DE2941924C3 - Mikrodosiergerät - Google Patents

Description

dadurch gekennzeichnet,

1.2 daß das aus dem Gehäuse (1) herausragende Ende der Kolbenstange (7) im Einstellglied (5,6) geführt ist,

1.2.1 wobei zwischen Einstellglied (5, 6) und Gehäuse (1) als Energiespeicher eine Feder in Form einer Schraubendruckfeder (12) angeordnet ist,

1.2.1.1 die sich einerseits am Einstellglied (5, 6) und andererseits am Gehäuse (1) abstützt und

1.2.1.2 deren Vorsprung und damit Kolbenhub mit dem Einstellglied einstellbar ist,

1.3 daß der Kolben (13) und die im Vorratsbehälter-(29) befindliche pastöse Masse über eine Ventilsteuerung einer alternierenden Folge von Druckimpulsen mit bestimmter Druckgröße und Druckdauer ausgesetzt sind,

1.4 daß der Durchmesser der Dosiernadel (18) und der Querschnitt des Auslaßkanals (24) unter Berücksichtigung der Viskosität der pastösen Masse so dimensioniert sind, daß diese Masse während der Ventildurchflußzeit an der Dosiernadel unter Druckeinwirkung vorbeifließen kann und sich im Auslaßkanal in einer vorbestimmten Menge sammelt, um während der Ventilverschlußzeit im Arbeitshub des Kolbens ausgestoßen zu werden.

2. Mikrodosiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaßkanal (24) zusammen mit der Dosiernadel (18) Bereiche mit unterschiedlichem Strömungswiderstand hat, wobei der sich an den Vorratsbehälter (29) anschließende Anfangsbereich des Auslaßkanals (24) einen kleineren Strömungswiderstand aufweist als der Endbereich.

3. Mikrodosiergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiernadel (18) im Endbereich in einer Kanüle (27) geführt ist und dort einen kleineren Durchmesser aufweist als

im Anfangsbereich.

4. Mikrodosiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich mehrere Vorratsbehälter (129) in einem gemeinsamen Gehäuse (101) befinden und einen gemeinsamen Kolben (113) besitzen.

Die Erfindung geht von einem Mikrodosiergerät nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 aus.

Mikrodosiergeräte werden überaD da eingesetzt, wo die Abgabe von pastösen Massen im kleinen und kleinsten Mengen gefordert wird. So kann ein derartiges Mikrodosiergerät beispielsweise bei der Herstellung eines Widerstandselementes eingesetzt werden (DE-OS 2910 363). Als Masse wird ein Leitkleber auf der Basis eines Ein- oder Zweikomponentenepoxiharzklebers verwendet, der sich aus einem Epoxiharz, einem Härter, Metallteilchen mit guter elektrischer Leitfähigkeit, Additiven und Lösungsmitteln zusammensetzt Das Widerstandselement besteht aus einem flachen Isolierstoffkörper, in dem von der Schmalseite und von einer Oberfläche her zwei miteinander in der Form eines L verbundene Sacklöcher ausgespart sind. Das von der Oberfläche sich in den Isolierstoffkörper erstreckende Sackloch ist trichterförmig ausgebildet, wobei sich der Trichter zur Oberfläche hin verbreitert Auf der Oberfläche des Isolierstoffkörpers können nach einem der herkömmlichen Verfahren Leiterbahnen, Kontaktflächen, Anschlußflächen für Widerstandsschichten usw. aufgebracht sein. Die Leiterbahnen und die Anschlußflächen bestehen üblicherweise aus Leitsilber. Mit diesem Leitsilber ist auch der Trichterrand ganz oder teilweise bedeckt. Von der Schmalseite des Isolierstoffkörpers ist ein Anschlußorgan aus Draht in das Sackloch eingeführt. Durch einen Stempel, der in dem trichterförmigen Sackloch geführt ist wird das Anschlußorgan verformt In den freien Raum des trichterförmigen Sackloches wird nun mittels des nachfolgend vorgeschlagenen Mikrodosiergerätes eine genau proportionierte Menge des bereits erwähnten Leitklebers eingefüllt damit der Leitkleber nicht über die Oberfläche des Isolierstoffklebers hinausragt. Danach erfolgt die Aushärtung bei Raum- bzw. Ofentemperatur bis 200° C. Um eine rationelle Fertigung dieser Widerstandselemente zu erhalten, werden gleichzeitig mehrere dieser trichterförmigen Sacklöcher gefüllt Unter Umständen soll auch bei mehreren Widerstandselementen gleichzeitig der Leitkleber aufgebracht werden.

Aus der US-PS 40 46 291 ist bereits ein Mikrodosiergerät zur portionsweisen Abgabe von pastösen Massen bekannt, das ein Gehäuse mit einem Hohlraum aufweist, in dem ein Kolben mit einer Kolbenstange verschiebbar ist. Hierbei muß der Kolben gegen die Kraft einer Schraubenfeder als Energiespeicher verschoben werden. Die ausgestoßene Menge kann durch die Größe des Hohlraumes festgelegt werden. Hierzu ist der Boden des Gehäuses unterschiedlich tief in das Gehäuse einschraubbar. Die Innenseite des Bodens des Gehäuses und eine Zwischenwand des Gehäuses bilden den Anschlag für den Kolben.

Aus der CH-PS 1 49 461 ist bereits eine Vorrichtung zur Entnahme bestimmter Flüssigkeitsmengen bekannt. In einem Gehäuse ist in einem Hohlraum ein Kolben mit einer Kolbenstange gegen die Kraft einer Feder verschiebbar gelagert. Auf einem oberen, mit einem

Außengewinde versehenen Ansatz des Gehäuses ist eine Stellmutter aufgeschraubt, die durch Drehen höher oder tiefer eingestellt werden kann. Wird die Kolbenstange nach unten bewegt, so stößt sie mit ihrem Handgriff an und dadurch wird sie in ihrer Abwärtsbewegung begrenzt Durch den mit der Stellmutter einstellbaren Anschlag wird so die in den Hohlraum aufgenommene Flüssigkeit festgelegt

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, nach der eingangs genannten Art ein einfach aufgebautes, erweiterungsfähiges und leicht zu handhabendes Mikrodosiergerät zu schaffen, das neben Flüssigkeiten insbesondere die Abgabe von pastösen Massen in kleinen und kleinsten Mengen sowohl in Einfach- als auch in Mehrfachdosierung erlaubt

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen für zwei Ausfühningsbeispiele näher beschrieben.

Von den Figuren zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch ein Mikrodosiergerät,

F i g. 2 eine vergrößerte Darstellung von Einzelheit A in F i g. 1 im Schnitt

F i g. 3 einen Schnitt durch ein anderes Mikrodosiergerät.

In F i g. 1 ist im Schnitt ein Mikrodosiergerät dargestellt, welches aus einem rohrförmigen Gehäuse 1 aus Metall besteht, das im wesentlichen einen oberen Hohlraum 2 und einen unteren Hohlraum 3 aufweist Der obere Hohlraum 2 und der untere Hohlraum 3 sind durch ein einstückig mit der Gehäusewandung verbundenes Gehäusemittelteil 4 voneinander getrennt Der obere Hohlraum 2 ist nach oben hin offen. Außerdem weist die den oberen Hohlraum begrenzende Gehäusewandung innenseitig ein Gewinde auf. Ebenfalls ein Gewinde mit der gleichen Steigung besitzt eine Stellschraube 5, die zusammen mit einem Stellring 6 ein Einstellglied bilden. Stellschraube und Stellring sind aus Metall, vorzugsweise aus Messing, hergestellt.

Wie aus F i g. 1 zu entnehmen ist, kann die Größe des oberen Hohlraumes durch die in das Gehäuse eingeschraubte Stellschraube 5 verändert werden. Die Einschraubtiefe wird durch den Stellring 6 vorgewählt, der seinerseits auf die Stellschraube 5 aufgeschraubt ist. Die Stellschraube 5 kann also soweit in das Gehäuse eingeschraubt werden, bis der Stellring an der Stirnseite der Gehäusewandung zum Anschlag kommt.

Zentrisch im oberen Hohlraum 2 geführt ist eine Kolbenstange 7, die in eine öffnung 8 der Stellschraube 5 ragt. Diese Kolbenstange ist durch einen Sicherungsring 9 in axialer Richtung nach einer Seite hin gesichert Über dem Sicherungsring 9 liegt eine O-förmige erste Haltescheibe 10, die von der Kolbenstange durchragt wird. Ferner befindet sich im oberen Hohlraum 2 noch eine Schraubendruckfeder 12 als Energiespeicher, die sich an der ersten Haltescheibe 10 einerseits und andererseits an einer zweiten O-förmigen Haltescheibe 11 andrückt Die zweite Haltescheibe liegt ihrerseits an der Stirnschraube 5 an. Damit die die Kolbenstange 7 umgreifende Schraubendruckfeder 12 auch gut am Anfang und Ende geführt ist, ist diese, wie aus F i g. 1 hervorgeht, in umfangseitig verlaufenden Einschnitten der beiden Haitescheiben gelagert. Durch die vorwählbare Einschraubtiefe der Stellschraube 5 kann die Vorspannung der Schraubendruckfeder 12 festgelegt werden. Während das obere Ende der Kolbenstange 7 in die öffnung 8 der Stellschraube ragt, besitzt das untere Ende einen Kolben 13 in der Art einer Scheibe mit einem gegenüber der Kolbenstange vergrößerten Durchmesser. Dieser Kolben befindet sich im oberen Teil des unteren Hohlraumes 3 und er besitzt etwa dessen Durchmesser. Zur Abdichtung ist in einer umfangseitig verlaufenden Nut des Kolbens ein ringförmiger Dichtungsring 14 aus Gummi eingelegt Wird nun die in Fig. 1 untere Seite des Kolbens mit einem Oberdruck beaufschlagt so kann sich der Kolben 13 mit seiner Kolbenstange 7 gegen die Wirkung der Schraubendruckfeder 12 nach oben bewegen. Um die genaue Positionierung bei der Montage, bei der der Kolben von der unteren öffnung des unteren Hohlraumes 3 in das Gehäuse eingeschoben wird, zu erreichen, besitzt die Kolbenstange in dem sich im Gehäusemittelteil befindlichen Stück eine eingesetzte Paßfeder 15, deren aus der Kolbenstange herausragender Teil in einer Nut 16 des Gehäusemittelteils geführt ist

Das untere Ende der Kolbenstange 7 verjüngt sich zum Ende hin. Auf dieses Ende ist eine topfförmige Haltekappe 17 aufgedrückt, die — in F i g. 1 nicht sichtbar — durch einen in die Schlitze in der Haltekappe und in dem Kolbenstangenende ragenden Stift genau positioniert ist Eine genaue Positionierung ist deshalb erforderlich, weil in die Haltekappe 17 zwei Dosiernadeln 18 eingelötet sind, deren Lage zu den Auslaßkanälen im Gehäuse genau festliegen muß. Eine direkte Befestigung der Dosiernadeln an der Kolbenstange ist unzweckmäßig, da bei Massen mit unterschiedlicher Viskosität auch der Durchmesser der Dosiernadeln jeweils daran angepaßt werden muß. Bei der Ausführung eines Mikrodosiergerätes entsprechend den Figuren genügt es so, lediglich Haltekappen mit Dosiernadeln mit. verschiedenen Durchmessern vorrätig zu haben. Wie aus F i g. 2 zu entnehmen ist, weisen die Dosiernadeln 18 einen Bereich 19 mit einem größeren und einen Bereich 20 mit einem kleineren Durchmesser auf.

Der untere Hohlraum 3 ist durch eine Bodenplatte 21 abgeschlossen, die mittels Schrauben an einem seitlichen Flansch des Gehäuses befestigt ist Die Bodenplatte kann zum Zweck der Reinigung oder Füllung so leicht entfernt werden. Außerdem liegt zwischen dem Gehäuse und der Bodenplatte ein Gummiring 25 zur Abdichtung. Zur genauen Positionierung der Bodenplatte zum Gehäuse während des Zusammenbaues besitzt die Bodenplatte Führungsstangen 26, die in Ausnehmungen der Gehäusewand ragen. Hierdurch wird die Einführung der Dosiernadeln in die Auslaßkanäle erleichtert Zentrisch an der Bodenplatte 21 ist ein Bodenfortsatz 23 angeformt oder angedreht, der zwei Auslaßkanäle 24 aufweist. In diese Auslaßkanäle 24 ragen die Dosiernadeln, und zwar mit ihren Bereichen kleineren Durchmessers. Die Auslaßkanäle 24 werden von zwei Kanülen 27 aus Silberstahl gebildet, die in Bohrungen des Bodenplattenfortsatzes 23 und der Bodenplatte eingesetzt sind und die unten aus dem Bodenplattenfortsatz herausragen, wobei die Länge der Hülsen im Bereich des Bodenplattenfortsatzes so bemessen ist, daß sie weniger oder auch gleich der Lunge der Bohrung ist Man hat deshalb den Einsatz von besonderen Kanülen vorgesehen, weil man das Mikrodosiergerät sowohl aus Platzgründen als auch aus Positionierungsgründen so besser an das Objekt heranführen kann, auf das Hip

werden soll. Zur Erleichterung der Einführung der Dosiemadeln in die Auslaßkanäle sind diese zu Beginn mit je einer Einsenkung 28 versehen.

Auf der dem Bodenplattenfortsatz gegenüberliegenden Seite der Bodenplatte, somit also im unteren Hohlraum des Gehäuses, befindet sich an der Bodenplatte gehaltert ein topfförmiger Vorratsbehälter 29. In der Bodenplatte ist hierzu eine Vertiefung 30 ausgespart, in die ein Ansatz 31 des Vorratsbehälters im Paßsitz eintaucht. Da die Tiefe der Vertiefung größer ist als die Tiefe des Ansatzes, wird so eine Art Kammer für die Masse gebildet Zur genauen Positionierung des Vorratsbehälters gegenüber der Bodenplatte sind beide durch einen Paßstift 32 miteinander verbunden. Durch diese Art von Halterung wird zum einen eine genaue Positionierung erreicht, zum anderen kann der Vorratsbehälter nicht kippen. Zur Durchführung der Dosiemadeln weist der Ansatz 31 des Vorratsbehälters Durchbrüche 33 auf, deren Durchmesser gegenüber dem der Dosiemadeln so groß gewählt ist, daß nahezu kein nennenswerter Strömungswiderstand entsteht. Aus dem gleichen Grunde ist auch die Länge der Durchbrüche möglichst kurz gehalten. Hierzu weist der Ansatz 31 des Vorratsbehälters auf der Innenseite eine Aussparung 34 auf. Ein weiterer Vorteil der Aussparung liegt noch in der Gewichtsreduzierung.

Mittels eines Gewindes ist, wie aus F i g. 1 zu entnehmen ist, seitlich am Gehäuse ein Anschlußnippel 35 befestigt, an dem ein Druckluftschlauch angebracht werden kann. Über eine nicht dargestellte Ventilsteuerung wird in dem unteren Hohlraum durch eine alternierende Folge von Druckimpulsen mit bestimmter Druckgröße und Druckdauer ein Druck erzeugt, der sowohl auf den Kolben mit der Kolbenstange als auch auf die im Vorratsbehälter vorhandene pastöse Masse einwirkt. Während der Ventildurchlaßzeit wird folglich der Druck aufgebaut Der Kolben wird soweit zurückgeschoben, bis Gleichgewicht zwischen dem im unteren Hohlraum herrschenden Druck und dem Gegendruck der Schraubendruckfeder besteht Der Gegendruck der Schraubendruckfeder kann, wie bereits erwähnt durch die Stellschraube bzw. den Stellring eingestellt werden. Außerdem wird während der Ventildurchlaßzeit die pastöse Masse an den Dosiemadeln vorbei in die Auslaßkanäle fließen. Wie weit die Masse fließen kann, hängt von dem Strömungswiderstand ab. Das heißt, daß Druckgröße bzw. Druckdauer ^ri und Strömungswiderstand auf die Viskosität der Masse abgestimmt sein müssen. Während der Ventilverschlußzeit drückt die Schraubendruckfeder den Kolben nach unten und der sich aufbauende höhere Druck druckt die Dosiernadel und damit die Masse vor sich her durch den

in Auslaßkanal nach außen. Zweckmäßigerweise wählt man für den sich an den Vorratsbehälter anschließenden Anfangsbereich des Auslaßkanals einen kleineren Strömungswiderstand als die Kanüle selbst Damit wird eine ordnungsgemäße Funktion gewährleistet. Bei einem Ausführungsbeispiel besitzt die Kanüle einen Innendurchmesser von 0,5 + 0,02 mm. Die Dosiernadel weist einen Durchmesser von 0,4 + 0,01 auf. Die geeignete Masse besitzt eine Viskosität von 3000 mPs. Der Durchbruch 33 hat einen Durchmesser von 5,08 + 0,05 während die Dosiernadel ebenfalls 0,04 + 0,01 im Bereich kleineren Durchmessers bzw. 1 mm im Bereich größeren Durchmessers hat, so daß der Strömungswiderstand damit geringer ist Das Dosiervolumen kann zwischen 0,25 bis 3 mm³ liegen. Bei der

>5 bereits erwähnten Leitsilbermasse wurde die ausgestoßene Portion auf 0,5 mm³ festgelegt. Mit dem Mikrodosiergerät können Massen verarbeitet werden, deren Viskosität zwischen 1000 bis 10 000 mPs liegt
Das in F i g. 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel

J« ist durch das Vorhandensein von zwei Dosiemadeln geeignet für den Einsatz, z. B. bei einem Widerstandselement bei dem am Anfang und am Ende eine Leitermasse aufgebracht werden solL Will man mehrere solcher Widerstandselemente gleichzeitig bearbeiten,

J5 so ist es zweckmäßig, das Mikrodosiergerät mehrfach auszulegen. Ein mögliches Ausführungsbeispiel ist in F i g. 3 dargestellt Es entspricht in seinen wesentlichen Teilen und seiner Funktion dem Ausführungsbeispiel der F i g. 1 und 2. Zum Unterschied hiervon ist lediglich

■»ο in dem Gehäuse 101 eine Kolbenstange 107 mit einem Kolben 113 für alle Vorratsbehälter 129 gemeinsam. Ähnliche Funktionsteile sind in F i g. 3 auch mit ähnlichen Bezugsziffern versehen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Mjkrodosiergerät zur portionsweisen Abgabe von pastösen Massen, bestehend aus

1.1 einem Gehäuse

1.1.1 mit einem Hohlraum, dessen Rauminhalt durch einen Kolben mit Kobenstange veränderbar ist,

1.1.1.1 wobei der Kolben entgegen der Kraft eines Energiespeichers gleitbeweglich gelagert ist und

1.1.1.2 wobei der Hub des Kolbens durch ein Einstellglied einstellbar ist, das zwischen dem Gehäuse und dem Kolben mit Kolbenstange drehbeweglich angeordnet ist,

1.1.2 mit einem Vorratsbehälter für die pastöse Masse,

1.1-2.1 von dessem Boden aus mindestens ein Auslaßkanal nach außen führt, in dem eine Dosiernadel koaxial verschiebbar ist