EP1132616A1 - Dosing pump - Google Patents
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- EP1132616A1 EP1132616A1 EP00810203A EP00810203A EP1132616A1 EP 1132616 A1 EP1132616 A1 EP 1132616A1 EP 00810203 A EP00810203 A EP 00810203A EP 00810203 A EP00810203 A EP 00810203A EP 1132616 A1 EP1132616 A1 EP 1132616A1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
- F04B43/02—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
- F04B43/04—Pumps having electric drive
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B13/00—Pumps specially modified to deliver fixed or variable measured quantities
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
- F04B53/06—Venting
Definitions
- the invention relates to a pump with a proportional-volumetric dosing unit for precisely metered delivery of a given volume a liquid in a range of less than about 1 ml.
- Disc-shaped data carriers of the DVD type must be extremely flat exhibit.
- the data carriers are used to achieve sufficient stability made by gluing two panes, one pane usually as a support disk and the other disk as the actual data disk serves. In principle, however, the data carriers can also consist of two data discs glued together.
- a known feeder for paints and adhesives on disc-shaped Data carrier or on the disks of a data carrier to be glued together has a valve controlled via the opening time.
- Such Valve controls are dependent on the delivery pressure and the viscosity of varnish or glue. Because of the pressure losses in the supply lines and as a result of temperature fluctuations, such a system readjusted from time to time in time-consuming manual work.
- the invention is therefore based on the object of a pump of the beginning to create the type with which a given volume of liquid can be promoted in precisely metered quantities.
- the pump should Apply a specified volume of paint or adhesive to the surface of a data carrier or one provided for the production of the data carrier Enable disc in a reproducible way.
- the pump has a Has cavity for receiving the liquid and the cavity on one side is limited by an area which is used to change the cavity volume is movable by means of a lifting device, and that the pump is a lockable Inlet valve between a liquid supply and the cavity, a lockable Exhaust valve between the cavity and a liquid dispenser and a lockable vent valve between the cavity and the outside atmosphere includes.
- vent valve between the Cavity and the outside atmosphere can be the cavity when operating with liquid be freed of trapped air bubbles. Simultaneously with this Venting process in which the cavity is limited on one side Moving the surface from a starting position can only take place after one certain initial phase of the movement reproducibly linear Use liquid delivery proportional to volume.
- the vent valve can thus be the non-linear observed at the beginning of the funding process Area can be turned off easily by using the vent valve open until the liquid flow enters the linear range remains.
- the cavity-side access to the vent valve is expediently provided in connection with the highest point of the cavity.
- a particularly compact and precisely working embodiment of the invention Pump has a proportional magnet, the coil core is formed at one end as a plunger, the plunger one Actuating piston rests with which the one-sided delimiting the cavity Surface is movable.
- the area delimiting the cavity on one side is preferably an edge side fluid-tight clamped membrane.
- the actuating piston can be automatically reset via a return spring his.
- PLC programmable Control
- a particular use of the pump according to the invention lies with precise, defined and reproducible application of a given Volume of a varnish or an adhesive on a surface of a disc-shaped Data carrier or one provided for the production of the data carrier Disc for the production of a thin lacquer or adhesive film.
- a metering pump 10 shown in FIGS. 1 to 3 for conveying an adhesive from a storage container to a dispensing line with a dispensing capillary to apply the adhesive to a disc to make one out of two together glued discs of existing data carrier of type DVD (in the Drawing not shown) has a proportional magnet 12, the Coil core is formed at one end to a plunger 14.
- the ram stroke is controlled by direct control of the proportional magnet 12 via electrical connections 16.
- With a Alternative stroke control of the plunger 14 can also be carried out with a Position transducers are in active connection.
- the plunger 14 is an actuating piston 18 on. At its end located away from the tappet 14 is the Actuating piston 18 connected to a laterally clamped membrane 20.
- the membrane 22 delimits a cavity 22 on one side for receiving a certain amount of glue.
- the membrane 20 becomes an axial movement of the actuating piston 18 moves and the volume of the cavity 22 - depending on the stroke of the Ram 14- enlarged or reduced depending on the direction of movement.
- the first line 24-24 ' is an intermediate one Inlet valve 30 with a not shown in the drawing Storage container for the adhesive connected.
- the second line is 26-26 ' via an intermediate vent valve 32 with the outside atmosphere connected.
- the third line 28-28 ' is via an intermediate outlet valve 34 with a dispensing line not shown in the drawing Dispenser capillary connected to apply the adhesive to one half of the DVD.
- the lines 24 ', 26' leading away from the metering pump 10 exist, for example from a PTFE tube and are with screw nipple 36 the valves 30, 32, 34 connected in a fluid-tight manner.
- the electrical connections of the Electromagnetically actuated valves 30, 32, 34 take place via flange plugs 38.
- the cavity 22 In normal operation of the metering pump 10, the cavity 22 is always with adhesive filled and is essentially free of air pockets. Any still existing finest air bubbles collect in the cavity 22 at its highest Location 40 where the vent valve 32 opens. Before the actual start Dosing process is the actuating piston 18 for the membrane 20 in its starting position. During a first short lifting phase it will Vent valve 32 opened so that any, located at the highest point 40 of the cavity 22 accumulated air inclusions via the line 26-26 ' the cavity 22 are removed. After this start-up phase, during which the Characteristic of the proportional magnet 12 is still undefined and not shows reproducible course, the vent valve 32 is closed and the outlet valve 34 opened.
- the metering pump 10 and the valves 30, 32, 34 are controlled at a high rate Precision and practical in real time using a computer via a programmable logic controller Control system (PLC).
- PLC programmable logic controller Control system
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- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Pumpe mit einer proportional-volumetrischen Dosierungseinheit zur genau dosierbaren Förderung eines vorgegebenen Volumens einer Flüssigkeit in einem Bereich von weniger als etwa 1 ml.The invention relates to a pump with a proportional-volumetric dosing unit for precisely metered delivery of a given volume a liquid in a range of less than about 1 ml.
Scheibenförmige Datenträger vom Typ DVD müssen eine extrem hohe Planheit aufweisen. Zur Erzielung einer ausreichenden Stabilität werden die Datenträger durch Verkleben von zwei Scheiben hergestellt, wobei eine Scheibe üblicherweise als Stützscheibe und die andere Scheibe als eigentliche Datenscheibe dient. Grundsätzlich können die Datenträger jedoch auch aus zwei miteinander verklebten Datenscheiben bestehen.Disc-shaped data carriers of the DVD type must be extremely flat exhibit. The data carriers are used to achieve sufficient stability made by gluing two panes, one pane usually as a support disk and the other disk as the actual data disk serves. In principle, however, the data carriers can also consist of two data discs glued together.
Beim Verkleben der Scheiben muss zur Einhaltung der geforderten engen Planheitstoleranzen sowie zusätzlich der Planparallelität der beiden Scheibenoberflächen nach dem Klebevorgang streng darauf geachtet werden, dass beim Zusammenfügen der mit Klebstoff beschichteten Scheiben keine Spannungen in den Scheibenverbund eingebracht und die Scheiben während des Klebevorganges in planparalleler Lage gehalten werden.When gluing the panes must adhere to the required tight Flatness tolerances as well as the plane parallelism of the two disc surfaces After the gluing process, strict attention must be paid to the fact that no tension when joining the discs coated with adhesive introduced into the pane assembly and the panes during the Gluing process to be held in a plane-parallel position.
Insbesondere bei Datenträgern mit zwei Datenscheiben, wie beispielsweise bei einer DVD-9 oder bei der in Entwicklung stehenden DVD-R kommt dem Klebevorgang insofern eine herausragende Bedeutung zu, als über die Kleberschicht keine Spannungen in den Datenträger eingebracht werden dürfen. Neben der Auswahl eines geeigneten Klebers, der beispielsweise währen der Aushärtung nicht schrumpfen darf, muss beim Kleberauftrag sichergestellt sein, dass das auf eine Scheibe aufzutragende Volumen äusserst präzis dosiert werden kann, dass keine Lufteinschlüsse einschliesslich Mikrobläschen im aufgetragenen Kleber vorhanden sein dürfen, und dass sich beim Auftragen des Klebers auf die Scheibe kein Tropfen zu früh aus der Kleberauftragskapillare löst und auch kein Tropfen als Nachwurf austreten kann.In particular for data carriers with two data disks, such as in a DVD-9 or the DVD-R currently under development comes the gluing process to the extent that it is of outstanding importance because of the adhesive layer no voltages may be introduced into the data carrier. In addition to the Selection of a suitable adhesive, for example during curing must not shrink, it must be ensured when applying the adhesive that the volumes to be applied to a disc can be dosed extremely precisely, that there are no air pockets including microbubbles in the applied Glue may be present, and that when applying the glue on the disc does not drop a drop too soon from the adhesive application capillary and also not a drop can escape as a throw.
Eine bekannte Zuführungseinrichtung für Lacke und Kleber auf scheibenförmige Datenträger bzw. auf die miteinander zu verklebenden Scheiben eines Datenträgers weist ein über die Öffnungszeit gesteuertes Ventil auf. Derartige Ventilsteuerungen sind abhängig vom Förderdruck sowie von der Viskosität des Lackes oder des Klebers. Wegen der Druckverluste in den Zuführungsleitungen sowie in Folge von Temperaturschwankungen muss ein derartiges System jeweils von Zeit zu Zeit in zeitraubender Handarbeit nachjustiert werden.A known feeder for paints and adhesives on disc-shaped Data carrier or on the disks of a data carrier to be glued together has a valve controlled via the opening time. Such Valve controls are dependent on the delivery pressure and the viscosity of varnish or glue. Because of the pressure losses in the supply lines and as a result of temperature fluctuations, such a system readjusted from time to time in time-consuming manual work.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Pumpe der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welcher ein vorgegebenes Flüssigkeitsvolumen genau dosierbar gefördert werden kann. Insbesondere soll die Pumpe den Auftrag eines vorgegebenen Lack- oder Klebervolumens auf die Oberfläche eines Datenträgers bzw. einer zur Herstellung des Datenträgers vorgesehenen Scheibe in reproduzierbarer Weise ermöglichen.The invention is therefore based on the object of a pump of the beginning to create the type with which a given volume of liquid can be promoted in precisely metered quantities. In particular, the pump should Apply a specified volume of paint or adhesive to the surface of a data carrier or one provided for the production of the data carrier Enable disc in a reproducible way.
Zur erfindungsgemässen Lösung der Aufgabe führt, dass die Pumpe einen Hohlraum zur Aufnahme der Flüssigkeit aufweist und der Hohlraum einseitig von einer Fläche begrenzt ist, welche zur Veränderung des Hohlraumvolumens mittels einer Hubeinrichtung bewegbar ist, und dass die Pumpe ein sperrbares Einlaufventil zwischen einem Flüssigkeitsvorrat und dem Hohlraum, ein sperrbares Auslassventil zwischen dem Hohlraum und einem Flüssigkeitsspender und ein sperrbares Entlüftungsventil zwischen dem Hohlraum und der Aussenatmosphäre umfasst.In order to achieve the object according to the invention, the pump has a Has cavity for receiving the liquid and the cavity on one side is limited by an area which is used to change the cavity volume is movable by means of a lifting device, and that the pump is a lockable Inlet valve between a liquid supply and the cavity, a lockable Exhaust valve between the cavity and a liquid dispenser and a lockable vent valve between the cavity and the outside atmosphere includes.
Mit der erfindungsgemässen Anordnung eines Entlüftungsventils zwischen dem Hohlraum und der Aussenatmosphäre kann der Hohlraum im Betrieb mit Flüssigkeit von eingeschlossenen Luftbläschen befreit werden. Gleichzeitig mit diesem Entlüftungsvorgang, bei dem sich die den Hohlraum einseitig begrenzende Fläche von einer Ausgangsstellung in Bewegung setzt, kann die erst nach einer gewissen Anfangsphase der Bewegung reproduzierbar linear verlaufende volumenproportionale Flüssigkeitsförderung einsetzen. Mit dem Entlüftungsventil kann damit der zu Beginn des Fördervorganges beobachtete nicht lineare Bereich auf einfache Weise ausgeschaltet werden, indem das Entlüftungsventil bis zum Eintritt der Flüssigkeitsförderung in den linearen Bereich geöffnet bleibt.With the arrangement according to the invention of a vent valve between the Cavity and the outside atmosphere can be the cavity when operating with liquid be freed of trapped air bubbles. Simultaneously with this Venting process in which the cavity is limited on one side Moving the surface from a starting position can only take place after one certain initial phase of the movement reproducibly linear Use liquid delivery proportional to volume. With the vent valve can thus be the non-linear observed at the beginning of the funding process Area can be turned off easily by using the vent valve open until the liquid flow enters the linear range remains.
Zweckmässigerweise steht der hohlraumseitige Zugang zum Entlüftungsventil mit der höchsten Stelle des Hohlraumes in Verbindung.The cavity-side access to the vent valve is expediently provided in connection with the highest point of the cavity.
Eine besonders kompakte und präzis arbeitende Ausführungsform der erfindungsgemässen Pumpe weist einen Proportionalmagneten auf, dessen Spulenkern an einem Ende als Stössel ausgebildet ist, wobei der Stössel einem Betätigungskolben anliegt, mit welchem die den Hohlraum einseitig begrenzende Fläche bewegbar ist.A particularly compact and precisely working embodiment of the invention Pump has a proportional magnet, the coil core is formed at one end as a plunger, the plunger one Actuating piston rests with which the one-sided delimiting the cavity Surface is movable.
Bevorzugt ist die den Hohlraum einseitig begrenzende Fläche eine randseitig fluiddicht eingespannte Membran.The area delimiting the cavity on one side is preferably an edge side fluid-tight clamped membrane.
Der Betätigungskolben kann über eine Rückstellfeder selbsttätig rückstellbar sein. Eine für gegebene Bedingungen wie Zusammensetzung der Flüssigkeit, Fördermenge und dgl. Parameter optimale Einstellung eines exakt definierten und reproduzierbaren Flüssigkeitsvolumens wird durch eine programmierbare Steuerung (SPS) erreicht.The actuating piston can be automatically reset via a return spring his. One for given conditions like composition of the liquid, Flow rate and the like parameters optimal setting of a precisely defined and reproducible fluid volume is ensured by a programmable Control (PLC) reached.
Ein besonderer Verwendungszweck der erfindungsgemässen Pumpe liegt beim präzisen, definierten und reproduzierbaren Aufbringen eines vorgegebenen Volumens eines Lackes oder eines Klebers auf eine Oberfläche eines scheibenförmigen Datenträgers oder einer zur Herstellung des Datenträgers vorgesehenen Scheibe zur Erzeugung eines dünnen Lack- oder Kleberfilms. A particular use of the pump according to the invention lies with precise, defined and reproducible application of a given Volume of a varnish or an adhesive on a surface of a disc-shaped Data carrier or one provided for the production of the data carrier Disc for the production of a thin lacquer or adhesive film.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt schematisch in
- Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Dosierpumpe;
- Fig. 2 die Draufsicht auf die Dosierpumpe von Fig. 1;
- Fig. 3 einen Teil von Fig. 1 in vergrösserter Darstellung.
- Figure 1 is a partially sectioned side view of a metering pump.
- Fig. 2 is a top view of the metering pump of Fig. 1;
- Fig. 3 shows a part of Fig. 1 in an enlarged view.
Eine in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Dosierpumpe 10 zur Förderung eines Klebers
aus einem Vorratsbehälter zu einer Dispensleitung mit Dispenskapillare
zum Auftrag des Klebers auf eine Scheibe zur Herstellung eines aus zwei miteinander
verklebten Scheiben bestehenden Datenträgers von Typ DVD (in der
Zeichnung nicht dargestellt) weist einen Proportionalmagneten 12 auf, dessen
Spulenkern an einem Ende zu einem Stössel 14 ausgebildet ist. Im vorliegenden
Beispiel erfolgt die Steuerung des Stösselhubes durch direkte Ansteuerung
des Proportionalmagneten 12 über elektrische Anschlüsse 16. Bei einer
alternativen Hubsteuerung des Stössels 14 kann dieser zusätzlich mit einem
Wegaufnehmer in Wirkverbindung stehen. Der Stössel 14 liegt einem Betätigungskolben
18 an. An seinem dem Stössel 14 entfernt liegenden Ende ist der
Betätigungskolben 18 mit einer seitlich eingespannten Membran 20 verbunden.
Die Membran 22 begrenzt einseitig einen Hohlraum 22 zur Aufnahme einer
gewissen Klebermenge.A
Durch eine axiale Bewegung des Betätigungskolbens 18 wird die Membran 20
bewegt und das Volumen des Hohlraumes 22 - in Abhängigkeit des Hubes des
Stössels 14- je nach Bewegungsrichtung vergrössert bzw. verkleinert. An der
der Membran 20 gegenüberliegenden Oberfläche des Hohlraumes 22 münden
drei Leitungen 24-24', 26-26', 28-28'. Die erste Leitung 24-24' ist über ein zwischengeschaltetes
Einlaufventil 30 mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten
Vorratsbehälter für den Kleber verbunden. Die zweite Leitung 26-26' ist
über ein zwischengeschaltetes Entlüftungsventil 32 mit der Aussenatmosphäre
verbunden. Die dritte Leitung 28-28' ist über ein zwischengeschaltetes Auslassventil
34 mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Dispensleitung mit
Dispenskapillare zum Auftrag des Klebers auf eine DVD-Hälfte verbunden.The
Die von der Dosierpumpe 10 wegführenden Leitungen 24', 26' bestehen beispielsweise
aus einem PTFE-Schlauch und sind über Schraubnippel 36 mit
den Ventilen 30, 32, 34 fluiddicht verbunden. Die elektrischen Anschlüsse der
elektromagnetisch betätigbaren Ventile 30, 32, 34 erfolgen über Flanschstekker
38.The lines 24 ', 26' leading away from the
Im Normalbetrieb der Dosierpumpe 10 ist der Hohlraum 22 stets mit Kleber
gefüllt und ist im wesentlichen frei von Lufteinschlüssen. Allfällig noch vorhandene
feinste Luftbläschen sammeln sich im Hohlraum 22 an dessen höchster
Stelle 40, an der das Entlüftungsventil 32 mündet. Vor Beginn des eigentlichen
Dosiervorganges befindet sich der Betätigungskolben 18 für die Membran 20 in
seiner Ausgangsstellung. Während einer ersten kurzen Hubphase wird das
Entlüftungsventil 32 geöffnet, so dass allfällige, sich an der höchsten Stelle 40
des Hohlraumes 22 angesammelte Lufteinschlüsse über die Leitung 26-26' aus
dem Hohlraum 22 entfernt werden. Nach dieser Anlaufphase, während der die
Charakteristik des Proportionalmagneten 12 noch einen undefinierten und nicht
reproduzierbaren Verlauf zeigt, wird das Entlüftungsventil 32 geschlossen und
das Auslaufventil 34 geöffnet. Durch den weiteren Hub des Betätigungskolbens
18, der nun eine lineare Charakteristik zeigt, erfolgt eine genaue porportionalvolumetrische
Dosierung des Klebers, der über die Leitung 28-28' via einen
Filter der Dispensleitung bzw. der Dispenskapillare einer Auftragsstation zugeführt
wird.In normal operation of the
Nach erfolgtem Auftrag des Klebers auf eine DVD-Hälfte wird das Auslassventil
34 geschlossen. Je nach Grösse des Hohlraumes 22 und der bei jedem Kleberauftragszyklus
aus dem Hohlraum 22 abgegebenen Klebermenge wiederholt
sich der vorstehend beschriebene Dispensiervorgang einige Male, bis der
immer kleiner werdende Hohlraum 22 wieder mit neuem Kleber aufgefüllt werden
muss. Selbstverständlich kann das Nachfüllen des Hohlraumes 22 auch
nach jedem Kleberauftragszyklus erfolgen. Hierzu wird das Einlaufventil 30 bei
geschlossenem Auslassventil 34 und ebenfalls geschlossenem Entlüftungsventil
32 geöffnet. In dieser Stellung der Ventile 30, 32, 34 wird aus dem unter
leichtem Überdruck stehenden, in der Zeichnung nicht dargestellten Vorratsbehälter
Kleber in den Hohlraum 22 nachgefüllt. Dieser Nachfüllvorgang wird
durch die über eine Rückstellfeder 42 erfolgende selbsttätige Rückstellung des
Betätigungskolbens 18 unterstützt. Nachdem der Hohlraum 22 wieder vollständig
mit Kleber gefüllt ist, kann der nächste Dosiervorgang -wie oben erwähnt-eingeleitet
werden.After the adhesive has been applied to a half of the DVD, the
Die Steuerung der Dosierpumpe 10 und der Ventile 30, 32, 34 erfolgt mit hoher
Präzision und praktisch in Echtzeit mittels eines Computers über eine speicherprogrammierbare
Steuerung (SPS).The
Claims (7)
dadurch gekennzeichnet, dass
die Pumpe (10) einen Hohlraum (22) zur Aufnahme der Flüssigkeit aufweist und der Hohlraum (22) einseitig von einer Fläche (20) begrenzt ist, welche zur Veränderung des Hohlraumvolumens mittels einer Hubeinrichtung (18) bewegbar ist, und dass die Pumpe (10) ein sperrbares Einlaufventil (30) zwischen einem Flüssigkeitsvorrat und dem Hohlraum (22), ein sperrbares Auslassventil (34) zwischen dem Hohlraum (22) und einem Flüssigkeitsspender und ein sperrbares Entlüftungsventil (32) zwischen dem Hohlraum (22) und der Aussenatmosphäre umfasst.Pump with a proportional-volumetric dosing unit for precisely dosing a given volume of a liquid in a range of less than about 1 ml,
characterized in that
the pump (10) has a cavity (22) for receiving the liquid and the cavity (22) is delimited on one side by a surface (20) which can be moved by means of a lifting device (18) to change the cavity volume, and that the pump ( 10) comprises a lockable inlet valve (30) between a liquid supply and the cavity (22), a lockable outlet valve (34) between the cavity (22) and a liquid dispenser and a lockable vent valve (32) between the cavity (22) and the outside atmosphere .
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