본 발명은 카트리지 내에 위치하는 유동가능한 매체의 공급 방법 및 장치에 관한 것이다. 예컨대 PU-핫멜트(hot melt)라고 불리는 폴리우레탄-핫멜트가 용기, 스프레이 또는 그와 유사한 형태인 카트리지로부터 공급되는데 이 때 카트리지 내에 위치하는 매체에는 압력이 가해진다. 또한 공급밸브가 제공될 수 있는데 이로 인해 사전 결정된 양(방울)이 카트리지로부터 배출된다.

본 발명의 일목적은 서두에 언급한 형태의 공급 방법을 공급되는 매체의 양이 일정하도록 개선하는 것이다.

이 과제는 청구항 제1항의 구성에 의해, 특히 매체에 가해지는 압력이 측정되고, 공급하는 동안 카트리지 내에 위치하는 충전량에 따라서 조절되는 구성에 의해 해결된다.

카트리지 내에 위치하는 매체에 가해지는 압력의 측정을 통하여, 카트리지들의 크기가 서로 다를 때 또는 카트리지가 비워지고 있을 때 카트리지 내에 위치하는 충전량이 고려될 수 있도록 압력이 정밀하게 제어될 수 있다. 예컨대 다양한 크기의 카트리지 체적에 대해서, 매체에 가해지는 압력은 다르다. 이와 유사하게, 카트리지가 비워지면서 가해지는 압력이 조절될 때에도 공급량이 일정한 것이 유리하다.

양호한 실시예들은 상세한 설명, 도면 및 종속항들에 기술된다.

제1 양호한 실시예에 따르면, 벤츄리관의 출구가 폐쇄됨으로써 벤츄리관의 부압(negative pressure)연결부를 통하여 매체에 압력이 가해질 수 있다. 이 실시예에서는 벤츄리관의 출구를 개방함으로써, 매체에 가해지는 (정)압이 부압으로 전환되어 매우 간단한 방법으로 부압을 인가하여 카트리지 내에 매체를 보유하는 것이 가능하다. 한편 매체에 (양의) 압력을 가할 때 벤츄리관이 부정적으로 작용하지 않는데 이는 유량이 매우 적고 이러한 관의 작용은 유량이 더 클 때 비로소 나타나기 때문이다.

본 발명의 또다른 관점에 따르면 본 발명은 카트리지 내에 위치하는 매체의 보유방법에 관한 것인데 이 때에는 카트리지 내에 위치하는 매체에 부압이 가해져서 매체가 카트리지 외부로 배출되는 것을 방지한다. 이러한 형태의 방법은 기본적으로 알려져 있고, 공급중지시에 원하지 않는 매체의 배출을 방지하기 위해 적용된다. 또한 이 방법은 카트리지 교체시에 실질적인 공급프로세스가 시작되기 전에 원하지 않게 매체가 배출되는 것을 방지하기 위해서도 적용된다. 매체를 제어된 상태로 카트리지 내에 보유하기 위해서는 좁은 영역에 존재하는 부압이 카트리지 내의 매체에 가해져야 한다. 예컨대, 30 cm³ 용량의 카트리지 및 1 내지 1.3 g/cm³ 밀도의 매체의 경우, 매체를 방울로 떨어뜨리지 않고 카트리지 내에 보유하기 위해서는, 표면장력에 따라서 8 내지 15 mbar 의 부압이 필요하다. 부압이 너무 작으면, 매체는 카트리지 밖으로 방울로 떨어진다. 부압이 너무 높으면, 카트리지 안으로 공기가 흡입된다.

본 발명의 또 다른 목적은 위 설명한 형태의 방법을 공급중지시 또는 카트리지 교체시에 매체가 카트리지 밖으로 배출되는 것을 신뢰성 있게 방지할 수 있도록 개선하는 것이다.

이 과제는 카트리지 내에 위치하는 충전량을 측정하고 측정된 충전량에 따라서 필요한 부압을 설정하는 것에 의해 해결된다. 이를 통해 한편으로는, 가득 찬 카트리지의 경우나 거의 비워진 카트리지에서나 매체의 배출 및 매체 내로 공기의 흡입을 방지하기 위해 적합한 부압이 가해지는 것이 보장된다. 이와 동시에, 예컨대 부분적으로 비워진 카트리지를 제거할 때 카트리지로부터 매체가 배출되지도 않고 공기가 카트리지로 들어가지도 않도록 충전량에 따라서 부압이 선택될 수 있다.

양호한 실시예들은 상세한 설명 및 종속항들에 기술된다.

카트리지 내에 위치하는 충전량은 충전상태센서를 사용하여 측정될 수 있다. 대체적으로 또는 부가적으로, 완전히 충전된 카트리지에서 배출된 매체의 양을 측정함으로써 카트리지에 위치하는 충전량을 측정하는 것도 가능하다. 개별 공급프로세스를 통하여 얼마의 체적이 배출되는지는 기본적으로 알려져 있다. 진행된 공급프로세스들을 합산함으로써 카트리지에 아직 위치하는 잔여 매체량을 도출할 수 있다.

필요한 부압을 정확히 조절할 수 있기 위해서, 부압이 매체에 벤츄리관의 부압연결부를 통하여 가해지고 벤츄리관에 가해진 정압의 측정을 통해 필요한 부압이 조절되는 것이 유리할 수 있다. 벤츄리관의 작용을 통하여 벤츄리관의 부압연결부에는 벤츄리관의 압력에 비례하여 부압이 생성된다. 어떠한 구조에서는 부압과 벤츄리관의 공급압력 사이의 관계는 향상 일정하므로 벤츄리관 앞의 정압을 측정함으로써 원하는 부압을 정밀하게 조절할 수 있다.

매체에 정압 또는 부압을 가하기 위하여, 압력측정기가 통합된 압력조절밸브를 사용하는 것이 유리할 수 있다. 압력측정기가 통합된 이러한 압력조절밸브는 독일출원 DE 10 2014 101 542.8에 기술되어 있다. 따라서 이 출원의 내용은 반복하지 않지만 본 출원의 내용에 참조된다.

또 다른 양호한 실시예에 따르면 매체에 정압을 가하거나 부압을 가하기 위해 동일한 벤츄리관이 사용되는 것이 유리할 수 있는데, 이 경우 단지 하나의 구성요소로서 벤츄리관의 출구를 간단히 폐쇄하는 것만으로 카트리지 내에서 부압에서 정압으로 스위칭할 수 있기 때문이다.

본 발명의 또 다른 관점에 따르면, 본 발명은 위 서술한 방법을 실행하기 위한 장치에 관한 것인데, 이 장치는 통합된 압력측정장치를 갖는 압력조절밸브, 압력조절밸브를 거쳐서 그 입구에 가압공기가 가해지는 벤츄리관, 벤츄리관의 부압연결부에 결합된 카트리지연결부를 포함한다. 벤츄리관의 출구에는 차단밸브가 연결되고 카트리지 내의 충전량을 측정하기 위한 장치가 제공된다. 마지막으로 (전자) 제어장치를 통하여, 측정된 충전량에 따라 압력조절밸브와 차단밸브의 제어가 이루어진다.

서술된 장치에서 제어장치 내에 카트리지 충전량에 따른 압력값들이 포함된 표가 저장되는 것이 유리할 수 있다. 위 서술된 장치에서 카트리지 내의 충전량은 알려져 있기 때문에 위 표를 적용하여 벤츄리관 앞에서 조절된 압력을 통하여 필요한 부압이 생성될 수 있다. 장치에서 카트리지가 얼마나 충전되어 있는지 알려져 있기 때문에, 부분적으로 또는 완전히 충전된 카트리지의 제거를 위해 필요한 압력이 항상 정확히 조절될 수 있다.

충전상태의 측정을 위한 장치는 일련의 홀센서들(리니어 어레이)과 카트리지의 피스톤 내에 배치된 자석을 통하여 형성될 수 있다.

위 서술한 방법을 실행하기 위한 장치가 첨부된 도면을 참조하여 아래 기술된다. 도면은 공급장치의 개략도를 도시한다.

도면에 도시된 공급장치에서 카트리지(12)는 카트리지보유부(10) 내에 배치되고 도시된 실시예 및 도시된 충전량에서는 유동가능한 매체(14) 예컨대 PU-핫멜트로 약 60% 충전되어 있다. 매체(14)에 압력 또는 부압을 가하기 위하여, 매체분리를 위한 피스톤(16)이 제공되고, 그 상부에서는 공기(18)가 가해지는데 카트리지연결부(20)를 통하여 선택적으로 정압 또는 부압이 제공된다.

임의적인 충전상태센서는 도면부호22로 표시되고, 도시된 실시예에서는 홀센서들로 이루어진 리니어 어레이를 포함하며, 이들은 피스톤(16)에 배치된 자석들과 상호작용한다. 도면부호24 및 26은 각각 카트리지를 위한 가열장치 및 매체통로(28)을 위한 가열장치를 표시한다.

매체통로(28)에 연결되어 공급밸브(30)가 제공되는데 공급밸브(30)는 밸브구동부(32)의 도움으로 원하는 공급을 수행할 수 있다. 도면부호34는 밸브를 위한 온도조절기를 표시한다.

카트리지 연결부(20)에 정밀하게 조절가능한 압력을 제공할 수 있기 위하여, 통합된 압력센서(38)를 포함하는 압력조절밸브(36)가 제공된다. 압력조절밸브는, 중앙제어부(42)에 의해 제어되는, 통합된 마이크로 콘트롤러(40)를 포함한다. 이러한 방식으로 압력조절밸브의 출구(44)에서 정밀하게 조절가능한 정압이 나올 수 있는데 이는 압력조절밸브(36)의 입구에 있는 압력공급라인(46)으로부터 유도된다.

압력조절밸브(36)의 출구(44)는 벤츄리관(50)의 압력연결부(48)로 이어지고 부압연결부(52)는 카트리지연결부(20)와 연결된다. 벤츄리관(50)의 출구(54)는 제어부(42)에 의해 제어가능한 차단밸브(56)를 통하여 회귀공기를 위한 라인(58)에 연결된다.

상술한 장치의 작동방식은 다음과 같다.

차단밸브(56)가 폐쇄되어 있는 한, 카트리지(12)의 공기실(18)은 카트리지연결부(20)을 통하여 압력조절밸브(36)와 연결된다. 제어부(42)의 도움으로 압력조절밸브(36)을 통하여 압력이 정밀하게 조절될 수 있다. 동시에 이 압력은 압력센서(38)을 통하여 정밀하게 측정되고 필요에 따라 카트리지 충전상태에 따라서 조절될 수 있다.

공급량은 여러 번의 사이클을 통하여 정밀하게 결정된다. 압력은 공급량이 일정하게 유지될 수 있도록 계속 제어될 수 있다. 공급량이 실질적으로 온도에 의존하는 매체의 경우, 공급량이 일정하게 유지될 수 있도록 온도가 변화될 수 있다.

차단밸브(56)가 개방되면, 카트리지(12)의 공기실(18)에는 부압이 생성되고 이는 벤츄리관(50)의 입구(48)에서의 압력에 비례한다. 부압과 공급압력 간의 관계는 항상 일정하기 때문에, 제어부(42)에 저장된 표에 대응하여 벤츄리관 앞의 조절된 정압을 통하여 항상 원하는 부압이 생성될 수 있다. 카트리지가 얼마나 충전되었는지를 제어부(42)가 알기 때문에 카트리지를 제거할 때 필요한 부압이 정확히 조절될 수 있다.

새로운 카트리지가 장착될 때, 그 출구에서 우선은 폐쇄정지부에 의해 폐쇄될 수 있다. 이를 통해, 우선 카트리지연결부(20)을 통해 부압을 가하고 나서 폐쇄정지부를 제거하는 것이 가능하다. 이를 통해, 카트리지를 방울떨어짐 없이 장착할 수 있다.

부분적으로 비워진 카트리지를 제거할 때, 제어부(42)는 이것이 얼마나 비워져 있는지를 알고 이에 대응하여 압력조절밸브(36)의 출구(44)에 정압을 조절함으로써 부압이 가해질 수 있다. 이를 통해, 카트리지는 방울이 떨어지거나 공기가 카트리지 안으로 흡입됨 없이 제거될 수 있다.

상술한 장치에서 모든 공압밸브들이 공급밸브(30)에 배치됨으로써 관들의 수와 부피가 최소화된다. 압력조절밸브(36)에 의해 벤츄리관(50)의 압력이 측정될 수 있고 원하는 부압에 따라서 그리고 현재 충전치에 따라서 자동으로 원하는 대로 조절될 수 있다.

Claims

카트리지에 위치하는 유동가능한 매체를 공급하기 위한 방법으로서,
카트리지에 위치하는 상기 매체에는 압력이 가해지고,
상기 매체에 가해지는 압력은 측정되고, 공급하는 동안 카트리지에 위치하는 충전량에 따라서 변경되고,
상기 압력은, 벤츄리관의 출구를 폐쇄함으로써, 벤츄리관의 부압연결부를 통하여 매체에 가해지는 것을 특징으로 하는 방법.
삭제
카트리지에 위치하는 유동가능한 매체를 보유하는 방법으로서,
카트리지에 위치하는 상기 매체에는, 상기 매체가 카트리지로부터 배출되는 것을 방지하기 위하여 부압이 가해지고,
카트리지에 위치하는 충전량이 측정되고, 필요한 상기 부압은 측정된 충전량에 따라서 조절되고,
상기 부압은 벤츄리관의 부압연결부를 통하여 매체에 가해지고, 필요한 상기 부압은 벤츄리관에 가해지는 정압의 측정을 통해 조절되는 것을 특징으로 하는 방법.
삭제
제1항에 있어서,
매체에 정압을 가하거나 부압을 가하기 위하여, 압력측정기가 통합된 압력조절밸브가 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
매체에 정압을 가하거나 부압을 가하기 위하여, 하나의 동일한 벤츄리관이 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
카트리지에 위치하는 충전량은 충전상태센서를 사용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
카트리지에 위치하는 충전량은 카트리지로부터 배출된 매체량을 측정함으로써 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 따른 방법을 실행하기 위한 장치로서,
통합된 압력측정장치(38)가 있는 압력조절밸브(36),
압력조절밸브(36)를 거쳐서 입구에 가압공기가 가해지는 벤츄리관(50),
벤츄리관(50)의 부압연결부(52)에 연결된 카트리지연결부(20),
벤츄리관(50)의 출구(54)에 연결된 차단밸브(56),
카트리지(12) 내 충전상태를 측정하기 위한 장치(22),
압력조절밸브(36)와 차단밸브(56)를 측정된 충전상태에 따라 제어하는 제어부(42)를 포함하는 장치.
제9항에 있어서,
제어부(42)에는 카트리지(12)의 충전상태에 따른 압력값들이 포함된 표가 저장된 것을 특징으로 하는 장치.
제3항에 있어서,
매체에 정압을 가하거나 부압을 가하기 위하여, 압력측정기가 통합된 압력조절밸브가 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
제3항에 있어서,
매체에 정압을 가하거나 부압을 가하기 위하여, 하나의 동일한 벤츄리관이 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
제3항에 있어서,
카트리지에 위치하는 충전량은 충전상태센서를 사용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제3항에 있어서,
카트리지에 위치하는 충전량은 카트리지로부터 배출된 매체량을 측정함으로써 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제3항에 따른 방법을 실행하기 위한 장치로서,
통합된 압력측정장치(38)가 있는 압력조절밸브(36),
압력조절밸브(36)를 거쳐서 입구에 가압공기가 가해지는 벤츄리관(50),
벤츄리관(50)의 부압연결부(52)에 연결된 카트리지연결부(20),
벤츄리관(50)의 출구(54)에 연결된 차단밸브(56),
카트리지(12) 내 충전상태를 측정하기 위한 장치(22),
압력조절밸브(36)와 차단밸브(56)를 측정된 충전상태에 따라 제어하는 제어부(42)를 포함하는 장치.
제15항에 있어서,
제어부(42)에는 카트리지(12)의 충전상태에 따른 압력값들이 포함된 표가 저장된 것을 특징으로 하는 장치.