DE202010013815U1 - Electropneumatically actuated valve for the metered dispensing of liquids - Google Patents
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Abstract
Elektropneumatisch betätigtes Ventil für die dosierte Abgabe insbesondere kleinster Flüssigkeitsmengen, enthaltend einen Trägerkörper (2), in dem eine über einen Verbindungskanal (14) pneumatisch betriebene Aktorkammer (7) mit darin angeordnetem, unter Federvorspannung stehendem Aktorkolben (8) mit Kolbenstange (15) ausgebildet ist und an dem eine mit einem Dosierfluideinlass (24) versehene Dosierkammer (23) mit einer zur Kolbenstange (15) konzentrischen Dosierdüse (25) angebracht ist, auf die eine mit der Kolbenstange (15) verbundene Düsennadel (18) aufsetzbar ist, und ein elektromagnetisch betätigtes Schaltventil (3) zum gesteuerten Zuführen und Ablassen von pneumatischem Druck in den bzw. aus dem Verbindungskanal (14), das unmittelbar an den Trägerkörper (2) auf der Seite des Verbindungskanals (14), dessen Öffnung verbergend, angebaut ist.Electro-pneumatically operated valve for the dosed delivery of particularly small amounts of liquid, containing a carrier body (2) in which an actuator chamber (7) operated pneumatically via a connecting channel (14) with spring-pretensioned actuator piston (8) with piston rod (15) arranged therein and on which a dosing fluid inlet (24) is provided with a dosing chamber (23) with a dosing nozzle (25) concentric to the piston rod (15), onto which a nozzle needle (18) connected to the piston rod (15) can be placed, and a Electromagnetically operated switching valve (3) for the controlled supply and release of pneumatic pressure into and out of the connecting channel (14), which is attached directly to the support body (2) on the side of the connecting channel (14), hiding its opening.
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung bezieht sich auf ein elektropneumatisch betätigtes Ventil für die dosierte Abgabe insbesondere kleinster Flüssigkeitsmengen.The invention relates to an electropneumatically actuated valve for the metered delivery of particularly small amounts of liquid.
ProblembeschreibungProblem Description
Die fortschreitende Miniaturisierung in fast allen technischen Bereichen erfordert auf dem Gebiet der Dosierung von fließfähigen Medien Dosierventile, die äußerst geringe Mengen einer Flüssigkeit bzw. einer Paste hochgenau, schnell und zuverlässig abgeben können.The progressive miniaturization in almost all technical areas requires in the field of metering of flowable media dosing valves that can deliver extremely small amounts of a liquid or a paste with high precision, fast and reliable.
Beim so genannten berührenden Auftragen solcher Medien wird das Medium mit der Oberfläche, auf der es abgeschieden werden soll, in Berührung gebracht wird, bevor es von der auftragenden Düsenmündung abgelöst wird, beispielsweise durch Zurückziehen der Düsenmündung.In the so-called contacting application of such media, the medium is brought into contact with the surface on which it is to be deposited, before it is detached from the applying nozzle orifice, for example by retracting the nozzle orifice.
Weil die berührende Dosierung einige Nachteile aufweist, wie geringe Geschwindigkeit, mögliche Beschädigung des Bauteils, das Ziehen von Fäden durch das Dosiermedium, ungenaue Plazierung und schwierige Reproduzierbarkeit, wird mehr und mehr zum berührungsfreien Dosieren übergegangen. Das berührungsfreie Dosieren viskoser Fluide mit Hilfe eines Dosierventils, in dem sich ein Stößel, auch Ventilnadel genannt, axial in Bezug auf einen Ventilsitz bewegt, um das zu dosierende Medium in Form eines Tröpfchens auszuspritzen, das erst nach dem Ablösen von der Düsenmündung auf die zu benetzende Oberfläche auftrifft, das sogenannte „Jetten”, erfordert eine hohe Dynamik der Stößelbewegung, um das Medium aus der Düse auszutreiben (vgl.
Die existierenden berührungsfreien Mikrodosiersysteme nutzen so genannte „harte” Ventilsitzpaarungen. Dennoch muss mit einem gewissen Verschleiß von Ventilsitz (= Spritzdüse) und besonders Düsennadel gerechnet werden, der einen regelmäßigen Austausch dieser Teile, somit vor allem der Düsennadel, erforderlich macht.The existing non-contact micro dosing systems use so-called "hard" valve seat pairings. Nevertheless, a certain wear of valve seat (= spray nozzle) and especially nozzle needle must be expected, which makes a regular replacement of these parts, thus especially the nozzle needle, required.
Die hohe Dynamik der Ventilnadelbewegung, die erforderlich ist, um kleinste Flüssigkeitsmengen dosieren und hohe Arbeitsgeschwindigkeiten erreichen zu können, verlangt ein möglichst trägheitsarmes Antriebssystem.The high dynamics of the valve needle movement, which is required to dose smallest amounts of liquid and to achieve high operating speeds, requires a low-inertia drive system.
Übersicht über die ErfindungOverview of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektropneumatisch betätigtes Ventil anzugeben, das auch für die Dosierung kleinster Flüssigkeitsmengen mit hoher Geschwindigkeit und Genauigkeit geeignet ist und einen wirtschaftlichen Betrieb ermöglicht.The invention has for its object to provide an electropneumatically actuated valve, which is also suitable for the dosage of very small amounts of liquid with high speed and accuracy and allows economic operation.
Diese Aufgabe wird von der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by the invention defined in claim 1. Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.
Die Erfindung ermöglicht es, ein flüssiges Medium hochgenau und berührungsfrei zu dosieren. Beim erfindungsgemäßen Dosierventil sind aufgrund der unmittelbaren Nachbarschaft von Schaltventil und Aktorkammer die vom pneumatischen Betätigungsfluid innerhalb des Dosierventils eingenommenen Volumina minimal, so dass die Kompressibilität des das Dosierventil betätigenden Druckfluides keinen merklichen Einfluss auf die Dosiergenauigkeit hat. Außerdem sind hohe Arbeitsgeschwindigkeiten, d. h. hohe Taktfrequenzen, erreichbar.The invention makes it possible to meter a liquid medium with high precision and without contact. In the metering valve according to the invention, the volumes occupied by the pneumatic actuating fluid within the metering valve are minimal due to the immediate vicinity of switching valve and actuator chamber, so that the compressibility of the pressure fluid actuating the metering valve has no noticeable influence on the metering accuracy. In addition, high working speeds, d. H. high clock frequencies, achievable.
Die Wirtschaftlichkeit des Betriebes, die durch die vorgenannten technischen Merkmale erreicht wird, lässt sich noch durch eine besonders vorteilhafte Gestaltung des Trägerkörpers des Dosierventils steigern, indem dieses eine Aussparung aufweist, in der eine Verbindungsstelle zwischen Kolbenstange und Ventilnadel von außen frei zugänglich wird, ohne dass es dazu notwendig ist, den Aktor zu zerlegen. Es braucht dann nur noch die Düsenplatte oder das Dosierkammergehäuse abgenommen zu werden, damit nach Lösen der Düsennadel von der Kolbenstange erstere aus der Dosierkammer herausgezogen werden kann. Eine Gefahr, dass die Aktorkammer mit Dosierfluid in Berührung kommen kann, besteht nicht, da die Aktorkammer beim Düsennadelwechsel vollkommen abgeschlossen bleibt.The economy of operation, which is achieved by the aforementioned technical features, can still be increased by a particularly advantageous design of the carrier body of the metering valve by this has a recess in which a connection point between the piston rod and valve needle is freely accessible from the outside, without it is necessary to disassemble the actuator. It then only needs the nozzle plate or Dosierkammergehäuse to be removed, so that after releasing the nozzle needle from the piston rod the former can be pulled out of the dosing. There is no danger of the actuator chamber coming into contact with dosing fluid, since the actuator chamber remains completely closed when changing the nozzle needle.
Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind eine Einstellbarkeit des Hubes der Düsennadel, womit dem jeweils verwendeten Düsendurchmesser Rechnung getragen werden kann, und eine Einstellbarkeit der Kraft der den Aktorkolben in die Schließstellung der Düsennadel beaufschlagenden Druckfeder, womit unterschiedlichen Dosiermedien und Mediendrücken Rechnung getragen werden kann.Further advantageous features of the invention are adjustability of the stroke of the nozzle needle, whereby the nozzle diameter used in each case can be taken into account, and adjustability of the force of the actuator piston in the closed position of the nozzle needle acting on compression spring, which different Dosiermedien and media pressures can be taken into account.
Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel näher beschrieben. Es zeigt:The invention will be described in more detail below with reference to the drawings in a preferred embodiment. It shows:
Detaillierte Beschreibung der Erfindung Detailed description of the invention
Das gemäß
Das Schaltventil
Es wird nun auf die
In dem Trägerkörper
Im Trägerkörper
An der Unterseite des Aktorkolbens
Auf dem unteren Ende des Trägerkörpers
Das Dosierkammergehäuse
Anzumerken ist, dass zwischen dem Dosierkammergehäuse
Für einen Austausch der Düsennadel
Durch die räumliche Trennung von Dosierkammer
Im Betrieb wird durch Zuführung eines elektrischen Schaltbefehls zu dem Schaltventil
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 1029626 B1 [0004] EP 1029626 B1 [0004]
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Cited By (3)
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-
2010
- 2010-10-05 DE DE202010013815U patent/DE202010013815U1/en not_active Expired - Lifetime
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R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20131111 |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: NORDSON CORP., WESTLAKE, US Free format text: FORMER OWNER: HENTSCHEL, LOTHAR, 82024 TAUFKIRCHEN, DE |
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R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years | ||
R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years | ||
R071 | Expiry of right |