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Technisches
Gebiet
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Diese
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erzeugung von Tröpfchenstrahlen
eines mit Teilchen gefüllten
viskosen Mediums, wie beispielsweise einer Lötpaste (siehe beispielsweise WO-A-99/64167
entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1 oder 8).
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Technischer
Hintergrund
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In
der Technologie der kontaktfreien Abgabe eines viskosen Mediums,
Sprühen
genannt, die im Verlaufe der letzten Jahre entwickelt worden ist,
besteht eine zentrale Aufgabe, wie Tröpfchen einer vorbestimmten
Größe mit einem
vorbestimmten Takt erzeugt werden können. In mancher Hinsicht ist
diese Technologie anderen verfügbaren
Abgabetechnologien überlegen.
In einer Frühzeit
bestand beim Sprühen
eines viskosen Mediums, das einen erheblichen Anteil an Teilchen
enthält,
wie beispielsweise eine Lötpaste,
ein Problem in einer unerwarteten gegenseitigen Beeinflussung und
einer unbeabsichtigten Unterbrechung der Serie aufeinanderfolgender
Lötpastentröpfchen,
die von der Vorrichtung ausgestoßen wurden.
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Da
die Lötpaste
ein sehr spezieller Typ eines Mediums ist, das aus einem Lotpulver,
d.h. kleinen Metallkörnern,
aufgelöst
in einem viskosen Flussmittel, besteht und da die Sprühtechnologie
eine ziemlich extreme Abgabeart ist, wurde ursprünglich angenommen, dass das
Problem überwunden
werden könne,
indem man die mechanischen Teile der Sprühvorrichtung verbessere. Tatsächlich wurden
einige mechanische Ursachen ermittelt, wie beispielsweise das Verkleben
enger Durchgänge
durch das Lötpulver.
Diese Nachteile sind behoben worden, doch noch immer treten gelegentlich ähnliche
Probleme auf. Die Gründe
hierfür
sind noch zu ermitteln.
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Übersicht über die
Erfindung
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Die
Aufgabe dieser Erfindung ist es, eine Lösung für das Problem der oben beschriebenen
gegenseitigen Beeinflussung und Unterbrechens anzugeben.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 8 gelöst. Weitere
Merkmale der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.
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Gemäß dem ersten
Aspekt der vorliegenden Erfindung, wie in Anspruch 1 angegeben,
wird eine Vorrichtung zur Erzeugung von Tröpfchenstrahlen eines mit Teilchen
gefüllten
viskosen Mediums angegeben, enthaltend eine Düse, einen Ausstoßmechanismus,
der mit der Düse
verbunden ist, einen Mediumzuführmechanismus,
der mit dem Ausstoßmechanismus
verbunden ist, einen Behälter
für ein
mit Teilchen gefülltes
Medium, der mit dem Mediumzuführmechanismus
verbunden ist, und ein Filter, das zwischen einem Auslass des Behälters für das mit
Teilchen gefüllte
viskose Medium und dem Mediumzuführmechanismus
angeordnet ist.
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Überraschenderweise
stellt sich heraus, dass das Filter die Probleme der gegenseitigen
Beeinflussung und vorübergehender
oder anhaltender Unterbrechungen der aus der Vorrichtung ausgespritzten
Tröpfchenserie
beseitigt oder doch wenigstens wesentlich vermindert. Dieses deutet
auf eine Anwesenheit von Verunreinigungen oder einer gewissen Art
großer
Teilchen in der Lötpaste
hin. Dieses konnte auf diesem technischen Gebiet insoweit nicht
erwartet werden, weil es keine Anzeichen dieser Art von Problemen
mit der Lötpaste
gegeben hatte. Es ist dann entdeckt worden, dass der Hauptgrund
für die
Probleme unterschiedlicher Arten plötzlicher Störungen und vorübergehender
oder dauerhafter Unterbrechungen der oben beschriebenen Art Verunreinigungen
in der Lötpaste
gewesen waren, die zu einem Verstopfen enger Durchgänge der
Vorrichtung geführt
hatten. Es sollte ferner angemerkt werden, dass die Vorrichtung
nicht nur für
Lötpaste, sondern
auch für
andere, mit Teilchen gefüllte
viskose Medien, die ähnliche
Viskositätseigenschaften
haben, nützlich
ist. Solche anderen, mit Teilchen gefüllte viskose Medien sind beispielsweise
ein elektrisch leitfähiger
Klebstoff und eine Widerstandspaste. Aus Gründen der Vereinfachung der
Erläuterung
wird nachfolgend das mit Teilchen gefüllte viskose Medium durch eine
Lötpaste
beispielhaft repräsentiert. Weiterhin
ist in Übereinstimmung
mit dem ersten Aspekt der Erfindung das Filter zwischen dem Behälter für das mit
Partikeln gefüllte
viskose Medium und dem Mechanismus zum Zuführen des mit Partikeln gefüllten Mediums
in den Ausstoßmechanismus
angeordnet. Dieses hat sich als die wirksamste Position für das Filter
wegen der vorhandenen engen Durchgänge des Mediumzuführmechanismus
erwiesen, die sonst leicht verstopft werden würden.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform der
Erfindung enthält
das Filter ein Sieb, das vorzugsweise ein Metallsieb ist. Das Sieb
kann mit geeignet bemessenen Maschen versehen sein, um zu verhindern,
dass zu große
Teilchen durch das Sieb gelangen, dabei aber keine unerwünschte Steigerung
des Strömungswiderstandes
verursachen.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Vorrichtung ist das Filter in einer Leitung angeordnet, die
sich zwischen dem Auslass des Behälters und dem Mediumzuführmechanismus
erstreckt, wobei das Filter weiterhin aufeinanderfolgende erste
und zweite O-Ringe enthält.
Die O-Ringe stoßen
an der Innenwand der Leitung an, und das Sieb befindet sich zwischen
dem ersten O-Ring und dem zweiten O-Ring. Die O-Ringe sind bevorzugt,
weil sie eine gute Dichtung an der Wand der Leitung schaffen und dabei
das Sieb an seinem Platz halten ohne Risiko einer Verformung desselben.
Wenn das Filter außerdem
so angeordnet ist, dass das Ende des Auslasses des Behälters an
den ersten O-Ring anstößt, dann bildet
der O-Ring auch eine Dichtung zwischen dem Auslass und der Leitung,
die verhindert, dass Lötpaste
zwischen dem Auslass und der Innenwand der Leitung hindurchströmt.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung, wie sie in Anspruch 8 definiert ist,
ist die Vorrichtung so eingerichtet, dass sie an einer Maschine
zum Erzeugen von Tröpfchenstrahlen
eines mit Teilchen gefüllten
viskosen Mediums lösbar
angebracht werden kann. Um dieses zu erreichen, enthält die Vorrichtung weiterhin
einen Vorrichtungshalter, der zu einem Gestell einer Abstrahlmaschine
passt, und eine Schnittstelle, die an eine komplementäre Schnittstelle
des Gestells angepasst ist, wobei diese Schnittstelle elektrische
und pneumatische Elemente zum Steuern des Betriebs der Vorrichtung
enthält.
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Weitere
Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend
anhand beispielhafter Ausführungsformen
erläutert.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Beispielhafte
Ausführungsformen
der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die begleitenden
Zeichnungen beschrieben.
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1 ist
eine schematische Schnittansicht eines Teils einer Ausführungsform
einer Abstrahlvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 ist
eine Vergrößerung eines
Teils von 1 und zeigt eine Ausführungsform
eines Filters gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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3 ist
eine schematische Schnittansicht, die eine weitere Ausführungsform
eines Filters zeigt, das in einer weiteren Ausführungsform einer Strahlvorrichtung
gemäß dieser
Erfindung angebracht ist; und
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4 ist
eine schematische Schnittansicht einer noch weiteren Ausführungsform
des Filters.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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In 1 ist
der prinzipielle Aufbau einer Ausführungsform einer Vorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung dargestellt. Die Vorrichtung 1 enthält eine
Düse 3,
durch die Lötpaste
ausgestoßen
wird, einen Ausstoßmechanismus 5,
einen Zuführmechanismus 7,
der mit dem Ausstoßmechanismus
für die Zuführung von
Lötpaste
in den Ausstoßmechanismus
verbunden ist, und einen Lötpastenbehälter 9. Alle
diese Teile sind in einem Körper 11 angebracht, der
die notwendigen Ausnehmungen, Bohrungen usw. zum Aufnehmen der verschiedenen
Teile und zum Führen
der Lötpaste
vom Behälter 9 zur
Düse 3 aufweist.
Der Pfad, dem die Lötpaste
auf ihrem Weg zur Düse
folgt, umfasst eine Einlassleitung 12, die sich von einem
Behälterhalter 13,
wo ein Auslassabschnitt 15 des Behälters 9 aufgenommen
ist, zum Zuführmechanismus 7 und
speziell zu einem Zuführrohr 17 erstreckt,
das sich zu dem Ausstoßmechanismus 5 und
insbesondere zu einer Ausstoßkammer 19 erstreckt.
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Der
Behälterhalter 13 hat
einen zylindrischen Endabschnitt 14, der ein Innengewinde
aufweist. Der Auslassabschnitt 15 des Behälters 9 hat
einen entsprechenden zylindrischen Auslassendabschnitt 16, der
ein Außengewinde
aufweist, das zu dem vorgenannten Innengewinde passt.
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Der
Zuführmechanismus
umfasst eine drehbare Förderwelle 21,
die in dieser Ausführungsform als
eine Förderschnecke
gestaltet ist und die sich längs
des Innenraums des Zuführrohrs 17 erstreckt. Der
Ausstoßmechanismus
hat einen hin und her beweglichen Ausstoßstempel 23, dessen
Ende eine Wand der Ausstoßkammer 19 bildet
und der mit einem Stellantrieb 25 verbunden ist, der die
Bewegung des Ausstoßstempels 23 hervorruft.
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Ein
Filter 27 ist in der Einlassleitung 12 angeordnet.
In dieser bevorzugten Ausführungsform
ist das Filter 27 an einem Filterhalteteil 29 der
Einlassleitung montiert. Der Filterhalteteil ist aufgeweitet, um die
unerwünschte
Wirkung des Strömungswiderstandes
zu vermindern, der durch das Filter 27 unvermeidbar verursacht
wird. Das Filter hat ein Sieb 31 und einen O-Ring 33,
wie am besten in 2 gezeigt ist. Ein Umfangsrandabschnitt 35 des
Filters 27 ist von einem Sitz oder Sims 37 abgestützt, der
in dem Körper 11 ausgebildet
ist. Ein O-Ring ist auf einer Seite des Randabschnitts gegenüber der
Seite angeordnet, die auf dem Sitz 37 ruht. Bei dieser
Ausführungsform
ist der Behälterhalter 13 ein
gesondertes Teil, das in dem Körper 11 angebracht
ist, wobei der Behälterhalter 13 am
O-Ring 33 anliegt und das Filter 27 an seinem
Platz hält,
indem über
den O-Ring 33 das Sieb 31 auf den Sitz 37 gedrückt wird.
Der O-Ring 33 bildet eine Dichtung für den engen Durchgang zwischen
dem Umfangsrand des Siebes 31 und der Innenwand der Einlassleitung 12 und
schützt auch
das Sieb gegen Verformung bei der Montage des Behälterhalters 13.
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Wenn
die Abstrahlvorrichtung 1 betätigt wird, dann wird die Lötpaste mittels
des Zuführmechanismus 7 in
die Ausstoßkammer 19 gefördert, und
der Antrieb 25 wird dann erregt und dadurch der Ausstoßstempel 23 schnell
in Richtung auf die Düse 3 bewegt.
Auf diese Weise wird ein Tröpfchen
von der Düse
in auf eine Oberfläche
ausgestoßen,
die in enger Nachbarschaft zur Düse
angeordnet ist. Der Ausstoßstempel 23 wird
dann in eine Ruheposition zurückgeführt, und
der Vorgang wird wiederholt. Der Zuführmechanismus wird mit der
Lötpaste
entweder unter dem Einfluss der Schwerkraft oder durch die Anwendung
eines Drucks versorgt, der dem Behälter zugeführt wird und die Lötpaste aus
dem Behälter 9 drückt. In
jedem Falle wird die Lötpaste
durch die Einlassleitung zum Zuführmechanismus
geführt,
wobei sie das Filter 27 durchquert. Das Sieb ist mit Maschen
versehen, d.h. mit einer großen
Anzahl Öffnungen,
durch die die Lötpaste
strömt.
Die Größe der Öffnungen
ist so gewählt,
dass sie größer ist
als die Metallkörner
der Lötpaste,
aber klein genug, um zu verhindern, dass störende Verunreinigungen, die
erheblich größere Teilchen
als die Metallkörner
sind, aus der Lötpaste
durch das Sieb gelangen. Im Laufe der Zeit wird das Filter 27 so
sehr verstopft, dass der Durchgang in einem Ausmaß vermindert
wird, dass der Ausstoßvorgang
gestört
wird. Das Filter muss dann ausgetauscht werden. Dieses ist jedoch
ein einfacher Vorgang, der typischerweise beim Wechseln des Behälters 9 ausgeführt wird.
Der Filterwechsel beeinträchtigt
somit die effektive Produktionszeit der Ausstrahlvorrichtung 1 nicht
merklich.
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In
einer alternativen Ausführungsform
der Vorrichtung ist diese jedoch als eine austauschbare Kassette
oder Baugruppe aufgebaut, die zusätzlich zu den oben beschriebenen
Teilen einen Vorrichtungshalter aufweist, der zu einem Gestell der
die Lötpaste
abgebenden Maschine passt, sowie eine Schnittstelle aufweist, die
zu einer komplementären Schnittstelle
des Gestells passt. Die Schnittstelle enthält elektrische und ggf. pneumatische
Elemente zum Steuern des Betriebs der Vorrichtung. Bei dieser Ausführungsform
wird einfach die gesamte Vorrichtung ausgetauscht, wenn der Behälter leer
ist oder ein anderer Typ Lötpaste
zu verwenden ist. Mit anderen Worten, die Abstrahlvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform
ist lösbar
in einer Abstrahlmaschine montierbar.
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In
einer noch weiteren Ausführungsform
der Abstrahlvorrichtung unterscheidet sich die Befestigung des Behälters in
dem Körper
von der oben beschriebenen Ausführungsform.
Anstelle mit dem Gewindeabschnitt und dem Auslassabschnitt ist der
Behälter
mit einem einzigen zylindrischen Auslassabschnitt 41 versehen,
der in einen komplementären zylindrischen
Abschnitt 43 des Körpers
eingesetzt wird. Der Behälter
wird mittels eines elastischen Verriegelungsbügels gehalten. Weiterhin ist
das Filter 45 am äußersten
Ende des Auslassabschnitts 41 angeordnet, d.h. am Anfang
der Einlassleitung 47. Der Durchmesser des Filters 45 ist
größer als
der der Einlassleitung 47, um die durch das Filter 43 verursachte Zunahme
an Strömungswiderstand
zu vermindern. Das Filter enthält
einen ersten oder oberen O-Ring 49, einen zweiten oder
unteren O-Ring 51 und ein Sieb 53, das zwischen
den O-Ringen 49 und 51 angeordnet ist. Bei dieser
Ausführungsform
des Filters 43 bildet der obere O-Ring somit eine Dichtung
zwischen dem Ende des Auslassabschnitts 41 und der Innenwand
der Einlassleitung 47.
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Eine
vorteilhafte alternative Ausführungsform
des Filters ist eine Doppelsiebkonstruktion, wie in 4 gezeigt.
Diese Doppelsiebkonstruktion enthält ein erstes oder oberes Sieb 55,
ein zweites oder unteres Sieb 57, einen ersten oder oberen
O-Ring 59 und einen zweiten oder unteren O-Ring 61.
Dieses Filter ist in der Ausführungsform
der Abstrahlvorrichtung nach 1 montierbar.
Eine Ergänzung
mit einen dritten untersten O-Ring würde es auch in der anderen
Ausführungsform
der Abstrahlvorrichtung nach 3 einsetzbar
machen. Das erste Sieb 55, das das erste in Richtung der
Strömung
der Lötpaste ist,
hat eine Maschenweite, die gröber
als die des zweiten Siebes 57 ist. Diese Ausführungsform
des Filters kann mehr Verunreinigungen als das Einzelsiebfilter
auffangen, das die gleiche Maschenweite wie das zweite Sieb 57 hat,
bevor es verstopft. Dieses Ergebnis erhält man ohne merkliche Steigerung des
Strömungswiderstandes.
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Obige
Ausführungsformen
der Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung sind erläutert worden.
Sie sollte man jedoch nicht als einschränkende Beispiele verstehen.
Es sind viele Modifikationen möglich,
sofern man dadurch nicht vom Umfang der Erfindung abweicht, wie
durch die Ansprüche
bestimmt.