird, wie in Fig. 1 dargestellt, wird in der Folge mit den
Begriffen "oben" und "unten" gearbeitet, die äquivalent für die Begriffe "hinten"
bzw. "vorne", bezogen auf die Längsachse 12 des Mikrodosierers, die in der Fig. 1
die Vertikale ist, stehen.
An der Unterseite der Motorplatte 11 ist eine in Längsrichtung 12 durchgängig
hohle Lagerbuchse 10 angeschraubt, auf deren vorderes freies Ende mittels einer
Überwurfmutter das topfförmige Ventilgehäuse 1 aufschraubbar ist.
Das Ventilgehäuse 1 weist dabei mit der im wesentlichen geschlossenen Seite
nach unten, und weist eine zentrale Durchgangsöffnung zum Ansetzen der
Hohlnadel 101 auf.
Im Inneren des Ventilgehäuses 1 befinden sich - von unten nach oben fortlaufend
- die drehfest mit dem Ventilgehäuse 1 verbundene Ventilplatte 2, die dem
gegenüber drehend angetriebene Zylindertrommel 3, bestehend aus Zylinder
scheibe 3' und Führungsscheibe 4, in deren Zylindern 13a, b. . . die Kolben 6a, b. . . in
Längsrichtung 12 verschiebbar sind, sowie die wiederum drehfest mit dem
Gehäuse bzw. der Lagerbuchse 10 verbundene Hubscheibe 5, mit ihrer Hubkurve
5' gegen die Zylindertrommel 3 weisend. Auf der Längsachse 12 weist die
Zylindertrommel 3, nämlich deren Führungsscheibe 4, einen nach oben weisen
den hülsenförmigen Fortsatz auf, in welchen die zentrale, über zwei axial
beabstandete Kugellager 14 drehbar in der Lagerbuchse 10 gelagerte Welle 7
hineinreicht. Welle 7 und der diese umgebende Fortsatz der Führungsscheibe 4
sind über einen beide quer durchdringenden Querbolzen 110 drehfest miteinander
verbunden.
Die Welle 7 ist an ihrem hinteren Ende über eine Kupplung 22 wiederum drehfest
mit der Abtriebswelle des Motors 19, der auf der Oberseite der Motorplatte 11
befestigt ist und welche diese durchdringt, verbunden.
Die Welle 7 ist im Inneren hohl ausgebildet. Eine dort angeordnete Druckfeder
116 drückt einen Drücker 8, der in dieser Längsbohrung verschiebbar ist, nach
unten und damit den Querbolzen 110, der auch den Drücker 8 durchdringt,
spielfrei nach unten gegen die entsprechende Flanke der Querbohrung der
Führungsscheibe 4, so daß die Zylindertrommel 3 in Axialrichtung 12 immer in
dichter Anlage an der Rückseite 2b der Ventilplatte 2 gehalten wird.
Das Zusammenspiel von Zylindertrommel 3 und Ventilplatte 2 auf der Vorderseite
sowie Hubscheibe 5 auf der Rückseite ist am besten den Fig. 2 und 3 zu
entnehmen:
Die Zylinder 13a, b. . . und die darin laufenden Kolben 6a, b. . . sind in der Zylinder trommel 3 - in Blickrichtung der Längsachse 12 betrachtet - auf dem gleichen Flugkreis 23 angeordnet, entlang welchem über bestimmte Winkelbereiche die gleichbleibend breite Einlaßnut 14 bzw. Auslaßnut 15 in der Rückseite 2b der Ventilplatte 2 angeordnet ist. Die Einlaßnut 14 erstreckt sich dabei von 0° bis 144°, und weist dabei eine gleichbleibende Tiefe auf, wie im Abwicklungsschnitt der Fig. 2b zu erkennen. Am Anfang, also bei 0°, steht die Einlaßnut 14 über eine Einlaßöffnung 14a mit einem Substratspeicher 18 in Verbindung, der außerhalb des Mikrodosierers angeordnet ist und in Fig. 1 nur angedeutet wurde.
Die Zylinder 13a, b. . . und die darin laufenden Kolben 6a, b. . . sind in der Zylinder trommel 3 - in Blickrichtung der Längsachse 12 betrachtet - auf dem gleichen Flugkreis 23 angeordnet, entlang welchem über bestimmte Winkelbereiche die gleichbleibend breite Einlaßnut 14 bzw. Auslaßnut 15 in der Rückseite 2b der Ventilplatte 2 angeordnet ist. Die Einlaßnut 14 erstreckt sich dabei von 0° bis 144°, und weist dabei eine gleichbleibende Tiefe auf, wie im Abwicklungsschnitt der Fig. 2b zu erkennen. Am Anfang, also bei 0°, steht die Einlaßnut 14 über eine Einlaßöffnung 14a mit einem Substratspeicher 18 in Verbindung, der außerhalb des Mikrodosierers angeordnet ist und in Fig. 1 nur angedeutet wurde.
Die Auslaßnut 15 erstreckt sich von 180° bis 324°, so daß zwischen Auslaßnut 15
und Einlaßnut 14 jeweils ein Abstand, in Umfangsrichtung betrachtet, vorhanden
ist. Die Auslaßnut 15 wird in ihrem Verlauf im Uhrzeigersinn kontinuierlich
gleichmäßig tiefer. Der Endpunkt der Auslaßnut steht über eine Radialbohrung
oder eine Radialnut mit einer zentralen Bohrung, die mit der Austrittsöffnung 17 in
Verbindung steht und insbesondere mit dieser fluchtet, in Verbindung.
Dabei dreht sich die Zylindertrommel 3 mit den darin befindlichen Kolben 6
vorzugsweise entgegen dem Uhrzeigersinn, so daß sich die einzelnen Kolben
z. B. entlang der Auslaßnut 12 von deren Auslaßöffnung 14 entlang in Richtung
abnehmende Tiefe der Auslaßnut 15 bewegen, von dort über den Abstand zur
Einlaßnut 14 in und entlang dieser bis zu deren Einlaßöffnung 14a und so weiter.
Dadurch wird auf der Auslaßseite einerseits eine optimale Füllung der Auslaßnut
über ihre gesamte Länge mit Substrat in jedem Zeitpunkt sichergestellt, und
andererseits im Einlaßbereich eine gute Befüllung der Zylinderräume durch die
Einlaßnut 14.
Zu diesem Zweck werden die Kolben 6, solange sie sich entlang der Auslaßnut 15
bewegen, nach unten gedrückt, so daß das in ihrem Zylinder befindliche Substrat
in diese Auslaßnut 15 und von dort zur Austrittsöffnung 15 gepreßt wird, und
analog während ihres Weges entlang der Einlaßnut 14 in ihren Zylindern
zurückgezogen, um diese mit Substrat aus der Einlaßnut zu füllen. Dies wird
bewirkt durch die in den Fig. 3 dargestellte Hubscheibe 5, deren vordere
Stirnfläche 5a als Hubkurve 5' ausgebildet ist, deren axialer Abstand zur planen
Rückseite 5b abhängig ist von der Winkelstellung. Auf dieser in Fig. 3b in der
Abwicklung dargestellten Hubkurve 5' liegen die Kolben 6 mit ihrer rückseitigen
Stirnfläche an, indem der aus der Rückseite der Führungsscheibe 4 vorstehende
Teil der Kolben 6a, b. . . jeweils von einer Druck-Spiralfeder 109 umgeben ist, der
das verdickte hintere, obere Ende der Kolben 6a, b. . . gegen die Hubkurve 5' der
Hubscheibe 5 drückt.
Wie die Hubkurve 5' in Fig. 3b zeigt, über den gesamten Winkelbereich der
Auslaßnut 15 als ansteigende Gerade und über den gesamten Verlauf der
Einlaßnut 14 als abfallende Gerade ausgebildet. Die Bereiche zwischen
Auslaßnut und Einlaßnut sind eben, also ohne Veränderung der Axialposition,
ausgeführt.
Dadurch ist sichergestellt, daß ein Zylinder, z. B. 13a, der sich entlang der
Auslaßnut 15 bewegt und mit seinem vorderen freien Ende mit dieser in Verbin
dung steht, währenddessen eine kontinuierliche Axialbewegung des darin laufen
den Kolbens 6a mit immer gleicher Axialbewegung pro zurückgelegtem Dreh
winkel aufweist. Der Kolben 6a drückt dadurch immer das gleiche Volumen an
Substrat pro Winkeleinheit in die Auslaßnut 15 und damit aus der Austrittsöffnung
17 des Mikrodosierers, sofern immer eine gleichbleibende Anzahl von Kolben
6a, b. . . sich im Bereich der Auslaßnut 15 befinden und in diese hineinfördern.
Sofern diese Anzahl nicht gleichbleibend ist, indem beispielsweise der nächste
Kolben bzw. Zylinder den Beginn der Auslaßnut 15 erreicht, bevor der letzte
Kolben bzw. Zylinder die Auslaßnut 15 verlassen hat, kann dies durch entspre
chende Anpassung der Hubkurve 5' ausgeglichen werden, so daß deren Anstieg
erst dann beginnt bzw. endet, wenn der andere Kolben bzw. Zylinder die
Auslaßnut 15 verlassen bzw. erreicht hat, so daß de facto eine immer
gleichbleibende Anzahl von Kolben in die Auslaßnut 15 hinein fördert.
Die zunehmende Tiefe der Auslaßnut 15 beeinflußt dabei das Ausbringungs
volumen pro Winkeldrehung nicht, da nach erstmaliger Füllung der Auslaßnut 15
mit Substrat unabhängig von deren Querschnittsänderung immer der in die
Auslaßnut 15 mittels der Kolben 6a, b. . . hinein gelieferte Volumenstrom auch die
Austrittsöffnung 17 des Mikrodosierers verlassen muß. Diese Schräge der
Auslaßnut 15 dient lediglich dem zur Auslaßöffnung 21 hin größer werdenden
Querschnitt und damit der Kompensation der gegenüber der Auslaßöffnung mit
zunehmenden Abstand größer werdenden Fließwiderstände.
1
Ventilgehäuse
2
Ventilplatte
3
Zylindertrommel
4
Führungsscheibe
5
Hubscheibe
5
' Hubkurve
6
a, b Kolben
7
Welle
8
Drücker
9
Überwurfmutter
10
Lagerbuchse
11
Motorplatte
12
Längsachse
13
Zylinder
14
Einlaßnut
14
a Einlaßöffnung
15
Auslaßnut
16
17
Austrittsöffnung
18
Substratspeicher
19
Motor
20
Axialrichtung
21
Auslaßende
22
Kupplung
23
Flugkreis
101
Hohlnadel
107
Dichtung
114
Kugellager
116
Druckfeder
109
Feder
110
Querbolzen
Claims (20)
1. Mikrodosierer für flüssige und pasteuse Substrate mit
- - einer Zylindertrommel (3), in deren Zylindern (13a, b. . .) Kolben (6a, b. . .) in Axialrichtung (20) verschiebbar sind,
- - einer Ventilplatte (2), die mit ihrer Rückseite (2b) in dichter Anlage an der vorderen Stirnseite (3a) der Zylindertrommel (3) angeordnet ist und relativ zu dieser um eine Längsachse (12) drehbar ist,
- - wobei die zur vorderen Stirnseite (3a) der Zylindertrommel (3) offenen Zylinder (13a, b. . .) auf einem Flugkreis um die Längsachse (12) angeordnet sind und mit einer, auf demselben Flugkreis angeordneten, bogenförmigen Einlaßnut (14) bzw. Auslaßnut (15) in der rückseitigen Stirnfläche (2b) der Ventilplatte (2) in Verbindung bringbar sind,
- - wobei die Auslaßnut (15) mit der Austrittsöffnung (17) verbunden ist und die Einlaßnut (14) mit einem Substratspeicher (18) in Verbindung steht.
2. Mikrodosierer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Kolben (6a, b. . .) in Längsrichtung (12) über einen mechanischen Antrieb
verfügen.
3. Mikrodosierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der mechanische Antrieb für die Kolben (6a, b. . .) auf der Rückseite (3b) der
Zylindertrommel (3) angeordnet ist.
4. Mikrodosierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der mechanische Antrieb in einer Hubscheibe (5) besteht, die koaxial zur
Zylindertrommel (3) angeordnet ist und relativ zu dieser drehbar ist und auf dem
Flugkreis eine in ihrer Axiallage sich ändernde Hubkurve (5') aufweist, an welcher
die Rückseiten der Kolben (6a, b. . .) bei Relativdrehung von Zylindertrommel (3) zu
Hubscheibe (5) entlanggleiten.
5. Mikrodosierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Kolben (6a, b. . .) mittels Vorspannung durch jeweils eine Feder (109) an die
Hubkurve (5') der Hubscheibe (5) angepreßt werden.
6. Mikrodosierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Zylindertrommel (3) von einem Motor (19) drehend angetrieben wird und
demgegenüber die Ventilplatte (2) sowie die Hubscheibe (5) in dem aus einer
Lagerbuchse (10) und einer Überwurfmutter (9) bestehenden Gehäuse des
Mikrodosierers drehfest angeordnet sind.
7. Mikrodosierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Auslaßnut (15) in der Ventilplatte (2) in Drehrichtung an Tiefe zunimmt und
das in Drehrichtung befindliche Auslaßende (21) mit der Austrittsöffnung (17) in
Verbindung steht.
8. Mikrodosierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Einlaßnut (14) in Drehrichtung an ihrem Anfang mit dem Substratspeicher (18)
in Verbindung steht und über ihren Verlauf gleichbleibende Tiefe aufweist.
9. Mikrodosierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
Einlaßnut (14) und Auslaßnut (15) über ihren Verlauf gleichbleibende, insbeson
dere übereinstimmende, Breite aufweisen.
10. Mikrodosierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Kolben (6a, b. . .) auch in ihrer am weitesten gegen die Ventilplatte (2) vorge
schobenen Position nicht über die vordere Stirnseite (3a) der Zylindertrommel (3)
vorstehen.
11. Mikrodosierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Zylindertrommel (3) in axialer Richtung zweigeteilt ausgebildet ist, bestehend
aus einer Zylinderscheibe (3') und einer dahinter angeordneten Führungsscheibe
(4), zwischen welchen sich wenigstens im Radialbereich der Zylinder (13a, b. . .)
eine Dichtung (107) befindet.
12. Mikrodosierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Verbindung zwischen der Austrittsöffnung (17) und der Auslaßnut (15) keine
Drosselstelle aufweist, die kleiner ist als die Austrittsöffnung (17) selbst.
13. Mikrodosierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Motor (19) zum Antrieb der Ventilplatte (2) ein hinsichtlich Drehwinkel und
Drehrichtung steuerbarer Motor, insbesondere ein Schrittmotor, ist.
14. Mikrodosierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Zylindertrommel (3) mittels der Kraft einer Druckfeder (116) gegen die
Rückseite der Ventilplatte (2) vorgespannt ist.
15. Verfahren zum Mikrodosieren von flüssigen und pasteusen Substraten,
wobei das Verschieben eines Kolbens (6) in einem Zylinder (16) als Arbeitshub
das Ausbringungsvolumen bestimmt,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Arbeitshübe mehrerer Kolben (6a, b. . .) in einen Ausbringungsraum (Auslaßnut
(15)) abgegeben werden, welcher in ständig offener Verbindung mit der
Austrittsöffnung (17) steht.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
mehrere Kolben (6a) gleichzeitig und/oder nacheinander ihren Arbeitshub in das
Ausbringungsvolumen abgeben.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Volumen des Arbeitshubes nicht wesentlich größer ist als das Ausbrin
gungsvolumen, insbesondere maximal fünfmal größer als das Ausbringungs
volumen, bei chargenweiser Ausbringung.
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Kolben (6a, b. . .) für den Arbeitshub mechanisch definiert angetrieben werden.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Zylinder (16) nur während des Ausbringungs-Arbeitshubes mit dem
Ausbringungsvolumen in Verbindung gebracht werden.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
immer die gleiche Anzahl von Zylindern mit dem Ausbringungsvolumen in
Verbindung in Verbindung stehen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999153183 DE19953183C2 (de) | 1999-11-04 | 1999-11-04 | Mikrodosierer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999153183 DE19953183C2 (de) | 1999-11-04 | 1999-11-04 | Mikrodosierer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19953183A1 true DE19953183A1 (de) | 2001-05-17 |
DE19953183C2 DE19953183C2 (de) | 2001-12-06 |
Family
ID=7927955
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1999153183 Expired - Fee Related DE19953183C2 (de) | 1999-11-04 | 1999-11-04 | Mikrodosierer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19953183C2 (de) |
Cited By (8)
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