具有可调节致动器的计量系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于定量物质的计量系统(1)，该计量系统(1)具有壳体(11)，壳体(11)带有喷嘴(60)和用于定量物质的进料通道(64)，设置在所述壳体(11)内、用于从喷嘴(60)喷射定量物质的喷射元件(51)，至少一个与该喷射元件(51)和/或所述喷嘴(60)耦接的第一致动器(20)，优选为压电致动器(20)，以及至少一个与第一致动器(20)耦接的第二致动器(30)，优选为膨胀元件(30)。第二致动器(30)用于设置至少一个第一致动器(20)相对于壳体(11)的位置，尤其是相对于所述喷射元件(51)和/或所述喷嘴(60)的位置。本发明专利技术还涉及一种用于控制计量系统(1)的方法。(1)的方法。(1)的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有可调节致动器的计量系统


[0001]本专利技术涉及一种用于定量物质的计量系统，该计量系统具有带有喷嘴和用于定量物质的进料通道的壳体，设置在壳体内、用于从喷嘴喷射定量物质的喷射元件，至少一个与该喷射元件和/或喷嘴耦接的第一致动器，优选为压电致动器，以及至少一个与第一致动器耦接的第二致动器，优选为膨胀元件。本专利技术还涉及用于运行这样的计量系统的方法。

技术介绍

[0002]本文开始所述类型的计量系统通常用于将要计量的介质有目的地、即在正确的时刻、正确的地点、以精确的剂量施加在目标表面上。这例如可以通过通过计量系统的喷嘴逐滴施加定量物质来实现。在此，在所谓的“微计量技术”的范围内经常需要将非常小量的定量物质点精确地且无接触地(即在计量系统和目标表面之间没有直接接触)施加到目标表面上。对此的一个典型的例子是在组装电路板或其他电子元件时，或在将转换器材料用于LED时对粘结材料点、焊膏等的计量。
[0003]这种无接触方法通常被称为“喷射方法”。根据喷射方法工作的计量阀通常被称为“喷射阀”或者“进行喷射的阀”。相应地，具有至少一个这样的喷射阀以及必要时还有其他组件的计量系统可以称为“喷射计量系统”。为了从喷射计量系统或喷射阀释放介质可以在计量系统的喷嘴中设置可移动的喷射元件，例如挺杆为了喷射定量物质，可将喷嘴内的喷射元件在喷射方向上以较高的速度沿喷嘴开口方向向前推动，由此从喷嘴中喷出单滴介质。该过程通常以及在下文中被称为喷射过程。喷射元件随后可以沿相反的缩回方向再次被拉回。每个小液滴的大小或者每个小液滴的介质的量可以通过喷嘴的结构和控制以及由此实现的性能尽可能精确地预先确定。

技术实现思路

[0004]在本专利技术的范围内，在喷射计量系统或喷射阀中，定量物质通过喷射元件相对于喷嘴的(喷射)运动“主动”从喷嘴喷出。在喷射过程中，尤其是喷射元件的喷射尖部与待施加的定量物质相接触并由于喷射元件和/或喷嘴的(喷射)运动而将其从计量系统的喷嘴中“压出”或“推出”。由此使得该喷射计量系统区别于其他分配系统，在这些其他的系统中封闭元件的运动只能使喷嘴打开，然后处于压力下的定量物质自行从喷嘴离开。如在内燃机的喷射阀的情况下。
[0005]作为可移动的喷射元件的替代或补充，为了施放定量物质还可以使计量系统的喷嘴(例如喷射阀的喷嘴)本身在喷射方向或缩回方向上运动。为了施放定量物质可以使喷嘴及设置在喷嘴中的喷射元件彼此相向或相离地相对运动，该相对运动可以单独通过喷嘴的运动或者至少部分地也通过喷射元件的相应运动来实现。
[0006]为了在计量系统的运行中(例如在喷射计量系统中)实现尽可能高的计量精度，需要喷射元件和喷嘴之间的恒定的相对运动。在相应的喷射过程中从喷嘴中施放的定量物质的量尤其是取决于喷射元件和/或喷嘴的(液压)有效行程，即例如在相应的喷射过程中喷
射元件相对于喷嘴的相应喷射运动所覆盖的路径。
[0007]计量系统的(液压)有效行程越小，喷射元件和喷嘴彼此在计量系统中的尽可能精确的设置就越重要。首先在压电运行的计量系统中，喷射元件和/或喷嘴的有效行程相对较小，例如与具有气动致动器的计量系统相比。因此尤其是在具有压电致动器的计量系统中，最重要的任务之一就是对整个系统的精确设置，即对喷射元件和喷嘴之间的位置的设置。
[0008]压电运行的计量系统可以在交付给用户之前进行首次设置和调节。例如压电致动器和喷射元件以及必要时的其他组件都可以在工厂一侧在计量系统中进行设置和调节，使得通过压电致动器的偏转实现喷射元件相对于喷嘴的相对运动，以在喷射运动中喷出期望量的定量物质。
[0009]然而已经表明，这种对计量系统的一次性调整常常是不足以实现在计量系统的持续运行中也能保证恒定的高计量精度。因此根据计量系统的运行情况在某些情况下喷出的定量物质的所期望的设定量和事实上的实际量之间可以有很大偏差。
[0010]这一方面可能是由于定量物质的施放频次，即致动器频率，在运行中会根据计量要求而有很大波动。致动器的不同负载情况尤其是在压电致动器的情况下会导致不同的功率损耗，其中相应的压电致动器温度会波动。这可能会随后导致压电致动器以及可能的计量系统的其他组件的纵向热膨胀。由于压电致动器和喷射元件之间的耦合，压电致动器的纵向热膨胀很可能使喷射元件的(液压)有效行程不期望地改变并由此影响计量精度。
[0011]另一方面，计量系统的可移动组件在运行中会经历磨损。例如喷射元件的喷射尖部会通过与喷嘴的经常接触而至少部分地磨损，使得喷射元件的期望的(液压)有效行程不再能够可靠实现。由此还会改变相应的输送的定量物质的量。
[0012]此外，可能随时需要更换计量系统的磨损的组件，例如磨损的喷射单元。为了在更换之后仍能实现高的计量精度，需要对计量系统重新调节。这一较复杂的过程通常不能通过计量系统的用户以必要的精度实施，可能带来所需的计量过程的不期望的变化。
[0013]但是如本文开始所述，特别是在微计量技术中需要高度精确的定量物质的施放。因此，本专利技术要解决的技术问题是，有效地减少以上所述的不利因素。
[0014]本专利技术的目的通过权利要求1所述的计量系统和权利要求7所述的控制这样的计量系统的方法来实现。
[0015]根据本专利技术的用于液体至粘性定量物质的计量系统包括壳体，壳体具有带有喷嘴开口的喷嘴和用于将定量物质输入喷嘴的进料通道。在计量系统的壳体内设有用于从喷嘴喷射定量物质的喷射元件，和至少一个与该喷射元件和/或喷嘴耦接的第一致动器，其优选为压电致动器，尤其是可控压电栈，即便原则上其他类型的致动器也是可以考虑的。特别优选第一致动器可以是封装在致动器壳体中的压电栈。以下为了更好地描述本专利技术借助压电运行的计量系统来描述，但不限于此，其中第一致动器是压电致动器。
[0016]由本专利技术的计量系统施放定量物质可以根据本文开始所述的原理来进行，如大多数情况下那样，在计量系统的喷嘴中(尤其是在喷嘴的例如紧接在出口之前的区域中)设置移动速度较高的可移动喷射元件，以将定量物质从喷嘴中喷出。替代地或附加地，计量系统的出口，即例如喷嘴可以可移动地构成。以下假设借助可移动的喷射元件(如其优选的)、例如挺杆来实现定量物质施放。但本专利技术不限于此。
[0017]尤其优选根据本专利技术的计量系统根据“喷射法”工作。因此计量系统特别是可以包
括至少一个喷射阀。这点可以参照本文开始给出的定义。
[0018]计量系统的第一致动器至少暂时地与喷射元件或喷嘴相耦合。该耦合这样实现：将由第一致动器施加的力或运动传递给喷射元件(或喷嘴)，由此导致期望的、优选为竖直的喷射元件和/或喷嘴的运动，以便从喷嘴中给出定量物质。第一致动器可以直接、即没有进一步的运动传输组件地在喷射元件上起作用。但是优选计量系统包括运动机构，以将第一致动器的偏转在一定距离上(即间接地)传递到喷射元件。这将在以后还要描述。
[0019]根据本专利技术，计量系统壳体中至少还设有另一个第二致动器，其与第一致动器耦接。第二致动器用于设置第一致动器(例如封装在致动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于定量物质的计量系统(1)，该计量系统(1)具有壳体(11)，所述壳体(11)带有喷嘴(60)和用于定量物质的进料通道(64)，设置在所述壳体(11)内、用于从所述喷嘴(60)喷射定量物质的喷射元件(51)，至少一个与该喷射元件(51)和/或所述喷嘴(60)耦接的第一致动器(20)，优选为压电致动器(20)，以及至少一个与所述第一致动器(20)耦接的第二致动器(30)，优选为膨胀元件(30)，其中，所述第二致动器(30)用于设置所述至少一个第一致动器(20)相对于所述壳体(11)的位置，尤其是相对于所述喷射元件(51)和/或所述喷嘴(60)的位置。2.根据权利要求1所述的计量系统，其中，所述第二致动器(30)、尤其是所述膨胀元件(30)这样构成和设置在所述壳体(11)内，以用于设置所述喷射元件(51)相对于所述计量系统(1)的喷嘴(60)的位置，尤其是所述喷射元件(51)的喷射尖部(52)和所述喷嘴(60)的喷嘴开口(61)之间的距离。3.根据权利要求1或2所述的计量系统，具有至少一个配属于所述第二致动器(30)，特别是膨胀元件(30)的加热装置(33)，和/或至少一个配属于所述第二致动器(30)，特别是膨胀元件(30)的冷却装置(40)，以及用于控制和/或调节所述加热装置(33)和/或所述冷却装置(40)的控制单元(80)。4.根据权利要求1至3中任一项所述的计量系统，其中，所述计量系统(1)包括传感器装置(83,84)，所述传感器装置(83,84)包括至少一个以下传感器：
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配属于所述第二致动器(30)，特别是膨胀元件(30)的温度传感器(83)，
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配属于所述第一致动器(20)的温度传感器，
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配属于所述壳体(11)的温度传感器，
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用于确定所述喷射元件(51)的运动的运动传感器(84)，
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用于确定所述喷射元件(51)的位置的位置传感器(84)。5.根据权利要求1至4中任一项所述的计量系统，其中，所述第二致动器(30)，特别是膨胀元件(30)包括膨胀体(32)并优选包括与该膨胀体(32)耦接的发射器(35)，和/或其中，所述第二致动器(30)为了定位所述第一致动器(20)优选借助该发射器(35)在轴向方向上与第一致动器(20)耦接。6.根据权利要求1至5中任一项所述的计量系统，其中，所述计量系统(1)包括至少一个力传感器，用于确定施加在所述第一致动器(20)上的力，尤其是通过所述第二致动器(30)，特别优选的是通过所述膨胀元件(30)所施加的力，优选用于基于这些检测所述喷射元件(51)的密封力。7.一种控制用于定量物质的计量系统(1)的方法，所述计量系统(1)具有壳体(11)，所述壳体(11)带有喷嘴(60)和用于定量物质的进料通道(64)，设置在所述壳体(11)内、用于从所述喷嘴(60)喷射定量物质的喷射元件(51)，至少一个与该喷射元件(51)和/或所述喷嘴(60)耦接的第一致动器(20)，优选为压电致动器(20)，以及至少一个与所述第一致动器(20)耦接的第二致动器(30)，优选为膨胀元件(30)，其中，对所述第二致动器(30)进行控制和/或调节，以用于设置所述至少一个第一致动器(20)相对于所述壳体(11)的位置，尤其是相对于所述喷射元件(51)和/或所述喷嘴(60)的位置。8.根据权利要求7所述的控制计量系统的方法，其中，为了对所述第二致动器(30)、尤其是所述膨胀元件(30)进行控制和/或调节，优选借助至少一个配属于所述第二致动器
(30)的加热装置(33)和/或借助至少一个配属于所述第二致动器(30)的冷却装置(40)控制和/或调节所述第二致动器(30)的温度、尤其是所述膨胀元件(30)的温度。9.根据权利要求7或8所述的控制计量系统的方法，其中，对所述第二致动器(30)、尤其是所述膨胀元件(30)进行控制和/或调节，使得所述喷射元件(51)当在定义的运行状态下时移动到所述喷射元件(51)的调节位置(S2,S2’
),在该位置优选所述喷射元件(51)的喷射尖部(52)具有特定的压入所述喷嘴(60)的压入力。10.根据权利要求7至9中任一项所述的控制计量系统的方法，其中，为了对所述第二致动器(30)、优选对所述膨胀元件(30)进行控制和/或调节，尤其是为了设置所述调节位置(S2,S2’
)，考虑至少一个下述所述计量系统(1)的运行参数：
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所述第二致动器(30)的温度、尤其是所述膨胀元件(30)的温度，特别优选的是膨胀体(32)的温度，
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【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：微密斯点胶技术有限公司，
类型：发明
国别省市：