DE102007027168A1 - metering - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung mit einem gestaltenden Funktionsteil zum Gestalten des Flusses eines zu dosierenden Mediums, einem steuernden Funktionsteil zum Steuern des gestaltenden Funktionsteils und einer Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Funktionszustandes des gestaltenden Funktionsteils, wobei der steuernde Funktionsteil mit der Erfassungseinrichtung verbunden ist und die Steuerung des gestaltenden Funktionsteils durch den steuernden Funktionsteil in Abhängigkeit von dem erfassten Funktionszustand des gestaltenden Funktionsteils erfolgt. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Dosieren eines Mediums.The invention relates to a metering device with a gestaltenden functional part for shaping the flow of a metered medium, a controlling functional part for controlling the gestaltenden functional part and a detection device for detecting a functional state of the gestaltenden functional part, wherein the controlling functional part is connected to the detection device and the control of gestaltenden functional part by the controlling function part in dependence on the detected functional state of the gestaltenden functional part. The invention also relates to a method for dosing a medium.
Description
Die Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung mit einem gestaltenden Funktionsteil zum Gestalten des Flusses eines zu dosierenden Mediums und einem steuernden Funktionsteil zum Steuern des gestaltenden Funktionsteils.The The invention relates to a metering device with a gestaltenden Function part for designing the flow of a medium to be dosed and a controlling function part for controlling the designer Functional part.
Eine derartige Dosiervorrichtung ist grundsätzlich bekannt. Bei dem gestaltenden Funktionsteil handelt es sich üblicherweise um ein Ventil, z. B. ein elektromagnetisch oder piezoelektrisch angetriebenes Ventil, und bei dem steuernden Funktionsteil um eine dem Ventil zugeordnete Ventilsteuerung. In Abhängigkeit von dem jeweiligen Anwendungsfall sind das Ventil und die Ventilsteuerung zur Erzielung eines bestimmten Dosierverhaltens fest aufeinander abgestimmt.A Such metering device is basically known. In the formative Function part is usually around a valve, z. B. an electromagnetic or piezoelectric driven valve, and in the controlling functional part by a Valve control associated with the valve. Depending on the particular Use case are the valve and the valve control to achieve a certain dosing behavior firmly matched.
Ein Bereich der Dosiertechnologie entwickelt sich mit der Zielsetzung, möglichst kleine Medienmengen möglichst schnell dosieren zu können, wobei der Prozesszuverlässigkeit, z. B. der Wiederholgenauigkeit, großer Stellenwert zukommt. Einen erheblichen Fortschritt hinsichtlich der Dosierschnelligkeit und der Dosiermengenminimierung bildete die Entwicklung von Dosiervorrichtungen mit piezokeramischen Antrieben bzw. Betätigern oder Aktoren.One The field of dosing technology develops with the objective of preferably small amounts of media possible be able to dose quickly being the process reliability, z. As the repeatability, great importance. a considerable progress in terms of Dosierschnelligkeit and Dosing volume minimization was the development of dosing devices with piezoceramic drives or actuators or actuators.
Piezokeramische Ventilbetätiger arbeiten physikalisch bedingt mit sehr geringen Auslenkungen und sind in ihrem Verhalten verschiedenen Einflussfaktoren unterworfen. Hierzu zählen neben Umgebungsbedingungen auch individuelle Ausgangseigenschaften und durch vorhergehende Einsatzbedingungen laufend geprägte Parameter, wie z. B. die Materialzusammensetzung, der molekulare Strukturaufbauzustand, die Polarisation, der Degradationszustand, Migrationseffekte, Rissbildungen, etc.Piezoceramic valve actuators work physically with very small deflections and are subject to various influencing factors in their behavior. Which includes In addition to environmental conditions, individual output characteristics and parameters characterized by previous operating conditions, such as B. the material composition, the molecular structure structure state, the polarization, the state of degradation, migration effects, cracking, Etc.
Zusätzlich zu den voranstehend genannten Faktoren beeinflussen auch der Justage- und Verschweißzustand anderer an der Dosierung beteiligter Baugruppen bzw. Bauteile des Ventils dessen Dosierverhalten.In addition to The factors mentioned above also influence the adjustment and welding condition Other involved in the dosage assemblies or components of the Valve whose dosage behavior.
Im Anwendungsbereich hochpräziser und/oder schneller Dosierungen, insbesondere kleiner Mengen, wird daher ein erheblicher Aufwand in die individuelle Erprobung, Justage und Wartung von Dosiervorrichtungen investiert.in the Scope of application with high precision and / or faster dosages, especially small quantities, therefore, a considerable effort in the individual testing, adjustment and maintenance invested by dosing devices.
Darüber hinaus bestehen erhebliche Anwendungspotentiale, welche sich aufgrund der Varianz bekannter Dosiervorrichtungen bislang noch nicht wirtschaftlich abdecken lassen.Furthermore There are considerable application potentials, which are due to the Variance of known metering devices not yet economical cover.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dosiervorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, mit reduziertem wirtschaftlichem Aufwand ein optimales Dosierergebnis dauerhaft sicherzustellen.Of the Invention is based on the object, a metering device create that makes it possible with reduced economic effort an optimal dosing result permanently.
Zur Lösung der Aufgabe ist eine Dosiervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgesehen.to solution the object is a metering device with the features of the claim 1 provided.
Der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung liegt die Beobachtung zugrunde, dass selbst Massenfertigungsprozesse unter Aufbringung eines wirtschaftlich vertretbaren Aufwandes keine ausreichend konstanten Produkteigenschaften schaffen können und die Einsatzhistorie einer individuellen Dosiervorrichtung, insbesondere gemessen an der Größenordnung der spezifischen Anforderungen, erhebliche Auswirkungen auf das Dosierergebnis hat.Of the Dosing device according to the invention is based on the observation that even mass production processes under Applying an economically acceptable cost is not sufficiently constant Can create product features and the operational history of an individual metering device, in particular measured by the magnitude of the specific requirements, has a significant impact on the dosing result Has.
Dementsprechend sieht die Erfindung eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen des jeweils aktuellen Funktionszustandes des gestaltenden Funktionsteils vor. Der steuernde Funktionsteil ist mit der Erfassungseinrichtung verbunden, und die Steuerung des gestaltenden Funktionsteils erfolgt durch den steuernden Funktionsteil in Abhängigkeit von dem jeweils erfassten Funktionszustand des gestaltenden Funktionsteils.Accordingly the invention provides a detection device for detecting the current functional state of the functional part in front. The controlling function part is with the detection device connected, and the control of the shaping functional part takes place by the controlling function part depending on the respectively detected Functional state of the shaping functional part.
Durch die Steuerung des gestaltenden Funktionsteils in Abhängigkeit von dem erfassten Funktionszustand des gestaltenden Funktionsteils ermöglicht die Erfindung eine fortlaufende Nachregelung der Dosiereigenschaften der Dosiervorrichtung. Der steuernde Funktionsteil ist mit anderen Worten nicht an einen vorbestimmten Funktionszustand des gestaltenden Funktionsteils gebunden, beispielsweise an den Ausgangszustand des gestaltenden Funktionsteils, sondern er passt sich einer, z. B. betriebsbedingten, Veränderung des gestaltenden Funktionsteils an, um stets ein optimales Dosierergebnis sicherzustellen.By the control of the shaping functional part in dependence from the detected functional state of the functional part allows the invention provides a continuous readjustment of the metering properties the dosing device. The controlling function part is with others Words not to a predetermined functional state of gestformenden Functionally bound, for example, to the initial state of shaping functional part, but it fits one, z. B. operational, change of the shaping functional part, in order to always have an optimal dosing result sure.
Durch die Fähigkeit des steuernden Funktionsteils zur Anpassung an den gestaltenden Funktionsteil ermöglicht die Erfindung eine automatische Abstimmung von steuerndem und gestaltendem Funktionsteil und somit auch eine automatisierte Anfangspaarung von steuerndem und gestaltendem Funktionsteil. Der steuernde Funktionsteil braucht folglich nicht von außen auf einen bestimmten gestaltenden Funktionsteil eingestellt zu werden, sondern er passt sich selbsttätig an den jeweils vorhandenen gestaltenden Funktionsteil an. Hierdurch ist ein Austausch des gestaltenden Funktionsteils in der Praxis erheblich erleichtert und insbesondere unkompliziert und zeitsparend möglich.By the ability the controlling function part for adaptation to the designer Function part allows the invention an automatic vote of controlling and gestaltendem functional part and thus also an automated initial pairing of controlling and gestaltendem functional part. The controlling function part therefore needs not from the outside to be adjusted to a particular shaping functional part, but he adapts himself automatically to the existing formative functional part. hereby is an exchange of the shaping functional part in practice considerably facilitates and in particular uncomplicated and time-saving possible.
Durch die Steuerung des gestaltenden Funktionsteils in Abhängigkeit von dem erfassten Funktionszustand des gestaltenden Funktionsteils ist es der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung ferner möglich, mit einem minimalen wirtschaftlichen Aufwand, der für die Implementierung der Erfassungseinrichtung und der entsprechenden Konfiguration des steuernden Funktionsteils aufzubringen ist, ein gewünschtes Dosierergebnis dauerhaft zu gewährleisten.By controlling the gestaltenden functional part in dependence on the detected functional state of the gestaltenden functional part of the dosing device according to the invention is also possible with a minimal economic Auf wall, which is to be applied for the implementation of the detection device and the corresponding configuration of the controlling functional part to permanently ensure a desired metering result.
Somit erschließt die Erfindung neuartige Dosieranwendungen, für welche herkömmliche Dosiervorrichtungen nicht geeignet waren, da diese aufgrund der bisher fixierten Paarung von steuerndem und gestaltendem Funktionsteil die erforderlichen Dosierergebnistoleranzfenster nicht oder zumindest nicht dauerhaft und/oder nicht wirtschaftlich einhalten konnten.Consequently opens the invention novel dosing applications for which conventional Metering devices were not suitable because these due to the previously fixed pairing of controlling and gestaltendem functional part the required dosing result tolerance window is not or at least not permanently and / or economically.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Zusammenwirkens von Erfassungseinrichtung und steuerndem Funktionsteil kann die Dosiervorrichtung außerdem einen Bewegungs- und Messwerterfassungslauf so vornehmen, dass daraus Informationen zur Erstellung eines optimalen Dosieralgorithmus gewonnen werden. Beispielsweise ist eine gezielte Dosiernadelbewegung mit Protokollierung von Stromaufnahme und Bewegungsablauf denkbar, welche auf die tatsächliche aktuelle Viskosität des zu dosierenden Mediums schließen lässt.With Help the interaction of the invention of detection device and controlling function part can Dosing device as well perform a motion and data acquisition run so that it Information for creating an optimal dosing algorithm can be obtained. For example, a targeted Dosiernadelbewegung with logging of current consumption and movement conceivable, which on the actual current viscosity close the medium to be dosed.
Weist der gestaltende Funktionsteil z. B. eine von dem zu dosierenden Medium umströmte Dosiernadel auf, die durch einen piezoelektrischen Antrieb auf einen Ventilsitz aufdrückbar und von diesem abhebbar ist, so setzt das zu dosierende Medium der Dosiernadel einen gewissen Widerstand entgegen, den der piezoelektrische Antrieb zur Bewegung der Do siernadel überwinden muss. Aus der zur Bewegung der Dosiernadel aufzubringen Kraft, letztlich also aus der Energieaufnahme des piezoelektrischen Antriebs, insbesondere dessen Strom- und Spannungsnahme, lässt sich somit die Viskosität des zu dosierenden Mediums ermitteln.has the framing functional part z. B. one of the to be dosed Medium flowed around Dispensing needle on, by a piezoelectric actuator on a Valve seat aufdrückbar and can be lifted from this, so sets the medium to be dosed the dispensing needle a certain resistance, the piezoelectric drive overcome the movement of the Do siernadel got to. From the force applied to the movement of the dispensing needle, ultimately so from the energy consumption of the piezoelectric drive, in particular its current and voltage, can thus be the viscosity of the metered Determine medium.
Auf diese Weise lässt sich die Viskosität des zu dosierenden Mediums bestimmen und/oder eine möglicherweise kritische Veränderung in dem zu dosierenden Medium detektieren, auf welche die Dosiervorrichtung zur Erreichung des gewünschten Dosierergebnisses mit einer entsprechenden Anpassung des Dosieralgorithmus reagieren kann oder welche eine genauere Überprüfung des zu dosierenden Mediums veranlassen kann. Beides trägt letztlich zur Erreichung eines noch besseren Dosierergebnisses bei.On that way the viscosity determine the medium to be dosed and / or possibly critical change in the medium to be dosed to which the dosing device to achieve the desired Dosing result with a corresponding adjustment of the dosing algorithm can respond or which a closer inspection of the medium to be dosed can cause. Both carry ultimately to achieve an even better dosage result.
Im Ergebnis ist erfindungsgemäß also eine, vorzugsweise zu jedem Zeitpunkt, individuell an den gestaltenden Funktionsteil angepasste und optimierte Steuerung des gestaltenden Funktionsteils vorgesehen. Hierdurch eignet sich die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung insbesondere für eine besonders schnelle Dosierung besonders kleiner Medienmengen, bei welcher unter anderem ventilindividuelle Charakteristika einen erheblichen Einfluss auf das Dosierergebnis haben.in the Result is according to the invention thus one, preferably at any time, individually to the shaping functional part adapted and optimized control of the functional part intended. As a result, the metering device according to the invention is suitable especially for a particularly fast dosage of particularly small quantities of media, in which among other things valve-individual characteristics one have a significant influence on the dosing result.
Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen.advantageous Forms of the invention are the subclaims, the description and to take the drawing.
Gemäß einer Ausführungsform bilden der gestaltende Funktionsteil, der steuernde Funktionsteil und die Erfassungseinrichtung einen Regelkreis. Dies erschließt die Möglichkeit der Implementierung eines Regelalgorithmus, gemäß dem der steuernde und der gestaltende Funktionsteil entsprechend einer geltenden Dosierzielvorgabe die insgesamt vorteilhafteste Parameterverteilung untereinander abstimmen, wie z. B. eine lange Öffnung des Ventils mit flacher Öffnungsflanke anstatt einer kürzeren Öffnung mit steiler Öffnungsflanke; möglichst symmetrische, polarisationsfreundliche Verläufe der Öffnungs- bzw. Schließflanken; etc. Ein derartiger Regelalgorithmus trägt zur dauerhaft zuverlässigen Erreichung eines gewünschten Dosierergebnisses bei, wodurch die Standzeit der Dosiervorrichtung noch weiter erhöht ist.According to one embodiment form the gestaltende functional part, the controlling function part and the detection means a control loop. This opens up the possibility the implementation of a control algorithm according to which the controlling and the forming functional part according to a valid dosing target specification the most advantageous parameter distribution among each other vote, such as B. a long opening of the valve with a flat opening edge instead of a shorter opening with steep opening edge; preferably Symmetrical, polarization-friendly curves of the opening and closing edges; etc. Such a control algorithm contributes to the long-term reliable achievement a desired one Dosing result, whereby the life of the metering device even further increased.
Die in dem Regelkreis verarbeiteten Daten können zusätzlich zu den Daten, die den erfassten Funktionszustand des gestaltenden Funktionsteils kennzeichnen, Daten umfassen, die für den Funktionszustand des steuernden Funktionsteils, für das zu dosierende Medium, für Umgebungsbedingungen und/oder für ein Solldosierergebnis kennzeichnend sind. Somit wird bei der Steuerung des gestaltenden Funktionsteils also nicht nur der Zustand des gestaltenden Funktionsteils berücksichtigt, sondern es werden auch äußere Parameter zur Ermittlung eines optimalen Betriebs des gestaltenden Funktionsteils herangezogen. Diese äußeren Parameter können neben dem gewünschten Dosierergebnis, d. h. also dem Solldosierergebnis, beispielsweise die Art des zu dosierenden Mediums, die Viskosität des zu dosierenden Mediums und/oder die Umgebungstemperatur, etc., umfassen und z. B. durch einen geeigneten Sensor oder eine Kamera erfasst werden, der bzw. die außerhalb der Dosiervorrichtung angeordnet sein kann. Letztlich können alle betriebsrelevanten Charakteristika erfasst und zur Regelungsoptimierung herangezogen werden.The Data processed in the control loop may, in addition to the data containing the identify the detected functional state of the functional part, Include data for the functional state of the controlling functional part, for the dosing Medium, for Environmental conditions and / or for a Solldosierergebnis are characteristic. Thus, in the control the formative functional part so not only the state of the framing Functional part taken into account, but there are also external parameters for determining an optimal operation of the functional part used. These external parameters can next to the desired Dosing result, d. H. So the Solldosierergebnis, for example the type of medium to be dispensed, the viscosity of the medium to be dispensed and / or the ambient temperature, etc., include and z. B. by a suitable sensor or camera is detected, the or the outside the metering device can be arranged. Ultimately, everyone can recorded operational characteristics and for control optimization be used.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Erfassungseinrichtung mindestens ein Erfassungsmittel zum Erfassen mindestens eines den Funktionszustand des gestaltenden Funktionsteils kennzeichnenden Funktionsparameters. Die Erfassung des Funktionszustandes kann dabei durch eine direkte Messung, durch die Interpretation von zeitlichen Ist wertverläufen und/oder durch die Interpretation der Reaktion auf eine gezielte Anregung, z. B. eines, insbesondere piezoelektrischen, Antriebs des gestaltenden Funktionsteils erfolgen.According to a further embodiment, the detection device comprises at least one detection means for detecting at least one functional parameter characterizing the functional state of the shaping functional part. The detection of the functional state can thereby by a direct measurement, by the interpretation of temporal Istverläufen and / or by the interpretation of the reaction to a specific stimulation, eg. B. one, in particular piezoelectric, drive of shaping functional part done.
Bei dem den Funktionszustand des gestaltenden Funktionsteils kennzeichnenden Funktionsparameter kann es sich beispielsweise um die Temperatur des gestaltenden Funktionsteils und insbesondere eines piezoelektrischen Antriebs des gestaltenden Funktionsteils, die Betriebsdauer des gestaltenden Funktionsteils und/oder die Anzahl der Öffnungs- bzw. Schließzyklen des gestaltenden Funktionsteils seit dessen Inbetriebnahme und/oder um die Menge des zu dosierenden Mediums, welches den gestaltenden Funktionsteil seit dessen Inbetriebnahme durchströmt hat, handeln. Dementsprechend kann das Erfassungsmittel einen Sensor, z. B. einen Durchflusssensor und/oder einen Temperatursensor, einen Taktgeber und/oder eine Uhr umfassen. Das Erfassungsmittel ist vorzugsweise in den gestaltenden Funktionsteil integriert.at the characteristic of the functional state of the formative functional part Function parameters may be, for example, the temperature the shaping functional part and in particular a piezoelectric Drive of the shaping functional part, the operating time of the functional part and / or the number of opening or closing cycles the gestaltenden functional part since its commissioning and / or to the amount of medium to be dispensed, which is the formative Flowed through functional part since its startup, act. Accordingly, the detection means may comprise a sensor, z. B. a flow sensor and / or a temperature sensor, a Clock and / or a clock include. The detection means is preferably integrated into the formative functional part.
Alternativ oder zusätzlich kann der den Funktionszustand des gestaltenden Funktionsteils kennzeichnende Funktionsparameter die Strom- bzw. Spannungsaufnahme eines piezoelektrischen Antriebs des gestaltenden Funktionsteils umfassen. So lässt sich aus dem zeitlichen Verlauf der Istwerte von Strom und Spannung beispielsweise auf den Dichtsitzanschlagpunkt schließen, was zur Regelungsoptimierung genutzt werden kann. Mit anderen Worten werden also Stellgrößen, welche zur Beeinflussung des Betriebs des gestaltenden Funktionsteils vorgesehen sind, auch zur Erfassung des Funktionszustandes des gestaltenden Funktionsteils herangezogen.alternative or additionally can the characteristic of the functional state of the gestaltenden functional part Function parameter the current or voltage consumption of a piezoelectric Include drive of the formative functional part. That's how it works from the time course of the actual values of current and voltage, for example close to the seal seat stop point, which helps to optimize control can be used. In other words, so are manipulated variables, which provided for influencing the operation of the gestaltenden functional part are also for detecting the functional state of the creative Function part used.
Darüber hinaus kann der piezoelektrische Antrieb als ein Körperschallmikrofon genutzt werden, in welcher Eigenschaft der piezoelektrische An trieb aus von außen einwirkenden Kräften Signale generiert, die bei der Optimierung des Regelkreises berücksichtigt werden können.Furthermore the piezoelectric drive can be used as a structure-borne sound microphone be, in which capacity the piezoelectric drive from from the outside acting forces Generates signals that are taken into account when optimizing the control loop can be.
Allgemein gesprochen kann der piezoelektrische Antrieb des gestaltenden Funktionsteils selbst also ein Erfassungsmittel der Erfassungseinrichtung bilden und zum Erfassen eines den Funktionszustand des gestaltenden Funktionsteils kennzeichnenden Funktionsparameters dienen.Generally spoken may be the piezoelectric drive of the shaping functional part itself form a detection means of the detection device and for detecting a functional state of the functional part serve characteristic function parameters.
Bevorzugt umfasst die Erfassungseinrichtung zusätzlich zu dem Erfassungsmittel ein Speichermittel zum, insbesondere nichtflüchtigen, Speichern des erfassten Funktionsparameters. In dem Speichermittel können außerdem die Konfiguration des gestaltenden Funktionsteils betreffende Daten und/oder das zu dosierende Medium betreffende Daten gespeichert sein.Prefers comprises the detection means in addition to the detection means a storage means for, in particular non-volatile, storing the detected Function parameter. In the memory means, the configuration of the design-relevant data and / or the dosing Media related data stored.
Sowohl die die Konfiguration des gestaltenden Funktionsteils als auch die das zu dosierende Medium betreffenden Daten können von außen in das Speichermittel eingespeichert werden, beispielsweise vor einer erstmaligen Inbetriebnahme der Dosiervorrichtung oder bei einem Austausch des gestaltenden Funktionsteils. Im Verlauf des weiteren Betriebs der Dosiervorrichtung können die in dem Speichermittel gespeicherten Daten zumindest teilweise durch Daten ergänzt oder aktualisiert werden, die durch das Erfassungsmittel erfasst und/oder von außerhalb der Dosiervorrichtung geliefert werden.Either the configuration of the functional part as well as the The data to be dosed medium data can be stored from the outside into the storage means be, for example, before a first start-up of Dosing device or when replacing the gestaltenden functional part. In the course of further operation of the metering device, the at least partially stored in the storage means Data added or updated by the detection means and / or from outside be delivered to the metering device.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Speichermittel in den gestaltenden Funktionsteil integriert. In diesem Fall handelt es sich bei der Dosiervorrichtung gewissermaßen um eine Dosiervorrichtung mit lokaler Intelligenz. Das Speichermittel kann hierbei z. B. durch einen Flash-Speicher gebildet sein.According to one embodiment the storage means is integrated in the gestaltenden functional part. In this case, the dosing device is effectively one Dosing device with local intelligence. The storage means can hereby z. B. be formed by a flash memory.
Alternativ ist es auch möglich, das Speichermittel außerhalb des gestaltenden Funktionsteils anzuordnen. Beispielsweise kann das Speichermittel in ein Computernetzwerk ausgelagert sein, beispielsweise Internet oder Intranet, an welches die Dosiervorrichtung, beispielsweise über den steuernden Funktionsteil, angeschlossen ist.alternative it is also possible the storage means outside to arrange the shaping functional part. For example, can the storage means be outsourced to a computer network, for example Internet or intranet, to which the metering device, for example via the controlling functional part, is connected.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform steht der steuernde Funktionsteil in einer Lesezugriffsbeziehung oder einer Schreib-/Lesezugriffsbeziehung zu dem Speichermittel. Im Falle einer Lesezugriffsbeziehung kann der steuernde Funktionsteil lediglich Daten aus dem Speichermittel auslesen, um den Betrieb des gestaltenden Funktionsteils entsprechend zu steuern. Im Falle einer Schreib-/Lesezugriffsbeziehung ist es dem steuernden Funktionsteil außerdem möglich, seinerseits Daten in dem Speichermittel abzulegen.According to one another embodiment stands the controlling function part in a read access relation or a read / write access relation to the storage means. In the event of a read access relationship, the controlling function part only Read data from the storage means to the operation of the gestaltenden Function part accordingly. In the case of a read / write access relationship It is also possible for the controlling function part, in turn, data in store the storage medium.
Auf diese Weise wird nicht nur der von dem Erfassungsmittel erfasste Funktionsparameter in dem Speichermittel abgespeichert, sondern es können auch die daraufhin von dem steuernden Funktionsteil vorgegebenen Betriebsparameter in dem Speichermittel abgespeichert werden. Hierdurch ist es möglich, zu einem späteren Zeitpunkt den Betriebsverlauf der Dosiervorrichtung nachzuverfolgen, um beispielsweise die Entstehung und Entwicklung eines schleichenden Defekts der Dosiervorrichtung zu analysieren.On this way, not only is that detected by the detection means Function parameters stored in the storage means, but it can also the then prescribed by the controlling function part Operating parameters are stored in the storage means. hereby Is it possible, for a later Time to track the operation of the metering to order for example, the emergence and development of a creeping Defect the dosing device to analyze.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der steuernde Funktionsteil ausgebildet, um Stellgrößen zu modifizieren, welche den Betrieb des gestaltenden Funktionsteils beeinflussen. Hierdurch ist es möglich, den gestaltenden Funktionsteil so zu steuern, dass die Erreichung eines gewünschten Dosierergebnisses dauerhaft zuverlässig sichergestellt ist. Die Modifikation der Stellgrößen setzt voraus, dass das steuernde Funktionsteil mit dem gestaltenden Funktionsteil kommunizieren sowie kommunizierte Daten lesen und gegebenenfalls auch speichern kann. Zusätzlich ist es möglich, dass der steuernde Funktionsteil über ein Netzwerk, wie beispielsweise Internet oder Intranet, mit einer von der Dosiervorrichtung getrennten Einrichtung kommunizieren kann.According to a further embodiment, the controlling functional part is designed to modify manipulated variables which influence the operation of the functional part that is to be designed. This makes it possible to control the shaping functional part so that the achievement of a desired metering result is permanently reliably ensured. The modification of the manipulated variables requires that the controlling function part with the gestaltenden Function part communicate as well as read data communicated and may also save. In addition, it is possible for the controlling functional part to communicate over a network, such as the Internet or intranet, with a device separate from the dosing device.
Die durch den steuernden Funktionsteil modifizierbaren Stellgrößen können die Stärke eines dem gestaltenden Funktionsteil zugeführten Stroms, die Höhe einer an den gestaltenden Funktionsteil angelegten Spannung und/oder den zeitlichen Verlauf des Stroms bzw. der Spannung umfassen. Hierdurch lässt sich beispielsweise ein piezoelektrischer oder elektromagnetischer Antrieb des gestaltenden Funktionsteils gezielt ansteuern, um einen optimalen Betrieb des gestaltenden Funktionsteils und somit ein gewünschtes Dosierergebnis zu erzielen. Wie bereits erwähnt, können diese Stellgrößen auch als Erfassungsgrößen verwendet und zur Ermittlung des Funktionszustandes des gestaltenden Funktionsteils herangezogen werden.The can be modifiable by the controlling function part manipulated variables, the Strength a power supplied to the shaping functional part, the height of a voltage applied to the shaping functional part and / or the Include time course of the current or the voltage. This is possible For example, a piezoelectric or electromagnetic drive the design of the functional part targeted to optimally Operation of the shaping functional part and thus a desired Dosing result to achieve. As already mentioned, these manipulated variables can also used as acquisition variables and used to determine the functional state of the formative functional part become.
Wie ebenfalls bereits erwähnt, kann der gestaltende Funktionsteil ein Ventil, insbesondere ein piezoelektrisch angetriebenes Ventil oder ein elektromagnetisch angetriebenes Ventil, umfassen.As also already mentioned, the shaping functional part can be a valve, in particular a piezoelectric one driven valve or an electromagnetically driven valve, include.
Das zu dosierende Medium kann flüssig und/oder gasförmig sein und/oder einen Feststoff enthalten. Beispielsweise kann es sich bei dem zu dosierenden Medium um eine Lotpaste, einen Füllstoff, wie er z. B. in der Flip-Chip-Technologie als wärmeleitender Isolator verwendet wird, einen Wärmekontaktvermittler, einen elektrischen Kontaktvermittler, einen Haftvermittler, einen Reinigungsstoff, einen Reinigungshilfsstoff, ein Desinfektionsmittel, ein Reagens für eine Oberflächenbehandlung, einen Klebstoff, ein Medizinprodukt oder um Kraftstoff handeln. Das zu dosierende Medium kann umweltgefährdende Eigenschaften aufweisen, und die Dosiervorrichtung kann für einen Einsatz in einer explosionsgefährdeten Umgebung ausgebildet sein.The medium to be dosed can be liquid and / or gaseous be and / or contain a solid. For example, it can in the medium to be dosed by a solder paste, a filler, as he z. B. used in flip-chip technology as a thermally conductive insulator becomes, a thermal contact mediator, an electrical contact mediator, a primer, a Cleaning agent, a cleaning adjuvant, a disinfectant, a reagent for a surface treatment, an adhesive, a medical device or fuel. The medium to be dosed may have environmentally hazardous properties, and the metering device can for trained an insert in an explosive environment be.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich besonders gut zur Dosierung eines Mediums, welches eine Viskosität von weniger als 100 Pa s und insbesondere weniger als 10 Pa s oder sogar weniger als 1 Pa s aufweist, mit anderen Worten also für niederviskose Medien.The inventive device is particularly suitable for dosing a medium, which is a viscosity of less than 100 Pa s and in particular less than 10 Pa s or even less than 1 Pa s, in other words low-viscosity Media.
Darüber hinaus eignet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung besonders gut zur Dosierung von Kleinstmengen eines Mediums, wobei das kleinste getrennt dosierbare Einzelvolumen beispielsweise unter 0,1 ml oder sogar unter 1,0 μl liegen kann.Furthermore the device according to the invention is suitable especially good for dosing small amounts of a medium, wherein the smallest separately metered single volume, for example, under 0.1 ml or even below 1.0 μl can lie.
Weiterer Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein Verfahren zum Dosieren eines Mediums mit den Merkmalen des Anspruchs 22, durch welches sich die voranstehend genannten Vorteile entsprechend erzielen lassen. Vorteilhafte Ausbildungen des Verfahrens ergeben sich ebenfalls aus den voranstehenden Ausführungen.Another The invention is also a method for dosing a medium having the features of the claim 22, by which the advantages mentioned above accordingly achieve. Advantageous embodiments of the method result also from the above.
Entsprechend den voranstehenden Ausführungen ist außerdem ein Verfahren zum Ermitteln der Viskosität eines zu dosierenden Mediums mit den Merkmalen des Anspruchs 25 Gegenstand der Erfindung, durch welches sich auf besonders einfache Weise die Viskosität eines zu dosierenden Mediums ermitteln lässt. Die ermittelte Viskosität kann z. B. zur Optimierung des Dosierergebnisses herangezogen werden.Corresponding the foregoing is also a method for determining the viscosity of a medium to be metered with the features of claim 25 subject of the invention, by which in a particularly simple manner, the viscosity of a can be determined to metered medium. The determined viscosity can, for. B. be used to optimize the dosing result.
Nachfolgend wird die Erfindung rein beispielhaft anhand vorteilhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Es zeigen:following the invention is purely exemplary by way of advantageous embodiments with reference to the attached Drawing described. Show it:
In
Bei
dem Ventil
Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist das Ventil
Handelt es sich bei dem zu dosierenden Medium um Kraftstoff, z. B. Benzin oder Diesel, eignet sich die Dosiervorrichtung beispielsweise zur Verwendung in einer Kraftstoffeinspritzanlage eines Kraftfahrzeugs.These it is in the medium to be dosed to fuel, eg. Gasoline or diesel, the metering device is suitable for example for Use in a fuel injection system of a motor vehicle.
Grundsätzlich ist es bei einer entsprechenden Konfiguration der Dosiervorrichtung auch möglich, ein höher viskoses, d. h. zähflüssigeres, Medium zu dosieren und/oder größere Einzelvolumina zu dosieren. Anstelle von Kraftstoff kann es sich bei dem Medium außerdem um ein anderes flüssiges Medium, beispielsweise einen Klebstoff oder ein Medizinprodukt, oder um ein gasförmiges Medium handeln. Darüber hinaus kann das zu dosierende Medium einen Feststoff enthalten.Basically it with a corresponding configuration of the metering device also possible, a higher one viscous, d. H. more viscous, Medium to dose and / or larger individual volumes to dose. Instead of fuel, it may be in the medium Furthermore another liquid Medium, for example an adhesive or a medical device, or a gaseous one Act medium. About that In addition, the medium to be dosed may contain a solid.
Zum
Steuern des Ventils
Darüber hinaus
ist die Ventilsteuerung
Die
Erfassungseinrichtung
Darüber hinaus
kann die Erfassungseinrichtung
Die
von der Erfassungseinrichtung
Beispielsweise
sind die Höhe
und der zeitliche Verlauf der Versorgungsspannung bei einem piezoelektrischen
Antrieb
Die
Ventilsteuerung
In
Das
Speichermittel
Wie
Da
bei der in
Demgegenüber zeigt
Damit
die Ventilsteuerung
Die
Verbindung
Alternativ
zu der in
Darüber hinaus
besteht grundsätzlich
die Möglichkeit,
im Unterschied zu den in
- 1010
- VentilValve
- 1212
- Leitungmanagement
- 1414
- piezoelektrischer Antriebpiezoelectric drive
- 1616
- austretendes Mediumleaking medium
- 1818
- Ventilsteuerungvalve control
- 2020
- Erfassungseinrichtungdetector
- 2222
- erster Sensorfirst sensor
- 2424
- zweiter Sensorsecond sensor
- 2626
- Speichermittelstorage means
- 2828
- Verbindungconnection
- 3030
- Verbindungconnection
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