计量阀和计量方法转让专利

申请号 : CN201480015617.9

文献号 : CN105050731B

文献日 :

基本信息:

PDF:

法律信息:

相似专利:

发明人 : 于尔格·施泰特勒马里奥·弗利斯

申请人 : 微密斯点胶技术有限公司

摘要 :

本发明涉及一种用于对配量物质进行计量的计量阀(1),其包括:具有排出口(21)的阀腔室(3);阀腔室载体(23);和执行装置(7),用于在运行中至少使所述排出口(21),优选使阀腔室(33)相对于阀腔室载体(23)沿着推出方向(E)和/或退回方向(R)运动,从而在运行中在至少一种运动模式下,当排出口(21)沿着推出方向(E)运动时利用柱塞(3)将配量物质通过排出口(21)推出。本发明还涉及一种计量方法,其能够借助这样的计量阀(1)被实施。(33);设置在阀腔室(33)中或之上的关闭元件

权利要求 :

1.一种用于对配量物质进行计量的计量阀(1),包括:

阀腔室(33),其具有排出口(21),

设置在所述阀腔室(33)中或之上的关闭元件(3),

阀腔室载体(23),

和执行装置(7),用于在运行中至少使所述排出口(21)相对于所述阀腔室载体(23)沿着推出方向(E)和/或退回方向(R)运动,从而在运行中在至少一种运动模式下,当所述排出口(21)沿着所述推出方向(E)运动时利用柱塞将配量物质通过所述排出口(21)推出。

2.根据权利要求1所述的计量阀,其中,所述执行装置用于在运行中至少使所述阀腔室(33)相对于所述阀腔室载体(23)沿着推出方向(E)和/或退回方向(R)运动。

3.根据权利要求1所述的计量阀,其中,所述关闭元件(3)被静止不动地固定在所述阀腔室载体(23)上。

4.根据前面权利要求中任一项所述的计量阀,其中,所述执行装置(7)具有至少一个第一压电执行器(8a)。

5.根据权利要求4所述的计量阀,其中,所述执行装置(7)具有至少两个压电执行器(8a,8b),所述至少两个压电执行器被反向地接通,由此,当第一压电执行器(8a)在运行中伸展时,将所述排出口(21)沿着所述推出方向(E)运动,当第二压电执行器(8b)在运行中伸展时,将所述排出口(21)沿着所述退回方向(R)运动。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的计量阀,其中,所述阀腔室(33)至少局部地被执行器(8a,8b)的一组包括多个平行设置且并行起作用的执行器元件(7a,7b,7c;7d,7e,7f)包围。

7.根据权利要求6所述的计量阀,其中,所述阀腔室(33)至少局部地被执行器(8a,8b)的一组包括至少三个平行设置且并行起作用的执行器元件(7a,7b,7c;7d,7e,7f)包围。

8.根据权利要求6所述的计量阀,其中,所述阀腔室(33)至少局部地被两组执行器元件(7a,7b,7c;7d,7e,7f)包围,其中,第一组的执行器元件(7a,7b,7c)联接至第一执行器(8a),第二组的执行器元件(7d,7e,7f)联接至第二执行器(8b)。

9.根据权利要求6所述的计量阀,其中,执行器(8a,8b)的执行器元件(7a,7b,7c;7d,

7e,7f)平行于运动方向轴线(WR)延伸并关于垂直于所述运动方向轴线(WR)设置的截面围绕所述阀腔室(33)均匀分布地设置。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的计量阀,其中,所述阀腔室(33)由两部分构成,包括阀腔室基体(36)和设置在所述排出口(21)的区域中的阀腔室头部(34)。

11.根据权利要求5所述的计量阀,其中,在所述阀腔室(33)上设有至少一个支承面(35a,35b),执行器(8a,8b)在所述阀腔室(33)的支承面(35a,35b)和所述阀腔室载体(23)的支座面(36a,36b)之间延伸,并支承在所述支承面(35a,35b)和所述支座面(36a,36b)上。

12.根据权利要求11所述的计量阀,其中,所述阀腔室载体(23)的支座面(36a)设置在被弹性支承的支座质量块(37)上。

13.根据权利要求1至3中任一项所述的计量阀,其中,所述阀腔室(33)具有一个用于配量物质的开口(47a,47b)。

14.根据权利要求13所述的计量阀,其中,所述阀腔室(33)具有两个用于配量物质的开口(47a,47b)。

15.根据权利要求1至3中任一项所述的计量阀,其中,阀壳体和/或所述阀腔室(33)具有至少一个冷却通道(40a,40b),用于在运行中输送冷却介质,以冷却所述执行装置(7)。

16.根据权利要求11所述的计量阀,其中,所述执行器(8a,8b)在端侧通过配重物与支承面(35a,35b)和/或支座面(36a、36b)相连接。

17.根据权利要求16所述的计量阀,其中,所述执行器(8a,8b)在端侧通过粘接剂与支承面(35a,35b)和/或支座面(36a、36b)相连接。

18.一种利用计量阀(1)用于配量物质的计量方法,所述计量阀具有排出口(21)和设置在阀腔室(33)中或之上的关闭元件(3),其中,至少所述排出口(21)相对于阀腔室载体(23)在运行中沿着推出方向(E)和/或退回方向(R)运动,从而在至少一种运动模式下在所述排出口(21)沿着推出方向(E)运动时,使配量物质被柱塞经由所述排出口(21)推出。

19.根据权利要求18所述的计量方法,其中,至少所述阀腔室(33)相对于阀腔室载体(23)在运行中沿着推出方向(E)和/或退回方向(R)运动。

20.根据权利要求18或19所述的计量方法,其中,执行装置(7)具有第一执行器(8a)和/或第二执行器(8b),所述第一执行器和所述第二执行器(8b)分别包括至少一个压电执行器元件(7a,7b,7c;7d,7e,7f),所述执行装置在待命模式下被控制为,所述第一执行器(8a)和所述第二执行器(8b)分别被加载各自可承受最大应力的50%。

说明书 :

计量阀和计量方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种计量阀,其包括:具有排出口的阀腔室;设置在阀腔室中或之上的关闭元件;和执行装置。此外,本发明还涉及一种用于配量物质的计量方法。

背景技术

[0002] 诸如粘接剂、涂料、印刷清漆、整合在粘合剂系统中的导电物质(例如焊膏)、用于LED的整流材料(即,大多数具有高填料含量、特别是陶瓷填料的粘稠性膏体)等从液态到粘稠性的配量物质被有目的地施加在目标表面上。例如,有目的地、准确地为电子线路板配设导电物质,这代替了相对不灵活的工艺,例如掩膜工艺或刮板工艺。在此,一个重要的要求是:将配量物质高精度地,即在正确的时间点、在正确的地点上以精确计量的数量输送到目标表面。例如,这可以通过利用计量系统的喷嘴一滴一滴地输出来实现,在此,应该根据喷嘴的作用尽可能准确地预先确定液滴的大小和/或数量。替代地,配量物质可以流束的形式被喷射或以雾状的形式被喷涂。
[0003] 目前所使用的上述类型的计量阀具有执行装置,该执行装置使关闭元件在工作时沿着推出方向和退回方向运动。大多数情况下使用细长的柱塞作为关闭元件,其可以通过沿推出方向的运动完全地关闭计量阀喷嘴的排出口。在柱塞沿推出方向运动时,利用柱塞将配量物质从排出口射出。
[0004] 除了这种通过关闭元件固定地关闭排出口的方式之外,美国专利文献7767266B2提出了一种替代的方式。该专利文献描述了一种设计为开放式系统的计量阀:利用计量螺栓沿着喷嘴排出口的方向输送配量物质,并因此使配量物质在到达能够被柱塞密封的收集中空室之前沿着通道间隙通过柱塞。这种开放式系统的特征在于:配量物质理论上可以不受阻碍地沿着排出口的方向流动并且只受到其粘度的阻碍。为此,通道间隙的尺寸必须足够大。计量装置的这种开放性设计还意味着,配量物质的流动是通过对计量螺栓的操作并在施加极高压力的情况下实现的,否则配量物质的高粘度会阻碍这种流动。这种计量螺栓代表了相比于封闭系统的附加元件;但是首先计量装置必须是适应于高压力的,这意味着会在材料方面产生巨大的额外支出。尽管如此,却仍然无法阻止材料损耗的增大以及伴随着有鉴于高压力所使用的高质量强化材料而产生的更大的维护困难。
[0005] 此外还存在一种用于将流动性介质(例如涂料)喷涂在待喷涂表面上的喷嘴,在此,介质被加载压缩空气并通过喷嘴进行挤压。其中的一个实施例来自于专利文献DE102005011043A1。在此,为了调整在单位时间内在一定压力下输出的数量,在喷嘴的排放横截面中设有以其尖部向外伸出的针形件,其中,喷嘴在其位置上关于针形件是可调整的,以便能够使排放横截面关于喷涂进程改变其净宽度。由此例如可以确定施加在表面上的待喷涂介质的厚度。这样的喷嘴例如适用于喷枪,但不适用于对物质进行高精度的、特别是液滴状的计量。
[0006] 如果配量物质不是易流动的物质(例如具有类似于水的粘稠度),而是相对粘稠的介质,这特别是对于高精度计量的挑战是相当大的。例如高浓缩的粘接剂、被加入大剂量颜料的涂料或具有高含量颜料的漆等等。因此,对于具有(高)含量聚合物、特别是长链聚合物的物质的计量也是特别复杂的。如前所述,所有这些配量物质的在大多数情况下的高粘度基本上决定了需要非常高的压力,以便能够有目的地、准确地从计量系统的喷嘴向外输出配量物质。如此高的压力通常难以建立并维持,特别是因为计量系统中的密封件和其他的灵敏部件也需要被相应地抗压地实现。此外,通过为配量物质的压力设置一定的边界值,可以使配量物质会基于压力而沿着各个目标表面的方向被加速。而基于源于喷嘴的过高加速度而导致的在目标表面上的过高撞击速度则意味着计量结果会变得更差,即,使得配量物质在目标表面上的喷涂更加不精确。
[0007] 一般情况下,液态乃至粘稠性的配量物质是指各种具有流动性的液体或者各种包含液体的、具有流动性的混合物。在此,粘稠的定义从高于水的粘度延伸至接近固态物质特性的粘度。特别是将具有触变特性或剪切稀释特性(即结构粘性)的配量物质看作是粘稠的配量物质。这意味着,配量物质在静止状态下的粘度高于在运动状态下的粘度,并且在恢复到静止状态时至少近似地(可能在一定的静止阶段之后)再次达到较高的原有粘度。因此,在静止状态下具有固态物质的(近似)特性并且仅在运动状态下可流动的物质或介质仍然被看作是粘稠的。
[0008] 为了精确地输出配量物质,特别重要的是在计量阀的喷嘴上对配量物质进行高精度定义的切断,从而能够尽可能准确地、提前定义地输出待输出配量物质的量,并且在计量阀关闭之后不会有另外的配量物质从喷嘴向外流出。换句话说,计量阀的关闭机构应该能够特别快速、有效地关闭,以确保在输出进程终止时在实践中立刻切断配量物质。这种输出过程的终止可以看作是配量物质流束的(也包括暂时性的)中断,也可以被认为是配量物质在下一次液滴输出之前的单次液滴输出的终止。
[0009] 当配量物质具有强聚合特性时,配量物质在喷嘴、即喷嘴的喷嘴开口上的立刻分离是特别难以实现的。通常是配量物质的已经离开喷嘴开口的部分与配量物质的仍旧存在于喷嘴中的部分通过相对韧性的介质“丝”连接起来。而这种丝必须在输出过程终止时正好被切断。

发明内容

[0010] 本发明的目的在于提出一种替代的、如何有效地关闭或打开开头所述类型的计量阀的技术方案。特别有利的是,该替代方案能够特别精细定义的切断配量物质的液流。在此,特别关注点有利地在于对粘稠、主要是触变和/或剪切稀释的配量物质进行更有效、即更精细的计量。
[0011] 本发明的目的通过一种用于对配量物质进行计量的计量阀来实现,其包括:阀腔室,其具有排出口,设置在所述阀腔室中或之上的关闭元件,阀腔室载体,和执行装置,用于在运行中至少使所述排出口,优选使所述阀腔室相对于所述阀腔室载体沿着推出方向(E)和/或退回方向运动,从而在运行中在至少一种运动模式下,当所述排出口沿着所述推出方向运动时利用柱塞将配量物质通过所述排出口推出。本发明的目的还通过一种利用计量阀用于配量物质的计量方法来实现,所述计量阀具有排出口和设置在阀腔室中或之上的关闭元件,其中,至少所述排出口、优选所述阀腔室相对于阀腔室载体在运行中沿着推出方向和/或退回方向运动,从而在至少一种运动模式下在所述排出口沿着推出方向运动时,使配量物质被柱塞经由所述排出口推出。
[0012] 为此,根据本发明的计量阀具有执行装置,用于使排出口和优选阀腔室的至少包括排出口的部分或区域、甚至优选整个阀腔室均在运行中相对于阀腔室载体(Ventilkammer-Lagerung)沿着推出方向和/或退回方向运动,从而在运行中以至少一种运动模式(或以至少一种预设的运行模式)在排出口沿着推出方向运动时利用柱塞将配量物质通过排出口推出。即,将执行装置设计并设置为,其直接和/或间接地使排出口运动。正如下面还将要说明的那样,可以将计量阀设计为或借助合适的控制装置对计量阀实施控制,以使计量阀能够以不同的运动模式或运行模式运行。在此,至少在一种运行模式下,柱塞和排出口之间的相对运动可以在沿推出方向的每次运动中将被尽可能准确地确定(计量)数量的配量物质尽可能快速地从排出口输出。这种方法的优点特别是在高精度的计量阀中非常明显,因为柱塞和排出口之间的快速相对运动正是在此所期望的。
[0013] 也就是说,本发明避免了只有关闭元件沿推出方向或退回方向的运动,而是完全或至少部分地以排出口的运动、优选至少以阀腔室的一部分或一个区域的运动来代替关闭元件的运动。在此,优选阀腔室是利用阀腔室元件定义或构成的中空空间,该中空空间在阀腔室元件的内部空间中延伸,并且该内部空间定义了中空空间的尺寸及其布局(即,其位置和/或方向)。在此将阀腔室元件看做是阀腔室的部件,或者说阀腔室和阀腔室元件的概念在下面是作为同义词使用的。在此背景下,阀腔室元件可以起到机械联接元件的作用,其传递由执行装置施加的力和运动,由此使得排出口沿推出方向或退回方向进行所期望的运动。在根据本发明的方法中,阀腔室的内部尺寸(高度尺寸或容积)在执行器运行中将根据运动方向而减小或增大。
[0014] 排出口被定义为圆柱形的或(例如呈圆锥形)逐渐变细的通道,其从计量阀的内部通向计量阀的外部。因此,排出口在一侧受到计量阀或计量腔室的内部的限制,在另一侧受到其外部环境的限制,并且沿周向受到喷嘴或孔口装置(Blendenvorrichtung)的限制,喷嘴或孔口装置定义了排出口的通道,并可以被视为阀腔室的一部分。喷嘴或孔口装置的朝向排出口通道的表面仍然被定义为属于排出口,由此可以通过喷嘴或孔口装置的位置或运动来获知排出口的位置和运动。
[0015] 如同现有技术中一样,关闭元件和排出口也是以相对运动彼此靠近或离开地运动,但是这种相对运动现在至少不再是只通过关闭元件来完成,而是至少局部地或完全由排出口来执行。
[0016] 首先,通过排出口借助于执行装置的运动,也能产生与前述现有技术相同的效果,即关闭元件和排出口相对于彼此的位置变化。即,可以由此在关闭的系统中实现计量阀的打开和关闭运动,在此,关闭运动是沿推出方向的运动,即,计量柱塞被向外推出并最终关闭阀门。在此,本发明可以有利地促使计量阀的关闭作用更加有效。在此,即使在开放系统中也可以通过对推出运动和退回运动的准确定义来实现对配量物质的可能流量的节流或增大。
[0017] 在第一种情况下,排出口沿朝向关闭元件的方向的运动与配量物质的流动方向相反地作用,在此,配量物质被从计量阀内部的方向向外输送,即从关闭元件离开,或者说通过关闭元件或至少在其帮助下通过排出口向外输送。通过这种有针对性的反向运动可以使配量物质在端部被突然切断。也就是说,本发明可以应用在下述情况下:配量物质的流束沿预先定义的流动方向从排出口流出。现在,通过排出口或通过阀腔室或其构成排出口的部分执行与该流动相反的反向运动,这导致配量物质流束突然、立即地中断,并因此实现了对流束的定义清晰的切断。特别是对于剪切稀释或触变的配量物质,通过这种突然的切断或通过排出口的这种与流动方向相反的、有针对性的反向运动,可以比现有技术更加定义清晰地中断配量物质的材料流。
[0018] 在实践中,对“关闭机构”的理解也可以与开放系统中的相似,只是在这里,配量物质的流动不是通过完全关闭排出口来切断,而是根据配量物质的粘度通过减小通道间隙来阻止配量物质的进一步离开,或者使材料流被相应地节流。
[0019] 重点在于,在该框架下特别是可以针对两种类型的配量物质(即介质或计量介质)实现特别有效的精细计量:在此,一方面是焊膏或导电粘接剂,即通常填充有软颗粒的介质。另一方面是填充有非常硬的、也就是起到研磨作用的颗粒的、基于硅或环氧化物的粘接剂,其可以例如用于导热、电绝缘或对光的光学影响。目前,对这些配量物质的计量是非常困难的,然而借助于根据本发明的计量阀可以获得最好的、即非常精细准确的计量结果。虽然与现有技术相比,在根据本发明的计量阀中必须有更多的元件或更大的区域在运动,但是通过这种计量阀可以实现惊人的效果提升。
[0020] 优选阀腔室具有喷嘴,该喷嘴具有排出口。在此,特别优选将关闭元件设置在阀腔室中,以使排出口(特别是阀腔室)在沿着推出方向运动时能够运动至关闭元件上,在此,通过关闭元件将配量物质从喷嘴向外推出,并且排出口在沿着退回方向运动时从关闭元件运动离开。排出口可以在沿着退回方向运动时如前所述地运动至关闭元件,然后在沿该方向的运动结束时通过关闭元件自动地完全关闭排出口,或使关闭元件和排出口之间的间隙非常小,以使粘稠状的配量物质无法继续通过。
[0021] 执行装置可以包括一个或多个执行器。优选该一个或多个执行器与阀腔室或阀腔室的构成排出口的部分以及阀腔室载体相联接。
[0022] 阀腔室载体可以例如是阀壳体,即基本上封闭的容器,但是阀腔室载体也可以只包括框架,阀腔室和执行装置设置在该框架的内部。
[0023] 将关闭元件定义为一体化的或由多部分组成的元件,其优选具有长形的形状,例如圆柱形的形状,例如柱塞,并且例如使用硅来制造。但也可以是圆形的或卵形的关闭元件,其可运动地或固定地设置或安装在关闭通道中。关闭元件可以设置在关闭通道中,该关闭通道是一中空体,优选为圆柱形的中空体,其在内部定义、即围成一中空空间,关闭元件至少局部地设置在该中空空间的内部,以便关闭元件关闭中空空间。
[0024] 关于本发明应该注意的是:这种关闭作用也可能是复杂的,而且并非必须通过关闭元件来完全地密封中空空间而产生:根据本发明的计量阀也可以是开放的系统,这特别对于前述的对剪切稀释或触变的配量物质的计量是明显有利的。
[0025] 在这样的开放系统中,关闭元件和排出口或几乎构成排出口在阀腔室中的延长部并在该情况下与排出口一起运动的关闭通道之间的协同作用的焦点在于:在关闭元件和排出口或关闭通道之间应该至少局部地设定足够大的通道间隙,以使配量物质能够通过该通道间隙。该通道间隙构成了用于配量物质的通过通道。配量物质可以在充分运动的状态下流动穿过该通过通道。相反,在不运动的状态下或在配量物质的粘度仅略微下降的运动模式或运动方式下,配量物质将有利地保留在由通道间隙构成的通过通道中而不再继续流动。这意味着应该将通道间隙或通过通道的尺寸选择为,一旦配量物质不再运动或只能小幅运动时,在各个预设的配量物质在常规运行温度下在计量阀中的压力关系下,配量物质不可能或基本不可能流动通过。在这种意义下,关闭元件和其配设的通过通道一起针对配量物质被关闭,而配量物质通过该关闭被阻挡。实际上,这样的关闭是通过下述方式形成的:提供一种原则上开放的设置,通过该设置可以使配量物质在充分运动的状态下能够相对不受阻碍地流动;但是当关闭通道相对于关闭元件的运动结束时,由于配量物质的触变或剪切稀释的特性,该设置将随后自动关闭。此外,该相对运动是由排出口或关闭通道的运动引起的。因此,在关闭通道相对于关闭元件处于完全静止的状态下不会发生材料流动。排出口不必被完全关闭,因此优选排出口始终保持打开。此外,对于完全有针对性地输出配量物质可以通过不同的运动模式来精确地控制,后面将会对此进行说明。
[0026] 类似于根据本发明的计量阀,根据本发明的计量方法被设计为,利用计量阀对配量物质进行计量的方法,计量阀具有排出口和设置在阀腔室中或阀腔室上的关闭元件,在此,优选排出口或阀腔室的至少包括排出口的部分或区域、优选为整个阀腔室在运行中相对于阀腔室载体沿着推出方向和/或退回方向运动,从而在排出口为了计量或计量地输出而沿着推出方向运动时,以至少一个运动模式利用柱塞将一定数量的配量物质通过排出口推出。在此,优选排出口借助于执行装置相对于阀腔室载体运动。
[0027] 本发明的其他特别优选的设计方案和扩展方案也由从属权利要求以及以下的说明书给出。在此,也可以根据关于计量阀的从属权利要求和根据在以下说明书中的实施方式继续扩展该计量方法,反之亦然。在此也可以对不同实施例中的特征进行任意的组合,以便在本发明的范围内获得新的实施例。
[0028] 优选排出口的推出方向和退回方向是基本上沿着、即平行于执行装置的作用方向轴线,或优选与执行装置的作用方向轴线同轴。
[0029] 执行器或执行装置的作用方向轴线是指一(虚拟的)轴线,执行器或执行装置沿着该轴线整体地具有其基本伸展方向,并且执行器或执行装置能够沿着该作用方向轴线施加期望的压力,或者作为施加力的元件施加它们的作用。使执行装置的作用方向轴线和排出口的推出或退回方向平行并且特别是同轴地取向会导致特别是在排出口运动时的功率损失,即力损失非常小。这一方面提高了精度,另一方面提高了排出口的可能的速度,并由此整体提高了计量阀的效率。
[0030] 此外,特别优选执行装置的多个执行器的作用方向轴线共同地落在一个作用方向轴线上,即相对于一个作用方向轴线进行相应地设置并取向。为此,例如可以沿着该作用方向轴线依次地设置第一执行器和第二执行器。特别优选地,排出口的推出或退回方向沿着执行装置的执行器的共同作用方向轴线延伸。普遍的说法是:将执行装置的多个执行器设置为,彼此平行或同轴地起作用。该措施也使得力传递更优化,其中,由某一执行装置的执行器在某一时刻施加的力基本上可以被累加(aufaddiert)。此外,该措施还提升了计量阀的运转平稳性,因为没有相对于理论上的执行装置作用方向轴线横向方向的干扰性横向力需要被补偿。
[0031] 两个可以说串联设置的执行器的这种协同作用可以例如用于增强排出口的关闭或打开作用,即行程。在此,例如在环形设计的压电执行器(对此的更多内容请参考下面的说明)的情况下,排出口的推出或退回方向可以是与该压电执行器的作用方向轴线同轴的,或者在其他设计的执行器中也可以平行于作用方向轴线。使执行器的作用方向轴线和排出口的推出或退回方向被平行和/或同轴的取向会导致特别是在排出口运动时的功率损失,即力损失非常小。这一方面提高了精度,另一方面提高了排出口的速度,并由此整体提高了计量阀的效率。
[0032] 另一方面并且这是特别有利地,两个执行器的协同作用可以应用于下述原则:第一执行器使排出口沿着第一方向、即推出方向运动,第二执行器使排出口沿着相反的第二方向、即退回方向运动(反之亦然)。即,第一执行器和第二执行器在它们的运动中方向相反并优选被镜像地(gegengleich)连接。这在本发明的框架中原则上也可以利用各种类型的执行器来实现,但特别优选利用压电执行器如下所述的那样来实现,因为这将特别得简单。
[0033] 理论上,关闭元件和排出口二者均可以被设置为,能够在计量阀运行时运动。通过这样的措施,例如可以在运行状态下使关闭元件沿配量物质的流出方向运动,并是排出口沿相反的方向运动,从而提高了所述两个元件彼此之间的相对速度。即在这种情况下,(基本上)可以将关闭元件的速度值与排出口的速度值相加,从而可以由此获得彼此之间的相对速度。在另一运行状态下,两个所述元件彼此相对地离开,即,关闭元件沿与配量物质流出方向的相反方向运动,而排出口则以流出方向运动。这样的措施可以实现对计量阀的快速关闭或快速打开。
[0034] 此外,也可以基于其他原因将关闭元件设置为可在计量阀中运动的:例如,关闭元件可以仅(或特定地)在排出口位于极限位置时运动。特别是当排出口完全沿着朝向计量阀内部的方向运动时,关闭元件仍然可以沿朝向排出口的方向继续运动,使得关闭元件能够完全机械地关闭排出口。由此,即使是在如前所述的开放系统中也可以实现完全的机械关闭作用。由此可以实现:配量物质因为该机械关闭而被保护免于特别是由周围环境空气(例如通过蒸发)所导致的老化,和/或由此简化了对计量阀的(特别是第一次)填充或清洁。
[0035] 一般情况下,例如可以将可运动的关闭元件设置为,能够在固定设置的止挡件之间来回运动,由此获得所定义的关闭元件的最大行程。在此,关闭元件的(止挡)位置例如可以通过处于松弛状态下的张紧弹簧来达到。关闭元件也可以例如(尽可能可控地)借助于转轴在不同的中间位置上运动。可以采用电驱动(转轴)系统、起重磁体、气动和/或液压活塞来驱动关闭元件。也可以手动地例如通过旋拧关闭元件来调整关闭元件的位置。在此,这样的位置调整也可以用于使计量阀、特别是其朝向排出口方向的门与各种配量物质、特别是它们的粘度相匹配。
[0036] 优选将关闭元件静止不动地固定在阀腔室载体上。在此,这种在阀腔室载体上的固定可以直接实现,这意味着:关闭元件将与阀腔室载体直接地连接,或者间接地连接,也就是在阀腔室载体和关闭元件之间安装有一个或多个连接元件,并通过该连接元件实现关闭元件和阀腔室载体之间的固定。通过将关闭元件这样连接或固定在阀腔室载体上,可以确保关闭元件能够与现有技术相反地无法运动,这意味着计量阀的推出或返回运动仅仅并唯一地通过排出口的运动来实现。
[0037] 此外,这种具有固定的关闭元件的结构的优点在于:(与具有可运动的排出口和可运动的关闭元件的计量阀相比)能够相对简单地保持计量阀的结构。由此使得计量阀的运行也变得简单,并且能够容易地进行控制或调节。
[0038] 优选阀腔室载体具有阀壳体,也就是说,阀腔室载体包括阀壳体或优选被构造为阀壳体。在这样的阀壳体中可以构成、特别是设有阀腔室。阀壳体基本上密封地从计量阀的外面封闭阀腔室,从而使得没有例如由污物、不受控制进入的气体等造成的外部干扰会影响到阀腔室的运行。由此可以使计量阀具有特别高的运行稳定性以及较小的易受干扰性。
[0039] 替代地,阀腔室载体还可以包括简单的支座,阀腔室设置在该支座中。这特别是意味着阀腔室不是密封地与外部分离,这例如在访问计量阀的可运动元件或是在对计量阀的运行进行光学控制时是有优势的。
[0040] 在根据本发明的一种特别优选的实施方式中,执行装置如前所述地具有至少一个第一压电执行器。这意味着有至少一个执行器或执行装置是以压电原理为基础的。优选执行装置的多个、特别优选所有的执行器为压电执行器。由此可以基于唯一的作用原理、即压电原理来控制排出口的运动,而不需要其他的基于其他机械或电激发原理的执行器。特别是由此使得对执行装置的控制或调节特别简单且有效。
[0041] 通常来说,压电执行器相对于机械系统、电动机械系统或气动/液压系统的优点在于具有非常精确和更迅捷的可控制性,特别是具有较短的响应时间。此外,压电执行器所需要的结构空间相对较小。在本发明中,压电执行器被定义为这样的构件:尽管其可以由多个元件构成,例如由多个彼此相叠成层状或彼此并排平行设置的压电晶体或晶体层或类似的压电元件构成,但却形成一个联合体,该联合体整体地受到控制元件的控制,即,例如具有共同的电接口来控制其包含的各个元件。
[0042] 在此,执行器的压电元件可以各自如同串联连接地起作用,也就是例如压电元件的伸展被叠加,或者彼此并联,即例如压电元件彼此并排地接通,从而例如增加有效的压力面。即使对于多个并联的执行器元件,这些执行器元件也可以各自作为堆叠件由串联的压电元件(所谓的压电堆)构成。
[0043] 在该实施方式的一种优选的扩展方案中,执行装置具有至少两个压电执行器。正如所指出的那样,这两个相互作用的压电执行器可以用于提高沿推出或退回方向的行程,即(在执行器结构相同的情况下)基本上使行程加倍。但是特别优选将计量阀设计为,当第一压电执行器在运行中延展时,第一压电执行器使排出口在运行中沿着退回方向运动,而第二压电执行器使排出口沿着推出方向运动,反之亦然。即,压电执行器与阀腔室载体和排出口相联接,并在它们的作用方向上相应地对齐,从而使得排出口能够沿这两个方向进行方向相反的相应运动。在此,作用方向轴线,即(虚拟)轴线基本上处于排出口的推出和/或退回方向上,其中,执行器沿着作用方向轴线各自具有其基本的伸展方向,并能够沿该轴线施加其压力或作为压力元件施加其作用。
[0044] 换句话说,两个压电执行器被反向地接通,在此实现了推-推-设置(Push-Push-Anordnung),在这种设置中,每个压电执行器均直接或(例如通过其他机构)间接地使排出口或阀腔室的相应部分移动。也就是说,当第一执行器伸展并使排出口沿着某方向移动时,第二执行器将收缩并由此释放出使排出口沿期望方向运动所需要的空间。如果此后排出口应该沿另一个方向运动,则执行器的功能被颠倒过来,即,现在是第二执行器伸长并使排出口移动,而第一执行器收缩并释放出路径。这有利于提供一种特别稳定的执行器系统。这特别是适用于压电执行器,因为压电元件虽然通常能够良好地承受压力,但是另一方面牵引负荷(Belastung auf Zug)会快速地导致压电元件损坏或完全损毁。在此特别优选可以将执行器的尺寸、设置和控制设计为,收缩的执行器始终施加(小的)反向压力,并因此负责对伸长的压电执行器实行一定的预张紧,以便执行器在运动结束时不会有过于强烈的过冲,并避免会导致压电元件损坏的内部应力或使该内部应力最小化。这使得排出口能够以较高的频率和非常陡峭的齿形(Flanken)特别快速地运动。此外还可以用于使两个压电执行器在它们的组合中沿着其作用方向轴线始终具有相等的共同长度,并在其伸展时反向地补偿。也就是说,优选第一压电执行器在运行中通过其运动来补偿第二压电执行器的运动,而第二压电执行器在运行中通过其运动来补偿第一压电执行器的运动。由此,还可以使计量阀的(特别是外部)整体结构上的机械负载能够保持尽可能得小。对外作用的力(除惯性力外)则是如同完全没有一样良好地发生。
[0045] 根据一种实施方式,可以将至少一个压电执行器设计为圆柱形的,优选为管形的。由此使得该压电执行器可以特别均匀地构成并具有特别有利的横截面:即,该压电执行器可以特别简单地装入例如被阀腔室载体、特别是阀壳体封闭的执行器腔室中,因为与例如有角的腔室相比,具有圆柱形横截面的执行器腔室可以被特别简单地制造和提供。
[0046] 但是也可以将至少一个压电执行器不设计为圆柱形的,例如设计为有角的。也可以使圆柱形的第一压电执行器和非圆柱形的第二执行器相结合。(矩形)有角的执行器的优点在于能够被更简单的制造并由此具有更适宜的可进入性。因此,通过圆柱形和非圆柱形的执行器的结合,一方面可以实现圆柱形、特别是管形执行器的优点,即可以与排出口简单地连接等。另一方面也可以在一定的范围内通过使用非圆柱形的执行器来节省成本和费用。
[0047] 在许多应用情况下,优选将两个(压电)执行器设计为结构相同的。这不仅节省了用于两个执行器彼此协调的花费,也节省了用于执行器腔室设计和相应地用于协调运动进程的花费。
[0048] 在此,优选将使排出口运动的元件(优选阀腔室本身)固定地夹紧在第一和第二(压电)执行器之间。由此在执行器和阀腔室之间产生有效的力联接,这大大降低了摩擦损耗和力传递损耗,并因此还有利于整个计量阀的效率提升。
[0049] 正如所指出的那样,优选将两个(压电)执行器中的至少一个设置在阀腔室载体或阀壳体的执行器腔室中。特别优选将两个执行器设置在共同的执行器腔室中。由此可以使两个执行器的协同作用最优化,特别是被最优化地协调,并且不发生功率损耗。例如,可以通过将第一执行器和第二执行器的在执行器腔室中沿推出和/或退回方向的运动限制在被定义的最大总量上。该最大总量可以单独通过执行器腔室的内部尺寸来定义,但也可以附加地在执行器腔室内部设置间隔保持件,该间隔保持件使得执行器腔室的内部尺寸减少,从而正好达到所定义的最大总量。通过这样的间隔保持件也可以定义地改变总量,例如通过借助螺栓等调整元件从执行器腔室的外部精细地调整该间隔保持件的位置。
[0050] 执行装置可以特别是在阀腔室的支撑组件和阀腔室载体、特别是阀壳体的支座组件之间延伸。通过这种方式,可以通过执行装置在阀腔室载体或其支座组件和阀腔室或其支撑组件之间施加使阀腔室沿着推出方向或退回方向运动的力。
[0051] 如前所述,原则上可以将关闭元件设计为例如液滴形的、球形的、椭圆形的、不规则的或单面或双面锥形的。但是特别优选计量阀具有这样的关闭元件:该关闭元件通过长形的伸展来定义关闭元件的作用方向。优选该关闭元件包括长形的柱塞。该柱塞基本上为圆柱形的,在此,该柱塞(其他情况下也可以是另外的关闭元件)在其外表面上还可以局部地具有凸出部或凹陷部,这些凸出部或凹陷部例如也可以被设计为连续的孔。这样的凸出部或凹陷部特别是可以用于关闭元件与其他机械装置的接合元件的连接。通过这些接合点可以实现与这样的装置的力配合或形状配合,以使关闭元件有目的地运动和/或被固定。
[0052] 特别是关闭元件可以至少部分地设置在根据至少一个压电执行器的形状构成的中空空间中,在此,第二(例如也是压电的)执行器也例如可以是中空的。关闭元件在至少一个压电执行器的中空空间区域中的这种设置是特别节省空间的。
[0053] 已经证实:对计量阀做下述设计是特别有利的,即,阀腔室至少部分地被执行器的一组包括多个、优选至少三个平行设置且并行起作用的(优选压电的)执行器元件所包围。也就是说,执行器包括多个执行器元件,这些执行器元件共同施加所需要的力,以使阀腔室和排出口沿某个方向运动。换句话说,执行器不是一体地构成,而是包括多个子执行器或执行器元件,它们在空间上彼此分离并在多个位置上设置在阀腔室的周围。在此,执行器的由执行器元件施加的力基本上被叠加为一共同的力,执行器的合力。
[0054] 在此,优选阀腔室至少部分地配备有两组(再次优选为压电的)执行器元件,其中,第一组执行器元件联接至第一执行器,第二组执行器元件联接至第二执行器。在此,特别优选这两个执行器中的每一个均在运行中沿着某个方向施加力,在此优选第一执行器沿着推出方向施加力,第二执行器沿着相反方向、即退回方向施加力,反之亦然,从而可以得到一由执行器和配对执行器组成的系统。其最终的结果就是由此使这两组执行器元件、即两个执行器实现了前面所述的所谓推-推-设置。
[0055] 优选由多个执行器元件构成的执行器的执行器元件平行于排出口或阀腔室的运动方向轴线地延伸,并被设置为关于垂直于运动方向轴线设置的截面均匀地、例如旋转对称地围绕阀腔室分布。优选这样的执行器的运动方向轴线是计量阀的纵轴线。执行器的均匀分布例如可以通过关于阀腔室中轴线的星形设置和/或另外的径向垂直设置来实现。此外,这种均匀分布(例如两个执行器元件彼此相对地设置或是三个执行器元件关于阀腔室的中轴线以120°的角度彼此交错地设置)也使得由执行器元件所施加的力实现了均匀的力分布,并由此使计量阀获得较高的稳定性和运转平稳性。
[0056] 阀腔室可以由一个或多个部分构成。优选阀腔室由至少两部分构成,包括关于阀腔室的运动方向轴线设置在排出口区域中的阀腔室头部和阀腔室基体。在阀腔室基体上可以设置例如用于执行装置的支撑面( ),而阀腔室头部例如可以与计量阀的喷嘴协同作用,在该喷嘴中设有排出口。这样的设计特别是可以使得只有阀腔室头部(也可能是其部分区域)与配量物质相接触,即,配量物质仅在该区域中流动,而阀腔室基体可以例如借助密封件与配量物质隔离开。由此使得执行装置特别是在空间上、功能上以及物理地与流体、即配量物质流动的区域相分离,从而使配量物质不能干扰执行装置的运行。
[0057] 在本发明的另一种优选的扩展方案中,在阀腔室(特别是阀腔室的外侧面)上,例如在支座体或支承鼻上设有至少一个支承面( ),并且执行器在阀腔室的支承面和阀腔室载体(特别是阀壳体)的支座面( )之间延伸。由此使得执行
器在端侧支承在支承面和支座面上。
[0058] 此外,阀腔室载体的支座面也可以设置在支座质量块(Widerlagermasse)上,该支座质量块优选被弹性地安装,例如安装在阀腔室载体的固定部分上,例如在阀壳体上。这样的弹性支承例如可以被设计为设置在阀壳体中的碟形弹簧。通过这样的弹性支承可以在各个执行器或各个执行器元件上施加预应力,由此例如大大地降低了对压电执行器或执行器元件的要求。因此,压电执行器元件特别是可以在接通时立即伸展,例如到达输出位置。在此产生的力被该弹性的支座质量块有效地吸收。特别优选支座质量块的质量显著地大于阀腔室的质量,即至少两倍于阀腔室的质量,优选四倍于阀腔室的质量。
[0059] 此外,在根据本发明计量阀的一种优选的扩展方案中,阀腔室还具有一个、优选两个用于配量物质的开口,例如孔。该一个或两个开口用于将配量物质输送到阀腔室的内部,并从那里继续沿朝向排出口的方向被输送。即,阀腔室中的开口区域因此也定义了阀腔室的“流体区域”,该区域如前所述地例如可以通过密封件(例如环形密封件)与计量阀或阀腔室的执行器区域相分离。这种具有两个开口的阀腔室的设计可以例如用于将配量物质的两种成分分离地输送到阀腔室中,并使二者在阀腔室中才混合,或者特别优选在阀腔室内部实现配量物质的循环引导。这样的循环引导对于如前所述的特别粘稠的、主要是触变性的或剪切稀释的配量物质是特别有利的,因为由此可以使配量物质根据需要在阀腔室内部保持运动。特别优选这两个开口不是中心地通入阀腔室中,即,不是直接沿中心点的方向,而是从阀腔室的外侧被引入至阀腔室的内部,使得这两个开口按照它们理论上的延伸方向绕开中心点。开口的这种“倾斜”行进的优点特别在于:在实践中能够使配量物质自动定义地产生涡流,并由此保持运动。
[0060] 根据本发明的计量阀还可以附加地具有配量物质储藏腔室,其通过管道与阀腔室相连接。通过该管道和特别是阀腔室的开口,可以使配量物质储藏腔室与阀腔室内部流体连接。配量物质储藏腔室也可以被构造为(可能临时)与计量阀分离的功能元件,其在运行时通过管道或通过临时连接(例如在机械保持装置上)与计量阀相连接。
[0061] 优选计量阀的喷嘴是可更换的,从而能够实现对不同的配量物质、特别是具有不同的粘度或其他材料特性的配量物质的计量,并能够确保使维护更简单。为此,可以利用喷嘴帽将喷嘴三明治状地从外侧保持在计量阀上并与计量阀相连接。此后,通过取下喷嘴帽就可以释放喷嘴并能够实现简单的更换。
[0062] 另一个优点是为计量阀的喷嘴配置有加热装置,借助该加热装置可以确保喷嘴具有特别是有助于调整配量物质粘度的温度。根据一种特别优选的实施方式,该加热装置可以与喷嘴联接或与喷嘴脱离。这通过加热装置和喷嘴之间的非永久性连接来实现,例如夹紧连接。特别是由此可以简化对喷嘴的维护工作,例如对喷嘴或喷嘴部件的更换。
[0063] 虽然利用加热装置加热计量阀的喷嘴一般来说可以是一优点,但在计量阀的内部、即在阀壳体或在阀腔室中,在执行装置运行时可能会产生高温。因此优选这样的阀壳体和/或阀腔室具有至少一个冷却通道,以便在运行时输送用于冷却执行装置的冷却介质。原则上,在此既可以使用液态的冷却介质,也可以使用气态的冷却介质,并根据冷却介质的技术要求来设计冷却通道的机械特性和化学特性。优选输送空气,特别是压缩空气,在此,后者能够通过更高的流动速度来更快地散发热量。空气的优点特别在于,其能够尽可能小地例如由于沉积或化学性干扰因素而干扰执行装置的执行器的运行。优选将冷却通道设置并构造为,使冷却介质能够环绕流过执行装置的执行器。通过计量阀的相应的外部接口向冷却通道提供冷却介质。在此还优选实现对冷却介质的循环引导,为此可以使用两个用于冷却介质的接口,即导入接口和导出接口。
[0064] 另一关键要素在于执行装置的执行器与计量阀内部的支承面或支座面的连接。在此,在执行器(元件)和支撑面之间更优选选择较大面积的端侧连接,而非较小面积的连接,以便能够降低沿着该连接区域的应力。针对该问题特别有效的解决方案是:使执行器在端侧(即在端面侧)通过配重物(Ausgleichsmasse)、优选为粘接剂与支承面和/或支座面相连接。配重物或粘接剂增大了执行器(元件)和支承面或支座面之间的接触面。当例如为了进行修理或维护而需要拆卸时,例如可以通过支承面或支座面上的开口(优选螺纹孔)利用螺丝或螺栓按压执行器来施加压力,以使粘接剂松开。除了使用配重物、特别是粘合剂之外,替代地也可以在端侧通过球形的点支承(Punktauflagen)使执行器与支承面或支座面相连接,以避免弯曲力。
[0065] 优选将根据本发明的计量方法进一步扩展为,以待命模式控制执行装置,在此,该执行装置具有第一执行器和/或第二执行器,而第一执行器和/或第二执行器各自包括至少一个压电执行器元件,由此使得第一执行器和第二执行器分别被加载各自可承受最大应力的50%。为此可以使用相应的调节或控制单元来控制各个压电执行器元件,以使执行器元件被加载该应力值。这通常导致当执行装置被接通或处于待命模式时,压电执行器处于一种预应力下或处于可开始执行其进一步运动的待命位置。当第一执行器和第二执行器被彼此相反地接通时,即当两者的作用方向恰好彼此相反地作用时,这样的计量方法是特别适用的。由此使得两个执行器保持彼此平衡,而排出口将转移至位于它们的两个可能的极限位置之间的某个中间位置上。当一个执行器被加载其最大可承受应力的100%,而另一个执行器被加载其最大可承受应力的0%时,可以由此相反地达到两个可能的极限位置。
[0066] 通常可以将计量阀进一步设计为计量系统,这样的计量系统除了计量阀之外还包括调节或控制单元,特别是电子调节或控制单元,其被设计用于调节或控制计量阀的运行。
[0067] 下面将根据开放式计量系统的一种特别优选的实施方式对本发明的特征做详细的说明。
[0068] 这样的计量系统特别适用于或被设计用于计量剪切稀释或触变的、液态至粘稠状的配量物质。该计量系统包括具有关闭通道的喷嘴。排出口和可能的附加关闭元件在运行中受到自动控制单元控制地沿着推出或退回方向运动,在此,排出口或关闭通道在至少一个垂直于推出和/或退回方向的横截面中相比于关闭元件在同一切割平面中的横截面被设计为,在关闭元件的外表面和关闭通道的内表面之间形成通道间隙。该通道间隙被成型为和/或尺寸被确定为,至少局部地构成用于配量物质的通过通道。控制单元被设计为,在运行中针对排出口和可能附加的关闭元件在至少两种运动模式中的不同运动产生控制信号,在此,控制单元至少在一种运动模式下使排出口(以及可能的关闭元件)在运行中有目的地运动,从而至少在通道间隙的一个区域中降低配量物质的粘度。也可以根据该特征设计根据本发明的计量方法。在此,优选在其中一种运动模式下以下述方式来降低粘度:在这种方式下,如果没有其他措施就不能输出配量物质,也就是说,将运动模式选择为,配量物质仅被保持在粘度被这样降低的状态下:粘度的大小正好使得配量物质在运动期间仍然被保持在喷嘴中,但在另一种运动模式下(例如排出口和可能附加的关闭元件更强烈地运动)可以容易地输出配量物质。
[0069] 与排出口或关闭通道的横截面相比,关闭元件的横截面尺寸的设定一方面取决于待施涂的配量物质的粘度(或其与运动状态有关的粘度),另一方面与施加在配量物质上的压力有关。在此,根据经验可知:
[0070] -配量物质的压力越高,通道间隙的尺寸就可以越小。
[0071] -在配量物质的静止状态下,配量物质的粘度越低,通道间隙的尺寸就[0072] 可以越小。
[0073] -在运动状态下,配量物质的粘度越低,通道间隙的尺寸就可以越小。
[0074] 通道间隙在横截面上的尺寸,即通道间隙的横截面面积被选择为,在相同的压力下,当排出口(和可能的关闭元件)处于静止状态时,配量物质不运动或运动明显减弱。换句话说,关闭元件和排出口或关闭通道之间的通道间隙的尺寸是根据各配量物质和/或对配量物质施加的压力来确定的,从而尽管存在通道间隙,却仍然能够在喷嘴内产生由配量物质的剪切粘度限定的关闭作用。另一方面,还应将通道间隙的尺寸确定为,当排出口(以及可能附加的关闭元件)在关闭通道内充分运动时,配量物质的粘度将降低,从而使配量物质能够流动通过通道间隙,并确保在容积上的补充(Nachführen)。因此,一旦排出口(和可能附加的关闭元件)运动,通道间隙就将有配量物质通过。因此,由关闭元件和排出口或关闭通道之间的相互配合所形成的关闭作用是临时的,并在排出口运动时(可能受到关闭元件的运动的支持)通过配量物质的推动转变为反向流动。
[0075] 借助这样的方法或这样的喷嘴,可以在喷嘴的运行中这样提供特殊的、也是高粘度的、即触变的和剪切稀释的配量物质:在排出口(根据需要与关闭元件相结合)运动时,配量物质将自动地改变、即降低其粘性。在常规的喷嘴关闭中,通过将关闭元件压向排出口来关闭排出口,并通过使关闭元件运动离开喷嘴的排出口来释放排出口,而相对于这种常规的喷嘴关闭,在此可以保持排出口在任何时候都是开放的。因此在这里根本不存如前所述的现有技术所具有的缺点:施加在配量物质上的压力不需要急剧地升高;相反如同施加在低粘度的配量物质上时那样提供常规的压力就足够了。同时可以通过在喷嘴运行中降低配量物质的粘度来实现,使得配量物质能够通过所定义的排出口沿着推出方向的运动从总体上并且更准确地被计量。即,可以实现更精细的计量,并能够对配量物质的每个单独的液滴实现预先定义的、高精度的液滴切断。这也提高了计量速度,即,最终提高了根据本发明的计量系统的潜在的通过能力。
[0076] 如前所述,在此优选排出口具有至少两种不同的运动模式(根据需要与关闭元件的运动模式相结合),其可以用于在配量物质的计量过程期间满足不同的功能。
[0077] 第一种功能例如是对配量物质的液态保持,即液态保持模式。在此,优选第一运动模式包括使排出口(和可能的关闭元件)高精度地往复运动的运动方式,排出口(和可能的关闭元件)的行程(即振幅)和/或频率和/或节奏被选择为,适于克服配量物质内部的力,该力显著降低了配量物质的粘度,即,至少降低了50%,优选至少降低了99%。在此,“高精度”地往复运动是指这样的运动:该运动与(以下将详细介绍的)第二运动模式中的运动相比其行程更小,频率更高。优选高精度运动的频率大于10kHz。在正确地选择(与第二运动模式相比升高的)频率或节奏的情况下,行程非常小的、简单的振荡运动适用于实现这样的粘度降低。也就是说,第一运动模式用于确保配量物质的流动。但是有利的是,这种包括高精度振荡运动的运动模式在计量系统中的配量物质的各个预先设定的压力下不会单独地、即例如如下所述地在没有通过排出口(或关闭元件)产生合适的推出运动的情况下导致配量物质从喷嘴流出。
[0078] 与之相反,优选第二种功能用于将配量物质通过喷嘴的排出口推出。在此,第二运动模式包括使排出口(和可能附加的关闭元件)进行推出运动的运动方式,排出口(和可能附加的关闭元件)的行程和/或频率和/或节奏被选择为,适于在排出口沿着推出方向,即相对于关闭元件运动时,使关闭元件能够将配量物质以液滴和/或流束的方式通过喷嘴的排出口压出。如果排出口沿着退回方向运动,喷嘴中的配量物质可以流动到关闭元件之前,以便以后在排出口接下来沿着推出方向运动时从喷嘴被推出。在第二种运动方式下,优选行程的值大于前述的第一运动模式的高精度运动方式的行程,在此也可以选择更低的频率,并且节奏同样可以保持比第一功能中的节奏更长的间隔。
[0079] 值得一提的是,也可以定义一种下述的运动模式:排出口(也包括关闭元件)恰好不运动。该运动模式可以被称为静止模式或关闭模式,因为配量物质首先由于排出口和关闭元件的完全不活跃而受到抑制并保持在静止状态下。在该静止状态下,配量物质的粘度显著升高,从而不再有液流流过通道间隙。
[0080] 另一种运动模式优选可以具有在两个极限位置之间往复运动的运动方式,其中,排出口(和可能附加的关闭元件)至少在某个时间段内长时间地保持在一个极限位置上。这对于通过喷嘴的排出口将配量物质推出的运动模式是特别有利的。这可以例如有意识地用于使在排出口的某个位置上的配量物质在被推出之前首先流动到关闭元件之前,或在推出配量物质的液滴之后首先归于静止,并由此使得流动运动被更强烈地制动。
[0081] 特别优选将控制单元设计为、特别是程序化为,其能够使不同的运动、即不同的运动方式和/或运动模式彼此相结合。例如,一种运动模式可以有利地具有不同运动方式的叠加。特别是所述第一功能和第二功能的运动可以相互叠加,从而使例如根据第一运动方式的振荡与根据第二运动方式的较大行程的推出运动相结合,使得该推出运动包含一种内部颤动运动。这种控制也可以优选这样进行:不同的运动模式被依次、优选交替地执行。交替执行的优点在于,能够非常有针对性地并且精确地在某个时间内促进配量物质的推出。
[0082] 在各个运动模式中执行哪种运动方式,例如运动方式具有哪些精确的参数(行程、频率等)和是否进行运动方式的叠加,以及以什么顺序运行哪种运动模式,这些都与配量物质的参数以及具体的计量作业有关(例如配量物质是否应液滴式地输出?如果是,以多大的液滴和以多长的时间间隔进行?)。因此优选控制单元具有存储器,在该存储器中针对不同的配量物质和计量作业存储有用于不同运动模式的运动方式以及运动模式的顺序。
[0083] 为了使配量物质能够流过通道间隙,通道间隙必须在关闭元件的外表面和关闭通道的内表面之间具有与一个、优选至少三个并排的配量物质颗粒的伸展相符的规模,特别优选至少为0.05mm。在此应注意:至少配量物质的各个最大颗粒必须能够通过通道间隙。术语“颗粒”在本发明中的定义是非常灵活的:其也包括聚合物链或者在向聚合物链施加剪切力时从聚合物链上分离下来的单个的子链节(Teilverbünde)。在本文中,“最大颗粒”是指在施加实质上降低了粘度的剪切力时所存在的各种颗粒:特别是在包含聚合物链的配量物质中,也可以通过使聚合物链局部地断裂并由此产生较小的颗粒尺寸来降低粘度,这些较小颗粒中的最大者必须能够通过通道间隙。此外,最小伸展的大小规格至少与配量物质的最大颗粒有关,即,该最大颗粒在其最小伸展的伸展方向上具有对于配量物质的所有颗粒来说的最高伸展值。在此,该最小伸展是指当颗粒在其自身的弹性边界之内被挤压到一起时所产生的伸展。
[0084] 当多个、也就是至少两个、优选至少三个颗粒在通道间隙中被并排放置时,特别是可以确保配量物质的流动。在研究中已经证实:环形的通道间隙特别良好地适用于实现受控制的流量或受控制的关闭作用。这可以通过关闭通道或排出口的内表面的圆形横截面与关闭元件的圆形横截面的结合以及关闭元件在关闭通道中优选轴向居中的设置来实现。此外研究还表明:在这样的环形通道间隙中,横截面上的间隙宽度的变化为0.1mm+/-10%,其中,目前典型的压力比特别良好地适用于在排出口(可能与关闭元件相结合)的运动状态下实现良好的通过,并在其静止状态下实现良好的关闭。在配量物质为例如最开始所述类型的情况下,通常施加0.5bar至8bar的压力。但是其他的几何形状原则上也是可以的。在关闭元件的外表面和关闭通道的内表面之间的通道间隙规模的上边界值,即通道间隙的内部净宽间隙宽度被如下定义为:由于伸展作用在配量物质上的流动阻力必须至少大于等于在喷嘴的排出口区域中作用在配量物质上的流动阻力。如果在关闭通道区域中的流动阻力小于在排出口的最外部区域中的流动阻力,则配量物质不会从排出喷嘴被压出。在研究和模拟中,根据排出口和关闭元件的尺寸设定得出如下所述的通道间隙的规模的矩阵(即间隙宽度),在此假设排出口始终长0.5mm,配量物质被引导通过的通道间隙的长度始终为10mm:
[0085]
[0086]
[0087] 各个参数值组合应分别被理解为优选的实施方式。
[0088] 在确定通道间隙的尺寸时,优选除了流动阻力之外,还应该考虑到配量物质在通道间隙中缓慢地从流动状态转变为静止状态,然后关闭了通道间隙。即,通道间隙必须能够实现一定的制动作用。优选该制动作用总是在具有关闭通道(和可能的关闭元件)的排出口从相对于关闭通道的运动转变为静止时启动。
[0089] 替代环形或其他的环绕形状地,通道间隙在横截面中也可以例如通过关闭元件中的凹处仅在离散的区域中构成。各个形状均可以按照应用领域独立地选择,特别是与如前所述的关于配量物质上的压力的影响因素以及配量物质的粘度有关。因此,优选相应的计量系统包括多个(替换)关闭元件和/或(替换)关闭通道,其中,至少一个关闭元件和关闭通道彼此在形状上协调一致,从而在共同作用中构成如前所述类型的通道间隙。因此,这些替换装置可以根据待计量的各种配量物质使用在喷嘴中。特别优选所述各个(替换)关闭元件或(替换)关闭通道)具有标记,借助于该标记可以推导出它们的相互对应关系和/或它们对于某种配量物质的适应性。例如阀腔室头部可以具有或构成关闭通道。
[0090] 此外,特别优选喷嘴在喷嘴区域中、特别优选在邻接于排出口的喷嘴端部区域中具有配量物质积聚空腔。该配量物质积聚空腔设置在关闭通道和排出口之间,并被成型和/或局限为,使得关闭元件基于其形状和/或限定范围至少不完全地填满关闭通道。优选配量物质积聚空腔的横截面的尺寸大于关闭元件和关闭通道之间的通道间隙的总面积。由于流动通过通道间隙的配量物质可以被积聚在该配量物质积聚空腔中,并随后有针对性地通过排出口的较大行程(根据需要与关闭元件的行程相结合)在沿着退回方向的运动中通过排出口被推出,因此可以特别是以液滴的形式将配量物质计量清晰、快速以及精确地推出。
[0091] 为了向喷嘴中提供配量物质,配量物质件通过管道从配量物质储藏腔室向外输送。原则上可以将通道间隙仅设置为用于配量物质的储藏器或活动区域,一部分所输送的配量物质被存储在其中并通过排出口(和可能的关闭元件)的相应运动被液化。与之相对的,优选计量系统包括来自配量物质储藏腔室的管道输送,用以提供配量物质,在此,该输送通向由关闭通道构成的通道间隙和/或设置在关闭通道的背向喷嘴的排出口的端部上。即,来自配量物质储藏腔室的输送管道在这种情况下例如通过前述的阀腔室中的开口或孔直接或间接地通向关闭通道、即通道间隙的区域中。这样做的效果在于,配量物质在任何情况下都必须至少部分地流动通过通道间隙,从而使通道间隙执行用于配量物质流动的打开或关闭作用。
[0092] 此外,优选计量系统包括如前所述的计量储藏腔室,其通过沿着排出口方向的管道与喷嘴相连接。即,配量物质的储藏是在计量系统的内部进行,因此计量系统可以作为一个单元被建造或运输。
[0093] 正如已经提出的那样,排出口的运动是借助于执行装置来进行。为此目的或者为了进行压力调节,优选计量系统包括电子控制单元,用于控制执行装置和/或计量系统的配量物质储藏腔室中的压力。该控制单元不是必须设置在计量阀的内部,也可以设置在计量阀的外部。然后可以通过信号线将控制单元与计量阀的内部连接起来。也就是说,执行装置不是基于其固有的逻辑活动,而是被电子控制单元“智能”地控制,电子控制单元例如可以包括处理器,其将受到软件控制的控制信号发送到执行装置。这种类型的控制单元目前已能达到14kHz的计量时钟速率,这意味着排出口(和可能的关闭元件)的运动能够受到高精度地控制。在此可以将控制单元设计为,在运行中产生用于排出口(和可能的关闭元件)在至少两种运动模式下的不同运动的控制信号。

附图说明

[0094] 下面根据实施例并参照附图在此对本发明进行详细说明。在此,在不同的附图中相同的组件以相同的附图标记表示。其中:
[0095] 图1示出了根据本发明计量阀的一种实施方式在沿着图2中的切割线G-G的第一纵截面中的截面图,
[0096] 图2示出了该计量阀的俯视图,
[0097] 图3示出了在该计量阀内部所选取的元件的详细视图,
[0098] 图4示出了同一计量系统在沿着图1中的切割线C-C的横截面中的截面图,[0099] 图5a、图5b和图5c分别示出了该计量阀的阀腔室的纵截面图、透视图和从上方观察到的平面图,
[0100] 图6示出了该计量阀在沿着图2中的切割线F-F的第二纵截面中的截面图,[0101] 图7a至图7c分别示出了该计量阀的喷嘴帽的侧视图、透视图和从下方观察到的平面图,
[0102] 图8a至图8d分别示出了该计量阀的喷嘴本体的从下方观察到的平面图、侧视图、(沿着图8b中的切割线B-B的)截面图和透视图,
[0103] 图9示意性示出了根据本发明计量方法的第一种实施方式的排出口的运动曲线,[0104] 图10示意性示出了根据本发明计量方法的第二种实施方式的排出口的运动曲线,[0105] 图11示意性示出了根据本发明计量方法的第三种实施方式的排出口的运动曲线,[0106] 图12示意性示出了根据本发明计量方法的第四种实施方式的排出口的运动曲线。

具体实施方式

[0107] 图1至图6以不同的完整视图和详细视图示出了根据本发明的一种实施方式的计量阀1,其中,图1和图6示出了沿着图2中的切割线G-G或F-F的截面图,并且基本上是参考这两个视图。
[0108] 计量阀1包括带有喷嘴19的阀腔室33和阀壳体22,在阀腔室33的外面设有执行器腔室53。阀壳体22包括位于下部的第一壳体部件23和位于上部的、遮盖件5形式的第二壳体部件5。这两个壳体部件5、23通过紧固螺栓41彼此连接。
[0109] 执行器腔室53被中央地设置在阀壳体22中。在遮盖件5的下方,通过碟形弹簧39a、39b和被可运动地安装的支座体37(即支座质量块)相连接的第一压电执行器8a和第二压电执行器8b(参见图6)沿(中)轴线A的方向取向并沿着轴线A的方向定位。压电执行器8a,8b共同构成执行装置7。第一压电执行器8a包括三个第一压电执行器元件7a、7b、7c,第二压电执行器8b包括三个第二压电执行器元件7d、7e、7f。这些压电元件7a、7b、7c、7d、7e、7f的设置和工作方式将在与图3和图4有关的实施方式中详细说明。
[0110] 在阀壳体22中,在执行器元件7a、7b、7c、7d、7e、7f之间联接地安装有阀腔室33。关于阀腔室33的准确的几何形状和与执行器元件7a、7b、7c、7d、7e、7f的联接以及阀腔室33的工作方式将在与图5a至图5c有关的实施方式中说明。
[0111] 在图1中的左手边上方,在遮盖件5的下面,在下部壳体部件23上设有两个压缩空气接口27a、27b。此外,在压缩空气接口27a、27b的下方还安装有包括控制单元9的电子器件壳体25,该电子器件壳体通过(未示出的)电连接导线与两个压电执行器8a,8b相连接并在计量阀运行时控制该压电执行器,在此,该电连接导线穿过连接孔10进入阀壳体22中。电子器件壳体被固定在计量阀1的阀壳体22上,但其也可以被可取下地安装。
[0112] 在此,阀腔室33由两部分组成,即,位于排出口21的区域中或者说位于计量阀1的流体区域中的阀腔室头部34和特别是在执行器腔室53的区域中的阀腔室基体36。
[0113] 喷嘴19装备有在其上夹紧的加热装置11,该加热装置能够在运行时对喷嘴19加热。喷嘴19本身包括喷嘴本体17,该喷嘴本体在图中向下逐渐变细并终止于排出口21中。在喷嘴本体上(在图中的下侧)安装有喷嘴帽15,该喷嘴帽将喷嘴19通过固定螺栓13a、13b与阀腔室33连接起来。由此使得喷嘴本体17如同三明治一样在喷嘴帽15和阀腔室33之间被固定地夹紧,并因此最终构成阀腔室33的下部封闭部件。阀腔室头部34在喷嘴帽15和阀腔室基体36之间被夹紧。
[0114] 在阀壳体22上,在沿轴线A对齐的中心处安装有固定的、柱塞3形式的关闭元件3。柱塞3通过阀壳体22的遮盖件5中的螺纹4与该阀壳体相连接。该柱塞被引导通过执行器腔室53并在此穿过阀腔室33,并且能够在不打开阀壳体22的情况下被遮盖件5拧紧。柱塞的外部形状在喷嘴19的区域中向下逐渐变细,实际上与喷嘴本体17的内部形状相似,在此,在喷嘴本体17和柱塞3之间总是存在一定的通道间隙100,使得计量阀1的喷嘴永远不会完全地对外封闭。
[0115] 喷嘴19由配量物质输送单元29进行供给,该配量物质输送单元通过通道或开口(参见图8中的47a、47b)将配量物质(未示出)输送到通道间隙100中。配量物质经过通道间隙100进一步沿排出口21的方向行进。通道间隙100的区域,阀腔室33的“流体”部分通过两个环形密封件31a、31b实现与阀腔室33的位于执行器腔室53中的上部“执行器区域”的功能和流体的分离,因此没有配量物质能够到达该执行器区域。
[0116] 如前所述,在根据现有技术的计量阀中,关闭元件3、即柱塞3运动,以便通过排出口输送配量物质。在本发明中与之相反的是,关闭元件3的运动部分地或者如本实施例所述完全地被排出口21的运动所代替。这意味着,执行装置7通过阀腔室33的运动使排出口21沿着作用方向轴线WR往复运动。在此,排出口沿推出方向E向上运动并沿退回方向R向下运动。在此,排出口21的推出方向E是指配量物质被柱塞3推出的运动方向。即,当排出口21沿推出方向E运动时,配量物质被柱塞3通过排出口21推出。与之相对地,柱塞3沿退回方向相对于向前运动离开柱塞3的排出口21被回拉。
[0117] 两个压电执行器8a,8b被设置为,它们在运行中基本上在轴向方向上沿着轴线A偏转(auslenken)。压电执行器8a、8b是由矩形压电元件组成的压电堆。两个压电执行器8a、8b被镜像地连接。这意味着:当第一压电执行器8a在纵向方向(即垂直方向)上减小其总长度时,第二压电执行器8b同时沿相同的方向以相同的程度增大其长度。反过来,当第一压电执行器8a在纵向方向上增大其总长度时,第二压电执行器8b同时沿相同的方向以相同的程度减小其长度。
[0118] 在计量阀1运行时,电子控制单元9产生第一控制信号和第二控制信号,所述控制信号被传递至两个压电执行器8a、8b,并控制压电执行器的运动(即偏转)。这些控制信号被设计为,相反地激发两个压电执行器8a,8b。由此产生两个压电执行器8a、8b的相反的运动方式。通过与排出口21工作连接的第一压电执行器8a的运动,激发排出口21进行提升和推进运动。即,第二压电执行器8b收缩,同时第一压电执行器8a伸展,从而使排出口21在推出方向E上受到第一压电执行器8a的挤压。在相反的运动时,排出口21沿退回方向R被第二压电执行器8b向下推动。即,两个压电执行器8a,8b的在此为共同的作用方向轴线WR完全如推出方向E或退回方向R一样地按照轴线A取向,在此,通过排出口21与由第一压电执行器8a和第二压电执行器8b构成的执行装置7的间接联接,可以使得排出口21总是被各个伸展的压电执行器8a,8b沿着期望的方向推动。
[0119] 通过压缩空气接口27a、27b可以将压缩空气导入执行器腔室53中,并在那里受到引导地被再次导出。因此将上面的压缩空气接口27a用作导入接口27a,将下面的压缩空气接口27b用作导出接口27b。为了使压缩空气通过,支座体37具有两个周向凹槽38a、38b以及作为冷却通道的通道孔40a、40b。压缩空气从导入接口27a经由上凹槽38a并通过与其相对应的第一(上面的、水平的)通道孔40a沿着柱塞3被导入到阀腔室33的上面部分的内部中,并通过阀腔室33中的(水平)通道孔40c(作为另一个冷却通道)进一步沿执行装置7的方向输送。因此,压缩空气在阀腔室33和阀壳体22之间环绕流过执行器元件7a、7b、7c、7d、7e、7f,然后通过支座体37的第二(上面的、水平的)通道孔到达第二凹槽的区域中,并从那里到达导出接口27b中。由此,压缩空气可以作为冷却介质在阀壳体22的执行器腔室53的区域中循环,并且特别是有效地冷却执行器8a、8b。
[0120] 图3示出了根据本发明的计量阀1的选定部分的透视图,即具有执行器8a,8b或执行器元件7a、7b、7c、7d、7e、7f的阀腔室基体36。执行器元件7f在该视图中被阀腔室基体36遮挡。此外还示出了支座体37和遮盖件5。
[0121] 第一执行器8a的执行器元件7a、7b、7c在其下部、即沿排出口21的方向的端侧支承在支座面36b上,并在其上部、即沿反方向的端侧支承在鼻状的(即从上侧倾斜的)支承体的支承面35a上,该支承体与阀腔室基体36固定地连接或从阀腔室基体36向外突出。与之类似地,第二执行器8b的执行器元件7d、7e、7f在其下部、即沿排出口21方向的端侧支承在相应的鼻状支承体的支承面35b上,并在其上部、即沿反方向的端侧支承在支座面36a上。具有支承面36a的支承体也与阀腔室基体36固定地连接或从阀腔室基体36向外突出。与之相反地,上支座面36a(通过支座体37)相对于阀壳体22(见图1和图6)被弹性地支承,从而在第一执行器8a的执行器元件7a、7b、7c伸展时使阀腔室基体36向上运动,并因此也间接地使排出口21沿推出方向E运动。在第二执行器8b的执行器元件7d、7e、7f伸展时,阀腔室基体36向下运动,并因此也间接地使排出口沿退回方向R运动。
[0122] 如图3、图4和图5a至图5c所示,执行器元件7a、7b、7c、7d、7e、7f围绕轴线A径向地设置,该轴线同时也是阀腔室元件45的中轴线A。每个执行器8a、8b各自具有三个执行器元件7a、7b、7c或7d、7e、7f,在此,执行器8a的执行器元件7a、7b、7c或执行器8b的执行器元件7d、7e、7f各自围绕轴线A相对错开120°,并且第一执行器8a的执行器元件7a、7b、7c始终与第二执行器8b的执行器元件7d、7e、7f交替而行。由此使得执行器元件7a、7b、7c、7d、7e、7f星形地实现了均匀、旋转对称的设置,其中,第一执行器8a的执行器元件7a、7b、7c还总是分别与第二执行器8b的执行器元件7d、7e、7f关于中轴线A相对置。
[0123] 关于图5a和图5b还应注意的是,阀腔室基体36被构造为一体化的元件。在此,该阀腔室基体具有主体45和支承体。先前提到的通道孔40c位于主体45的下部,大约在下部支承体的下三分之一的高度上。
[0124] 为了说明计量阀的工作原理,图6示出了沿切割线F-F(参见图2)的第二纵向截面视图。在此,由于截面透视图的问题,所见到的不是同一执行器的两个执行器元件,而是分别为第一执行器8a的一个执行器元件和第二执行器8b的一个执行器元件。此外,在此以截面示出了配量物质输送单元29。
[0125] 在此示出的计量阀1的装配例如可以按如下方式进行:首先将压电执行器元件7a、7b、7c、7d、7e、7f牢固粘贴在阀腔室基体36上、在支承面35a、36b上。然后使压电元件7a、7b、
7c、7d、7e、7f与控制单元9电接触。然后将由压电执行器元件7a、7b、7c、7d、7e、7f和45组合而成的单元推入阀壳体22中,并在上面将支座体37和碟形弹簧39a、39b逐渐地置于该单元上。然后利用遮盖件5封闭该阀门,最后通过螺纹4将上侧被构造为六角形的柱塞3拧入阀壳体22中。
[0126] 图7a示出了喷嘴帽15的侧视图,图7b示出了从下方观察到的喷嘴帽15的视图(涉及到在图1中常规示出的计量阀1),图7c示出了喷嘴帽15的透视图。该喷嘴帽具有开口49,例如在图1中示出的固定螺栓13a、13b可以穿过该开口。在中间居中地设有一开口,具有排出口21的喷嘴本体嵌入该开口中。通过松开固定螺栓13a、13b,可以将喷嘴帽15从喷嘴本体17上取下并露出喷嘴本体,并且例如为了进行维护同样需要将喷嘴本体从计量阀1上取下并根据需要用其他的喷嘴本体来替换。
[0127] 如前所述,计量阀1以在此示出的实施方式被构造为开放的系统。在本发明的范围内,在此特别优选地实现排出口21的特定运动模式,下面对此进行详细说明:
[0128] 图8a至图8d以多个视图示出了喷嘴本体17,其中,图8a为从下方看到的平面图,图8b为侧视图,图8c为沿着切割线B-B的截面图,图8d是从斜下方看到的透视图。
[0129] 特别是在这些视图中可以看到延展孔(Fortführungsbohrungen)49′,这些延展孔在位置上与喷嘴帽15的开口49协调一致,从而使固定螺栓(例如在图1中示出的固定螺栓13a、13b)能够穿过延展孔。此外,在图中还可以看到开口47a、47b的设置,配量物质通过该开口沿着排出口21的方向到达通道间隙100中。两个开口47a、47b在外侧终止于连接开口
48a、48b中,在连接开口48a、48b上可以建立与配量物质输送单元29的连接。特别是如图8c所示,这些开口不是被中心地引入喷嘴本体17的内部,而是被设置在侧部,从而使开口并由此也使配量物质不是中心地对准喷嘴本体17的内部中心点,而是从旁边经过。由此可以例如在通道间隙100的区域中环形地引导配量物质,或者使配量物质形成涡流。
[0130] 图9与此相关地示意性示出了排出口21的可能的运动曲线。其中绘出了排出口21关于时间t(未定标)的路程s(未定标)。在此可以看到,排出口21执行了三种不同的运动模式M1、M2、M3。
[0131] 第一运动模式M1在零时间点t0和第一时间点t1之间、第二时间点t2和第三时间点t3之间、以及第四时间点t4和第五时间点t5之间被执行。该运动模式M1在两个位置s1、s2之间存在微小的、相对快速的振荡运动。即,排出口21的运动在此只有很小的振幅A1或较小的行程A1,并具有均匀的节奏和相对较高的频率。该运动仅用于保持配量物质的流动性,但是配量物质在此没有被强烈的液化,以致能够从喷嘴19持续地获得配量物质。因此,第一运动模式M1也可以被描述为流动保持模式。
[0132] 第二运动模式M2在第一时间点t1和第二时间点t2之间、第三时间点t3和第四时间点t4之间以及第五时间点t5和第六时间点t6之间被执行,并相反地具有另一种类型的运动方式。该运动模式用于将配量物质从排出口21推出并因此可以被称为推出模式。因此,该运动模式具有较大的振幅A2或较大的行程A2。特别是在第五时间点t5和第六时间点t6之间的两次推出运动中可一看到,该运动模式的频率明显低于第一运动模式M1中的运动频率。该运动的节奏也可以被认为是均匀的。在第六时间点t6之后执行的第三运动模式M3由排出口21的简单的静止状态组成,并导致通道间隙100中的配量物质首先由于其内部摩擦而被制动,然后停止,因为其粘度不再由于排出口21的运动而降低。
[0133] 图10所示的运动曲线与图9所示的运动曲线的区别仅在于推出模式M4。不同于如图9所示的第二运动模式M2中简单的锯齿形上下运动,排出口21现在分别在下部位置s4处停止一段时间。在该时间内,柱塞3前面的配量物质可以继续流动( )。随后排出口21沿推出方向E极其快速地运动。在最大的上部位置s3处,即最靠近柱塞3的位置处,排出口21将再次停止一段时间。在该时间内,配量物质大致上停止运动,以避免在随后的排出口21沿退回方向R的运动中有配量物质继续滴漏。
[0134] 图11所示的运动曲线与图10所示的运动曲线的区别仍然仅在于推出模式M5。在此,将第一运动模式M1中的运动方式、即排出口21的颤动运动简单地叠加到在按照如图9所示的运动模式M4进行推出运动期间的运动方式上。这对于在高精度的颤动运动停止时粘度会相对快速地再次升高的配量物质是有意义的。通过这种对运动方式的叠加,可以持续地降低配量物质的粘度。
[0135] 最后,图12示出了一种运动曲线,其例如适用于:通过使配量物质的各个点紧密地并列设置来绘出具有均匀密度的“履带(Raupe)”,即连续的条纹。根据配量物质,即使针对每一个液滴均为排出口21选择相同的提升高度,但是也可能会发生第一个液滴和最后一个液滴均大于在它们之间计量的液滴。在这种情况下,适宜的是设置仅仅在提升高度上相互有区别的不同的推出模式M2、M6。例如与中间计量的液滴相比,可以为第一个液滴和最后一个液滴分别选择具有更小提升高度的运动模式M2。
[0136] 这些示例清楚地表明:通过根据本发明的计量方法的实施方式,可以理想地根据各个待处理的配量物质和计量任务精确地调整各个运动模式的正确参数和这些运动模式的顺序。
[0137] 最后还需要再次指出的是:计量阀或计量系统和执行装置的上述被详细说明的组件仅涉及到实施例,本领域技术人员在不超出本发明范围的情况下能够以各种不同的方式对这些组件进行修改或重新组合其特征。因此,排出口不仅可以在关闭元件始终静止时单独地运动,而且也可以使关闭元件暂时地运动。为此,尽管关闭元件可以在计量阀中运动,但只是有选择地(基于控制)执行除了排出口之外的某些运动。排出口也不必执行每一个与(可运动的)关闭元件并行的运动,而是同样可以只例如根据所选择的(即特别是被程序化的)运动模式有选择地运动。本发明的关键点在于,排出口以至少一种运动模式运动。同样,也可以例如将喷嘴构造为简单的孔口,即,不再是具有排出口并朝向排出口逐渐变细的装置,而是一种基本上平坦的、具有排出区域的装置,在该排出区域中仅仅为排出口留空,并且排出口同样没有逐渐变细。此外,虽然使用了不定冠词“一”或“一个”,但是并不排除所涉及的特征也可以存在多个。此外,“单元”也可以包括一个或多个在空间上分布设置的组件。
[0138] 附图标记列表
[0139] 1 计量阀
[0140] 3 关闭元件/柱塞
[0141] 5 第二壳体部件/遮盖件
[0142] 7 执行装置
[0143] 7a,7b,7c,7d,7e,7f 执行器元件
[0144] 8a 第一(压电)执行器
[0145] 8b 第二(压电)执行器
[0146] 9 控制单元
[0147] 10 连接孔
[0148] 11 加热装置
[0149] 13a,13b 固定螺栓
[0150] 15 喷嘴帽
[0151] 17 喷嘴本体
[0152] 19 喷嘴
[0153] 21 排出口
[0154] 22 阀壳体
[0155] 23 第一壳体部件
[0156] 25 电子器件壳体
[0157] 27a,27b 压缩空气接口
[0158] 29 配量物质输送单元
[0159] 31a,31b 环形密封件
[0160] 33 阀腔室
[0161] 34 阀腔室头部
[0162] 35a,35b 支承面
[0163] 36 阀腔室基体
[0164] 36a,36b 支座面
[0165] 37 支座体/支座质量块
[0166] 38a,38b 凹槽
[0167] 39a,39b 碟形弹簧
[0168] 40a,40b,40c 冷却通道/通道孔
[0169] 41 紧固螺栓
[0170] 45 主体
[0171] 47a,47b 开口
[0172] 48a,48b 连接开口
[0173] 49 开口
[0174] 53 执行器腔室
[0175] 100 通道间隙
[0176] A (中)轴线
[0177] A1,A2 振幅/行程
[0178] E 推出方向
[0179] M1,M2,M3,M4,M5,M6 运动模式
[0180] R 退回方向
[0181] s 路程
[0182] s1,s2,s3,s4 位置
[0183] t 时间
[0184] t0,t1,t2,t3,t4,t5,t6 时间点
[0185] WR 作用方向轴线。