配量系统、配量方法和制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于液态乃至粘稠的配量材料或待配量介质的配量系统，该系统 包括具有排出口的喷嘴，在喷嘴的区域中可运动地设置有密闭元件，密闭元件沿喷出和/ 或退回方向运动。本发明还涉及一种用于这种配量材料的配量方法和一种用于这种配量系 统的制造方法。
【背景技术】
[0002] 液态乃至粘稠的配量材料（例如粘合剂、颜料、印刷清漆、绑定在胶粘剂系统中的 导电物质（例如焊膏）、用于LED的转换材料等（即，大多是具有高填料组分，特别是陶瓷填 料的粘稠的膏））的给出是用来有针对性地将这样的配量材料涂覆到目标表面上。例如，有 针对性地、精确地为电子电路板配设导电物质，这可以替代相对不灵活的过程，例如掩模过 程或刮板过程。在此，特别富有挑战性的是高精度地、即在正确的时间、正确的地点并以准 确的配量数量将配量材料输送到目标表面。这例如可以通过配量系统的喷嘴以液滴的形式 给出来实现，在此，液滴的大小和/或数量可以通过喷嘴的作用尽可能准确地预先设定。替 代地，也可以使配量物质成束状地喷涂或成雾状地喷出。
[0003] 专利文献US 6450416 Bl描述了一种前述类型的配量系统，其中，压电执行器与推 杆（StiMkU骨塞）连接并使推杆沿喷出和/或退回方向运动。这种系统可以实现高精细 的且非常快速的推杆运动。然而这种系统的缺点在于，压电执行器的可能非常快速的往复 运动可能会在配量系统中激起振动，这种振动大大降低了运转安静性，并要求配量系统具 有强大的机械性。
【发明内容】
[0004] 因此，本发明的目的是提出一种前述配量系统的改进方案。在此，特别是减少了振 动和/或配量系统的机械应力和/或配量系统的各个组件的机械应力。
[0005] 本发明的目的通过一种如权利要求1所述的配量系统、一种如权利要求14所述的 配量方法和一种如权利要求15所述的制造方法来实现。
[0006] 根据本发明，密闭元件与至少两个压电执行器相联接，这些压电执行器以相反方 向连接，使得第一压电执行器当其在运行中伸展时使密闭元件沿退回方向运动，而第二压 电执行器当其在运行中伸展时使密闭元件沿喷出方向运动。
[0007] 在此可以不间接地或者说直接地实现密闭元件的联接，即，密闭元件例如直接与 第一压电执行器和/或第二压电执行器连接，或者根据具体的结构被保持在这些压电执行 器之间。同样，密闭元件也可以例如通过合适的联接元件或连接元件、导杆或其他的机构不 直接或者说间接地与第一压电执行器和/或第二压电执行器联接。
[0008] 也就是说，通过本发明可以实现一种推-推装置，压电执行器中的其中一个总是 (直接或间接地）推动密闭元件或沿所要求的方向压迫密闭元件。即，在第一执行器扩张并 沿两个方向中的一个方向推动密闭元件期间，第二执行器收缩并因此释放出使密闭元件沿 所要求的方向运动所需要的空间。如果密闭元件应该沿另一方向运动，则使执行器的功能 反转，即，第二执行器扩张并推动密闭元件，而第一执行器收缩并释放空间。
[0009] 因为压电元件通常是能够承受压力的，与此相反，拉伸负荷则会快速地导致压电 元件损坏或完全毁坏，所以通过该方式可以提供一种特别稳定的压电执行系统。
[0010] 在此，特别优选可以将执行器的尺寸、设置和控制设计为，使收缩的执行器始终在 施加（小的）反压力，并由此向扩张的压电执行器提供一定的预紧，以使扩张的压电执行器 在运动结束时不会过度地摇荡并避免内部的张力或使其最小化，内部张力可能导致压电元 件损坏。在这种情况下，也就是在密闭元件既沿喷出方向运动又沿退回方向运动时，由两个 执行器相互施加反方向的压力，在此，当前的压力差决定了当前的运动方向。这将使得密闭 元件以高频和非常陡的传送（Flanken)特别快速地运动。
[0011] 根据本发明的用于配量材料的配量方法借助于配量系统来进行，配量系统包括具 有排出口的喷嘴，在喷嘴的区域中，密闭元件通过第一压电执行器的伸展沿退回方向运动， 并通过第二压电执行器的伸展沿喷出方向运动，以从喷嘴喷出配量材料。
[0012] 根据本发明的用于配量系统的制造方法至少包括以下步骤：
[0013] 提供具有排出口的喷嘴，
[0014] 将密闭元件可运动地设置在喷嘴的区域中，
[0015] 使密闭元件与至少两个压电执行器相联接，在此，这样设置压电执行器并使其与 密闭元件相联接，以便当第一压电执行器在运行中伸展时能够使密闭元件沿退回方向运 动，而当第二压电执行器在运行中伸展时能够使密闭元件沿喷出方向运动。
[0016] 被设定为密闭元件的是由一部分或多部分组成的元件，其优选具有例如柱形的长 形形状，例如使用硅制成的推杆。但是密闭元件也可以是圆形的或椭圆形的，其可运动地设 置或支承在密闭通道中。密闭元件可以设置在密闭通道中，空心体中、优选在柱形空心体 中，空心体在其内部限定、也就是围成空腔，在空腔的内部将密闭元件至少局部地设置为， 密闭元件可以在本发明的意义下"封闭"空腔。然而在此应该注意的是：这种封闭效应较为 复杂，并且其不是由利用密闭元件对空腔进行完全密封来形成：根据本发明的配量系统是 一种开放的系统，后面还将对此进行详细说明。
[0017] 如上所述，根据本发明的配量系统具有用于自动控制密闭元件的运动的执行系 统，在此，执行系统包括至少两个压电执行器。相对于其他的机械系统、电动机械系统或气 动/液压系统，压电执行器的优点基本在于具有非常精确、快速的可控性，特别是较短的反 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，被定义为执行器的构 件是指：其尽管是由多个元件构成，例如多个上下相叠地分层或平行并排设置的压电晶体 或晶体层或类似的执行元件，然而它们构成一联合体（Verbund)，该联合体作为整体由控制 单元控制，也就是说例如具有共有的电连接件，用于控制联合体所包含的各个元件。在此， 这些执行器元件可以例如分别以串联电路的方式起作用，即，例如累加压电元件的扩张或 彼此并联，即，例如将执行器元件并联，以便增加有效的压力面。即使对于多个并行的执行 器元件时，也可以再将这些执行元件分别构造为串联连接的压电元件的堆（所谓的压电堆 /组）。
[0018] 本发明的其他特别优选的实施方式和扩展方案由从属权利要求以及下面的说明 给出。在此，还可以根据针对喷嘴或配量装置的从属权利要求和根据下面所描述的实施方 式对该方法做进一步的扩展，反之亦然。在此，还可以对各种实施方式的特征进行任意的组 合，以便在本发明的框架下得到新的实施方式。
[0019] 优选将第一压电执行器和第二压电执行器设计和设置为，使密闭元件的喷出方向 和退回方向基本上位于压电执行器的作用方向轴线上，也就是平行或优选同轴于压电执行 器的作用方向轴线。在此，执行器的作用方向轴线是指（虚拟的）轴线，执行器可以沿该轴 线具有它们的主要的扩张方向，并在该方向上施加所要求的压力或作为压力元件施加它们 的作用。执行器的作用方向轴线与密闭元件的喷出和/或退回方向的这种平行、特别是同 轴的对齐使得在