专利名称：用于涂敷可自由流动介质的电涂敷喷头以及涂敷可自由流动介质的涂敷设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于涂敷可自由流动介质的涂敷喷头，以及至少包含该涂敷喷头的涂敷设备。具体地说，它涉及涂敷粘合剂和热熔胶的使用。本发明也可用于冷胶或者包含侵蚀性(例如，腐蚀性)组分的胶粘剂的受控涂敷。本申请要求申请日为2010年I月27日的欧洲专利局EP10151806. 6专利申请的优先权。
背景技术：
在众多工业的制造过程中，粘合剂、密封剂、以及类似的可自由流动介质被使用，所述介质以流体形态涂敷或喷洒到工件或基片上。相应的涂敷喷头必须是强健的，并且允许精确地、高精度涂敷所述介质。所述涂敷 喷头同时还可以快速开关，以便能够分配粘合剂的施加量，或者把它们精确地涂敷成为点状或条状。此外，所述涂敷喷头不能过大，因为相应的涂敷设备中的可用空间常常是有限的。此外，可以灵活地使用这些涂敷喷头，并且可以根据需要改装，或者可以优选地在控制器上切换或监测。如果所要处理的是热熔胶，还要面临另一问题。因此，例如涂敷喷头内部的高热会损坏驱动单元。还有些类型的胶粘剂含有侵蚀性的添加剂。例如，胶粘剂的pH值可以因而处于酸性范围内。胶粘剂还可能含有腐蚀性或磨蚀性活性组分。必须采取适当的措施以便保护涂敷嗔头。这里呈现的问题是要提供一种操作精确并且可靠的涂敷喷头，以避免或者完全革除现有已知解决方案所存在的部分缺陷。
发明内容
本发明通过根据权利要求I所述的涂敷喷头和根据权利要求6所述的带有相应控制模块的涂敷设备解决上述问题。本发明的第一涂敷喷头特别设计成用于涂敷可自由流动介质。它包括在涂敷喷头的内部的(喷嘴)腔和喷嘴针、针阀或滑阀(这里总称为“活动元件”)，所述活动元件以可活动的方式安装在喷嘴腔的内部。所述活动元件每次动作下就短时释放出口孔。所述的涂敷喷头还可以以相反的方式动作，在这种方式下，所述的活动元件每次动作下就短时闭合出口孔。设置供给通道，所述的供给通道连接到(喷嘴)腔，并且可以与供给管路的流体连接。可以通过所述的供给管路和供给通道把可自由流动介质引入(喷嘴)腔。驱动器用于产生所述活动元件的开启动作或闭合动作。设置杠杆臂，所述杠杆臂的第一末端以可活动的方式连接到所述活动元件的尾端，所述杠杆臂的第二末端连接/耦合到驱动器。此外，涂敷喷头包括带有膜片的膜片悬架。所述的杠杆臂以基本上垂直的方式，穿过跨越所述膜片悬架膜片的表面。使用膜片的目的是使杠杆臂以可活动的方式连接到涂敷喷头。此外，膜片悬架用作密封件，以阻止可自由流动介质从(喷嘴)腔逸出。此外，所述的膜片优选地采用对自由流动介质有抵抗力的材料。在所有的实施例中，膜片优选地具有耐热和/或抗腐蚀和/或耐磨性和/或对介质M中的化学添加剂有抵抗力。根据实施例，所述的膜片可以包括至少一个密封圈，所述的密封圈用作密封件，并且用于使膜片被弹性地夹持在涂敷喷头中。本实施例可用于本发明所有的实施例，例如，为逸出的粘合剂提供更好的密封。在特别优选的实施例中设有金属膜片，所述金属膜片可以特别快速地执行往返动作，以允许快速打开或闭合出口孔。这样的金属膜片特别适合于位于高频的交变载荷，即用于需要非常快速地打开或闭合的实施例。金属膜片特别有利，并且可用于本发明的所有实施例。本发明非常特别地适合于热塑性(热熔性)粘合剂。然而，它也适合于各类侵蚀性的胶以及例如冷胶。
在从属权利要求中，还提出了本发明另外有利的实施例。
基于以下示范性的实施例，并部分地结合附图，对本发明的细节和优点加以更详细的描述。所有的图都是示意图，并非按比例绘制，相应的结构元件在不同的图中以相同的标号表示，即使它们在细节上设计为不同的形式。其中图I为本发明的第一实施例的立体示意图；图2为本发明的另一实施例的剖视示意图；图3A为本发明的另一实施例的膜片的俯视图；图3B为本发明的另一实施例的膜片悬置的剖视图；图4为本发明的另一实施例的放大剖视示意图；图5为本发明的另一实施例的侧视示意图；图6A为本发明的另一实施例的局部示意图，图中可以辨识驱动器和涂敷喷头之间优选的热解耦连接；图6B为图6A的局部放大图；图7A为活动元件的示范性动作轨迹(动作P)的示意图；图7B为对应的驱动器侧动作轨迹(动作PI)的示意图；图8为另一仅有两个参数的驱动器侧动作轨迹(动作Pl)的示意图；图9为另一有四个参数的驱动器侧动作轨迹(动作Pl)的示意图；图10为本发明的另一实施例的首1J视不意图，基于图2所不的实施例，不意性地表明控制模块和控制回路的细节。
具体实施例方式以下将在第一实施例的基础上描述本发明的原理。图I显示涂敷设备100，所述的涂敷设备100具有多个排成一行的涂敷喷头15，喷嘴出口孔12，以及可独立开关控制的粘合剂供给管路16。也可以使用其它的出口孔12代替图中所示的喷嘴出口孔12。出口孔12的形状、配置和设计，可能取决于涂敷喷头15内部是否有用作活动元件11的喷嘴针、针阀或滑阀。每一出口孔12设置在各自的涂敷喷头15。每一涂敷喷头15是专为涂敷可自由流动介质M而设计的，尤其适用于粘合剂的涂敷，所述的涂敷喷头15内部包括(喷嘴)腔10。在所示的例子中，在(喷嘴)腔10的内部装配有喷嘴针11，所述的喷嘴针11可以在(喷嘴)腔10的内部上下移动，通过喷嘴针11的开启动作P释放出口孔12。图2展示了指向朝上的箭头P。沿箭头方向P的开启动作提升喷嘴针11，所述的喷嘴针释放出口孔12，以便介质M可从喷嘴腔10排放到出口孔12。在图I中，四个涂敷喷头15同时不断地分配介质M形成带状的网(珠)。所述的带状是由于纸幅K或者工件或基片的传送动作产生的。相应的动作方向由V确定。图I显示(多通道的)控制模块50，所述控制模块通过控制连接52 (也称为控制操作连接)，在控制关系上连接到驱动器20。该控制模块50可用于所有的实施例。
在所述涂敷喷头的内部设有连接到(喷嘴)腔10的供给通道13 (例如，参见图2)。所述的供给通道13可以与供给管路16流体连接(例如，参见图1)，从而可以把可自由流动介质M引入(喷嘴)腔10。图I中展示了四条独立的供给管路16。然而，多个涂敷喷头15也可以用一条公用的供给管路16。此外，设置用于引发喷嘴针11的开启动作P的驱动器20。在图I中，所述的驱动器20附着或通过法兰连接到涂敷喷头15上。优选地，所述的驱动器20包括对应于每个涂敷喷头15的独立的驱动器20，以便每个出口孔12能够单独打开或闭合(即与其他无关)。在本实例中使用多通道控制模块50，所述的多通道控制模块对应每个驱动器20具有一个通道。例如，在一些实施例中，如图2所示，其中，所述的驱动器20最好被设置在与涂敷喷头15分隔开的位置。然而，在驱动器20与涂敷喷头15之间的配置关系中，重要的是彼此的间距被精确确定并且是稳定的，这一点适用于图I和图2的配置方案。这方面是重要的，因为任何空间变化都会对杠杆臂30的功能或操作方式有影响。有关杠杆臂30的细节将在以下做出说明。在另一个实施例的基础上将进一步做详细说明，该实施例在图2中以剖视图表示。图2显示穿过单独的涂敷喷头15的剖视图，其中，所述的驱动器20被设置在分隔开的位置(即，在空间上分隔开)。根据本发明，所述的涂敷喷头15包括对应于每个驱动器20的杠杆臂30，所述杠杆臂30的第一末端31，以可活动的方式连接到喷嘴针11或另外的活动元件的尾端，所述杠杆臂30的第二末端32连接到驱动器20。使用具有膜片悬架33的膜片34，所述的杠杆臂30穿过具有膜片悬架33的膜片34。使用膜片悬架33的目的在于使杠杆臂30以可活动的方式连接到涂敷喷头15。此外，膜片悬架33用作密封件，以阻止可自由流动介质M从(喷嘴)腔10逸出。也就是说，膜片34或膜片悬架33，分别具有双重功能。此外，取决于膜片34的设计，对介质M的温度、腐蚀、磨损以及化学添加剂具有防护功能。接下来的细节显示该实施例的区别特征。然而，这些细节也适用于所有其它的实施例。所述的(喷嘴)腔10是这样实现的在(喷嘴)腔10的较低的区域，靠近出口孔12的位置，分别为喷嘴针11的尖端18设置阻断点17或者阻断面(也称为针底座)。在图2中，所述的喷嘴针11展示为闭合位置，即，喷嘴针11的尖端18密封地坐落在阻断点17上，没有介质M可以通过出口孔12逸出。一旦喷嘴针11被张口动作P沿Z轴方向抬高，出口孔12被释放，介质M就可以排出。喷嘴针11以可活动的方式(如同肘接连接)，连接到杠杆臂30的尾端14的部位。喷嘴针11或多或少“悬荡”在喷嘴腔10中。因为喷嘴腔10和喷嘴针11的下部(靠近阻断点17的区域)在执行中制成旋转对称的圆锥形，喷嘴针11在沿-Z轴方向向下移动时是中心导向的。此外，从供给通道13通过(喷嘴)腔10流向出口孔12方向的介质M，有助于各个喷嘴针11的稳定和自动定心。这种“悬荡”安装或者悬置结构可用于所有的实施例。杠杆臂30在此这样执行，它包括扁平的、矩形或条状的杆，在所述杆上优选地设有若干孔39。这些孔39用于使所述杆的重量更轻，以便减少被加速的量。此外，这些孔39可以使驱动器20的连接点A变换位置。因此，如果要加长有效杠杆臂，可以把驱动器20(或者各自的连接点A)进一步向第二末端32方向移动，反之亦然。在显示的例子中，驱动器20几乎位于末端32，S卩，有效杠杆臂相对较长。驱动器20 (或者各自的连接点A)越是向靠近膜片悬架33的方向移动，有效杠杆臂越短。在杠杆臂长的情况下，发生减速传动，即，一个大的动作Pl反相引起一个小的动作P。在图2中，减速因子大约是5:1 (S卩，动作Pl的绝 对值大约是动作P的绝对值的5倍)。在小杠杆臂的情况下，发生增速传动，即，一个小的动作Pl反相引起一个大的动作P。在所有的实施例中，优选使用具有减速因子在2 1和10 1之间的减速传动。然而，杠杆臂30也可以是任何其它形状的棒状或杆状物。杠杆臂30优选地由抗扭曲材料制造。此外，杠杆臂30要尽可能的轻，以便使被移动或被加速的量更小。在所有实施例中，膜片34用作动作学上的支撑，用于承载/悬置杠杆臂30的一部分量。此外，在所有的实施例中，膜片34构成杠杆臂30的精确支点或倾斜点(称为虚拟枢轴线)。由于这个特殊的膜片支架34，杠杆臂30也可以称为〃自由浮动〃的杠杆。为了使杠杆臂30能悬置或保持在膜片悬架33中，在所示的实施例中，杠杆臂30上设置圆柱形杆40。所述圆柱形杆40挤压或夹持着膜片34，从而使杠杆臂30悬置固定在膜片34上。从图4可以推断出典型优选设置的详细结构。这种悬置结构可应用到所有的实施例中。此外,如图2和图4所不,膜片34可包括一或两个密封圈35,所述的密封圈35使膜片34被弹性地夹在涂敷喷头15中。所述的密封圈35是可选的。为了到达夹紧的目的，涂敷喷头15可以包括可卸件或盖子(图中未显示细节)。如果去除所述的可卸件或盖子，包括可选密封圈35的膜片34就可以被插入。然后，再扣紧上述的可卸件或盖子，膜片34就被夹持住。如图4所示，在膜片34的后侧，也就是远离(喷嘴)腔10的一侧，设置可选的压力连接部件38，所述的压力连接部件38用于膜片34的机械止动。通过这个优选实施例，在喷嘴腔10中压力过大的情形下，防止膜片34过度伸长。在所有的实施例中，膜片34最好这样设计和设置，即仅仅使其弯曲拉紧，从而延长其使用寿命。在各种各样的实施例中，优选地使用金属膜片34，所述的金属膜片34特别适合于位于高频的交变载荷。无论膜片34是由金属制成的整体膜片表面，还是带有金属层/金属蒸气沉积的平面膜基片(例如，由塑料制成的)，都被称为金属膜片34。此外，如图2和图4所示，由驱动器20引起的反向动作Pl使喷嘴针11产生相反的开启动作P。因此，所述的杠杆臂确保所述的减速或增速传动以及动作换向的限定。
图3A显示了膜片34的优选实施例的详细信息。所述的膜片34包括槽36以增加其弹性。此外，设有中心通道37，处于安装状态的杠杆臂30延伸穿过中心通道。密封圈35的位置表示在图3A中。膜片34的这种设计特别适合于金属膜片34，其目的是提供金属膜片34所需要的弹性。通过对槽36的专门设置，在3点钟和9点钟的位置形成两个小通道42，所述槽36几乎是一个完整的圆。这两个小通道42使膜片34的内部部分41可弯曲，膜片34的内部部分41也就是由槽36的径向边界限定的圆形区域。这两个小通道42结合膜片34的内部部分41，类似定义了一条虚拟枢轴线VA。该虚拟枢轴线VA在图3中用点划线表示。图3B显示膜片悬架33的优选实施例的详细信息。在这里可以看到杠杆臂30在膜片34上的固定结构。该固定结构通过杆40实现。在所示的实施例中，杆40的内部是中空的，以便减轻重量。为了使介质M不会通过杆40的内部逸出，例如，可以在杆40的两端设置盖帽43或密封元件。虚拟枢轴线VA的位置也被表示在图3B中。图3B中展示的详细信息可以应用于所有的实施例。 图5显示本发明的另一实施例的详细信息。这里以不同的方式选择元件的配置结构，但功能是相同的。驱动器20的线性动作被转换成位于涂敷喷头15的内部的喷嘴针11的开启动作。所述的驱动器20也是与涂敷喷头15分开执行(也就是空间分离的)，如同在图2中一样。在所述的各个实施例中，电磁式/气动式/压电式驱动器适合作为驱动器20，所述的驱动器20按照需要的频率产生相应的线性动作Pl (上下动作)，通过高效率的活动杠杆臂30中继传递，减速或增速传动到喷嘴针11，并在那里引发线性动作P。然而，对于压电式驱动器20来说，优选地采用增速传动操作，以便把压电式驱动器的非常小的动作，转换为足够大的开启或闭合动作P。根据音圈电机或洛伦兹线圈(Lorentzcoil)的原理构建电磁式驱动器20，该电磁式驱动器20自身已经获得了证明是。在这种情况下，I :1的杠杆传动比或者减速传动特别适合在这个实例中作为有效传动比。音圈电机或洛伦兹线圈可用于所有的实施例。一个音圈驱动器20的优点在于它在空闲状态时是断电的，也就是说，其功耗比早先的涂敷喷头小。喷嘴尖端18或出口孔12沿Z轴方向的行程，优选地大约在O. I毫米和I毫米之间。因此，在I :1杠杆传动比的情况下，驱动器20必须产生相应的反相动作P1，其行程为
O.I毫米至I毫米。随着对驱动器20的适当控制，例如，通过驱动模块21和/或控制模块50，可以设置或甚至是调节喷嘴针11或者另外活动元件的动作特性；所述的驱动模块21可以设置在驱动器20附近，如图5所示的例子。如果需要，可以存储适当的动作曲线，以便使喷嘴针11在它碰到阻断点17之前不久被减速。这一措施可以延长喷嘴针11和涂敷喷头15的使用寿命。相应的驱动模块21和/或控制模块50可以用于所有的实施例。可选择的杠杆减速传动比越大，喷嘴针11被移动的精确度越高，因为驱动器20的大动作Pl被减速成为喷嘴针11的小动作P。但是，这种较大的减速传动比的缺点在于延长了驱动侧所覆盖的行程，从而可能缩减喷嘴针11的开启和闭合动作各自可达到的频率或最大周期。
图7A所示为活动元件11的示范性动作轨迹(动作P)的示意图。动作轨迹P (t,Z)由若干线段组成。在实践中，优选地使用具有曲线路径的动作轨迹P (t，z)。在此，动作轨迹P (t，z)是时间t和距离Z的函数。在此，开启和闭合的周期具有持续时间T。例如，所述的持续时间T在此被分解为10个等长度的周期单元。示范性动作轨迹P (t，z)可随后再做描述。在时间t=0的点，活动元件11沿正Z轴方向开始动作，以便释放出口孔12。所述的动作是线性的，并在9T/10时到达最高点Z=7 (例如，Z轴的单位可指定为毫米或者别的单位)。在点(t=9T/10，Z=7)开启动作结束并发生方向翻转，所述的翻转动作实际上并非如示意图所示的那样突然发生。闭合动作最好是非常陡峭，因为大力快速地闭合出口孔
18,对于胶滴断流(tear-off)的表现来说是重要的。在此，曲线在点(t=9T/10, Z=7)和点(t=T, Z=O)之间的延伸是线性的。然而，这一延伸最好是非线性的，例如，通过具有非线性特征的适当的膜34可以实现非线性延伸。只要到达点(t=T，Z=0)，闭合动作就结束，也就是说，在t=T,活动元件11已经再次到达Z=O的闭合位置。图7B所示为对应的驱动器侧动作轨迹Pl (t，Z)的示意图。曲线Pl (t，Z)对应 于曲线P (t，Z)，在此，曲线Pl (t，Z)已经受减速传动因子5的作用沿Z轴方向展宽。此夕卜，Pl (t，Z)沿-Z轴方向延伸。当然，如果独立部件组成的系统是无限刚性的，并且如果没有传动、磨擦或其它损失和误差，曲线Pi (t，z)只对应于曲线P (t，z)。图7B指出减速传动比引起的展宽(沿Z轴方向)，所述的展宽可以提高参数化能力和/或操控的能力。曲线P (t，Z)的完全参数化(如果曲线P (t，Z)是由若干直线段构成的连贯曲线)，可由如下的数值对矩阵给出(t=0, Z=O)(t=4T/10, Z=D(t=6T/10, Z=3)(t=9T/10, Z=7)(t=T, Z=O )。曲线Pl (t，-Z)的完全参数化(如果曲线Pl (t，-Z)是由若干直线段构成的连贯曲线)，可由如下的数值对矩阵给出(t=0, -Z=O)(t=4T/10, -Z=5)(t=6T/10, _Z=15)(t=9T/10, -Z=35)(t=T, -Z=O ) o图8所示为对应的驱动器侧动作轨迹PI* (t, -Z)的示意图,在此,动作轨迹仅仅由两个参数PA和PB确定。在此，驱动器侧动作轨迹PI* (t，-Z)仅仅具有从(t=0，-Z=O)到(t=7T/10，-Z=35)的线性开启动作，以及从(t=7T/10，-Z=35)到(t=T，-Z=O)的陡峭的(也就是，更迅速的)线性闭合动作。显然，对动作轨迹的说明只适用于为参数化预定义两个以上的参数的情况。在所有实施例中，参数PA和PB优选为与距离有相关的参数。图9所示为对应的驱动器侧动作轨迹PI* (t,-Z)的示意图,动作轨迹由四个参数PA、PB、PC和PD确定。图9中的动作轨迹Pl (t，_Z)对应于图7B中的动作轨迹Pl (t，_Z)。在参数化的过程中，在所有的实施例中，除指定/预先确定参数(或各数值对)、最高点、以及斜率改变点之外，还可以预定义更多的参数。例如，这些更多的参数可描述两对数值对之间的曲线延伸。举例来说，更多的参数还可以确定周期长度T和/或计时(例如，T/10)。在优选的实施例中，在驱动器20的驱动侧的智能控制器(例如，以驱动模块21和/或控制模块50的形式)是这样设计的，可观测注入驱动器20的电流。当电流增加的时候，该电流增加表示所述的喷嘴针11或活动元件触及所述的阻断点17。通过智能控制模块50，可以执行存储在驱动模块21中的渐变适应的动作轨迹，该动作轨迹可以通过引用的参数化在所有的实施例中进行定义；当电流信号指示所述的电流增加现象出现的比以前推迟时，动作轨迹使驱动侧上的动作Pl随之增加，从而补偿针尖端18的磨损。这是因为电流增加现象出现的较迟，意味着针尖端18触及阻断点17比以前较迟。这样表示为磨损的现象。使用这样的智能控制器(例如，以驱动模块21和/或控制模块50的形式)可以延长涂敷喷 头15的使用寿命，因为可以稍迟更换喷嘴针11或活动元件。在优选的实施例中，在驱动器20的驱动侧的智能控制器(例如，以驱动模块21以及(或者)控制模块50的形式)是这样设计的，使得喷嘴针11或活动元件的动作可以根据预定义动作轨迹(例如，Pl (t，-Z))进行调节。控制模块50可以监视喷嘴针11的转换时间和行程，可以自动地校正涂敷喷头15的涂敷图形。所述的驱动模块21和/或控制模块50可以直接设置在每个驱动器20上，以便使驱动器20可以用24VDC信号操控，该信号直接来自PLC (PLC代表可编程逻辑控制器)。这样做的优点是每一涂敷喷头15可以被单独操控。相应的驱动模块21和/或控制模块50可用于所有的实施例。在优选的实施例中，在驱动器20的驱动侧的智能控制器是这样设计的，其可以输出错误、警告、服务或维修指示器的信号。为此，控制模块50适当地被配置和/或编程。这一方法可用于所有的实施例。本发明的优点在于，在驱动器20和涂敷喷头15的介质M流通部件之间可能存在空间热分隔(例如，参见图5)。特别是在低温或高温热介质M的情况下，这样可以减少那些由高温在驱动侧所引起的问题。在驱动之间20和涂敷喷头15之间的热分隔优选采用无螺钉的连接方式，如在图6A和细节放大图6B中所看到的那样。在涂敷喷头15上安装绝热板44。在绝热板44的涂敷喷头侧设有两个定位栓，并且在其驱动侧有四个间隔柱/定位螺栓46。涂敷喷头15和驱动器20通过两条线缆47 (优选地为钢缆)进行固定。优选地使用非导热线缆47。所述的线缆47在点Xl处固定于涂敷喷头15上，并且通过驱动器20中的张力调整器48拉紧。通过这样的配置，涂敷喷头15和驱动器20理想地实现了无金属连接件固定(在本配置中仅仅由两根细的线缆47连接)。在所有的优选实施例中，杠杆臂30引起动作方向的反转(Pl点在与P相反方向上；见图2);以及动作的放大或缩小，这取决于杠杆臂的长度设置，S卩，P>P1，称为增速传动，P1>P，称为减速传动。此外，杠杆臂30相对于活动元件11的夹角设置,允许在一个区域中设置所述的膜片34，所述区域不直接受流动介质M的影响。
本发明允许精确定制的粘合剂涂敷。它可以用于电磁式、电动气动式、压电式或者机电式涂敷喷头15，无论是热胶还是冷胶工艺，无论是基于距离还是时间，无论是恒定的还是可变的基片速度。控制模块50 (也称为涂敷控制器)可以直接集成在装置中(例如，在熔化装置中)，或者，它可以作为独立单元提供。根据本发明，从通用(多通道的)控制模块50控制和监视若干个涂敷喷头15也是可能的，如图I所示。在一些特别优选的实施例中，所述的控制模块50被设计为可以由PLC所控制/监视。在所有的实施例中，所述的控制模块50通过典型的接口(例如，CAN总线接口)连接到引导系统。所述的控制模块50优选地具有参数化的能力，如同在所有的实施例中描述一样。 所述的参数化既可以在控制器50中直接实现，也可以通过控制模块50的接口间接实现。较佳地，用于参数化的软件模块可用于所有的实施例中。在此使用的术语“参数化”描述的是基于参数(优选地以数值对的形式)实现操控的涂敷喷头15。这些参数由控制器50转换为命令、调节变量、或数值，以便在涂敷喷头15上或在涂敷喷头15内产生结果(例如，通过驱动模块21实现)。例如，所述的参数可以用于驱动所述的驱动器20，以便在输出端，也就是在活动元件11上，产生受监控的开启动作P (t，Z)。举例来说，通过在驱动器20或在驱动模块21上的可编程输出电压曲线或者输出电流曲线，就可以在所有的实施例中实现这一点。例如，这些由参数化预定义的参数，限定输出电压曲线或者输出电流曲线。然后，输出电压曲线或者输出电流曲线与动作轨迹Pl(t,_Z)建立对应关系，并且通过杠杆臂30，与动作轨迹P (t，Z)建立对应关系。图10所示为本发明的另一实施例的剖视示意图,基于图2所示的实施例,示意性地指出控制模块和控制回路的细节。参见图2的描述。以下仅描述操控和控制回路的基本方面。本发明所有的实施例优选地具有控制回路，所述的控制回路包含(距离或位置)传感器53 (例如，电感传感器)，以及控制模块50。传感器53设计成用于检测活动元件11的瞬时位置(实际位置)。(距离或位置)传感器53如图10所示。它也能配置在另一位置上。所述的(距离或位置)传感器53通过连接55与控制模块50的输入端连接，把实际位置传送到控制模块50。控制模块50基于控制数据，通过与实际位置进行比较，确定是否需要重新调整或校正。以图7A中的曲线图为例，如果在到达闭合位置(T=t，Z=0)的时候，(距离或位置)传感器53指示实际位置偏离该点，在控制回路中，举例来说，可以沿-Z轴方向进一步小量移动活动元件11，以达到终点闭合位置(称为终点监测)。如果控制模块50执行自学习功能，对应于闭合位置修正后的参数，可以储存在参数存储器54中。然后，在下一次开启和闭合期间使用这些新的参数。图10还示出在控制模块50和驱动器20之间，可以设置可选择的驱动模块21，以便在控制模块50和驱动器20之间创建控制连接。驱动模块21可从控制模块50接受参数，并将它们转化成电流或电压变量(作为控制变量)，所述的电流或电压变量施加到驱动器20。控制模块50也可以直接连接控制所述的驱动器20 (例如，通过控制连接52，如图I所示)。在所有的实施例中，PA、PB等参数优选地取自参数存储器54，并通过控制模块50传送到被可选择的驱动模块21。驱动模块21将PA、PB等这些参数转换为控制变量。然而，也可能由控制模块50处理PA，PB等参数，然后把处理后的参数PA*、PB*等传送给驱动模块
21。例如，PA、PB等参数的处理取决于特定配置。并且可能要考虑到所述的增速或减速传动因子。举例来说，控制模块50可以设计为具有用于自我识别喷嘴阻塞的模块。基于直接和/或)间接的测量信息(例如，来自传感器53)，这个自我识别功能可以识别即将发生的喷嘴阻塞。它还可以包括可以识别即将发生问题(早期识别)的模块。在这种情况下，控制模块50优选地执行预警，例如，通过可选择的LED维修标识60 (参见图10)。在如上所述的控制回路的实施例中，可以特别便利地执行自我识别和早期识别功能。较佳地，所有的实施例设计成自初始化。为此，控制模块50进行初始化运行，以便将PA、PB等参数与实际值进行比较。由此可获得初始校正值，然后在生产期间应用。
通过使用膜片34的杠杆臂30的特殊安装方式，并且通过所述的具有参数化能力的控制模块50，可以在所有的实施例中保证精确的前置时间。这对许多应用来说都是重要的。举例来说，如果第一涂敷喷头15中保证的前置时间是10ms，因为维护工作，该涂敷喷头必须被替换成另一涂敷喷头15，必须确保这第二涂敷喷头15也维持IOms保证的前置时间。除此之外或者作为替代，本发明还保证固定的反应时间(响应时间)，例如，Ims ;举例来说，这一点对于通过PLC进行操控来说是重要的。对于固定的反应时间(响应时间)以及(或者)前置时间而言，所有涂敷喷头15运行状态完全一致。本发明提供单体的电驱动涂敷喷头15，所述的涂敷喷头可以使用没有辅助驱动装置的PLC操控，并且带有专有的控制器。在所有实施例中，涂敷喷头15优选地设计成常闭状态，在不受操控模式或者当设备停机时，它是闭合的。在所有的实施例中，涂敷喷头50优选地配置传感器，所述的传感器监测膜片34的密封功能或者密封性。设计和配置该传感器，以便检测发生介质M逸出的故障。故障状态传递给控制器50。控制器50使用相应的控制信号，停止配送胶粘剂(例如，通过关闭泵)。这一特征具有以下优点，即，万一膜片34发生破裂，可以防止逸出的介质M被传送进入机器之内。电感式、电容式或者光学式传感器特别适合于监视膜片34的密封功能或者密封性，传感器优选地设置在涂敷喷头15的尾部区域(即，无介质空间)，也就是在腔10的对面侧。在所有实施例中，所述的涂敷喷头15优选地配置胶粘剂压力监测装置。在这种情况下，控制器50分析(压力)信号，由此可以得到胶粘剂压力曲线。通过胶粘剂压力曲线的分析，控制器50可以执行胶粘剂输送状态的诊断。举例来说，通过这种方式，可以识别即将发生的喷嘴阻塞以及(或者)在膜片34上发生的泄漏，并且做出反应。这种通过控制器50的胶粘剂压力监控的形式，可以对胶粘剂涂敷实现简单并且可靠的监控。在所有实施例中，所述的涂敷喷头15优选地配置所谓的行程调整装置。该行程调整装置可以用于流量调节，也就是用于定量分配待分配的介质M。为了调整行程，在涂敷喷头15中，在活动元件11的附近和/或在杠杆臂30的附近，优选地设置距离或位置编码器。于是，活动元件11和/或杠杆臂30的当前位置(实际位置)就可以传递给控制器50，并在那里用于实现调节目标。替代如上所述的涂敷喷头15，涂敷设备100作为一个整体还可包含行程调整装置和/或传感器监测装置和/或胶粘剂压力曲线监测装置。标号列表10 (喷嘴)腔11活动元件(例如，喷嘴针)12 出口孔13供给通道 14喷嘴针11的尾端15涂敷喷头16供给管路17阻断点18尖立而20驱动器21驱动模块30杠杆臂31第一末端32第二末端33膜片悬架34 膜片35密封圈36 槽37中心通道38压力连接部件39 孔40圆柱形杆41膜片34的内部部分42小通道43 盖帽44绝热板45定位栓46间隔柱/定位栓47 线缆48张力调整器50控制模块(涂敷控制器)52控制连接53传感器(例如，感应编码器)/测距装置54参数存储器
55 连接60LED维护标识100涂敷设备A连接点K 纸幅(paperweb)M可自由流动介质V动作方向VA虚拟枢轴线 P/P (t, Z)开启动作/动作轨迹Pl/Pl (t, Z)反向动作/动作轨迹Pl*(t，Z)动作轨迹PA，PB，PC，PD 参数(数值对)PA*，PB*处理后参数t 时间T周期长度Z坐标轴Xl 点
权利要求
1.一种用于涂敷可自由流动介质(M)的涂敷喷头(15)，具有 -在涂敷喷头(15)内部的腔(10)， -活动元件(11)，所述的活动元件以可活动的方式安装在腔(10)的内部,它通过所述的喷嘴针(11)的动作(P)释放或者闭合出口孔(12)， -供给通道(13)，所述的供给通道连接到腔(10)，并且可以与供给管路(16)的流体连接，把可自由流动介质(M)引入腔(10)， -驱动器(20)，用于产生活动元件(11)的开启动作(P)，以及 -具有控制模块(50)， 其特征在于所述的涂敷喷头(15)包括 -根杠杆臂(30)，所述杠杆臂连接到活动元件(11)和驱动器(20)，把驱动器侧动作(PD转换为活动元件(Ii)的开启或闭合动作， -带有膜片(34)的膜片悬架(33)，所述的膜片悬架(33)用于使杠杆臂(30)以可活动方式连接到涂敷喷头(15)，并且 -所述的膜片悬架(33)用作密封件，以阻止可自由流动介质(M)从腔(10)逸出，而且所述的控制模块(50)被设计和连接用于控制所述的驱动器(20)，以便对应于活动元件(11)的开启和闭合动作(P)的至少一个参数(PA)或者一对数值对可以由所述的控制模块(50 )预定义。
2.根据权利要求I所述的涂敷喷头(15)，其特征在于所述的膜片悬架(33)，除了膜片(34)之外，还包括至少一个密封圈(35)，所述的密封圈用作密封件，并且用于使膜片(34)弹性地夹持在涂敷喷头(15)中。
3.根据权利要求I或2所述的涂敷喷头(15)，其特征在于所述的膜片(34)是金属膜片(34)。
4.根据权利要求1、2或3所述的涂敷喷头(15)，其特征在于所述的膜片(34) -带有槽(36)以增加其弹性，以及 -带有中心通道(37)，处于安装状态的杠杆臂(30)延伸穿过所述的中心通道。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的涂敷喷头(15)，其特征在于所述的杠杆臂(30)、活动元件(11)和带有膜片(34)的膜片悬架(33)的配置是这样选择的，以使所述的活动元件(11)的开启或闭合动作(P)与所述的驱动器侧动作(Pl)反相。
6.根据权利要求I至5之任一权利要求所述的涂敷喷头(15)，其特征在于所述至少有一个参数(PA)或者至少一对数值对,连同另外一个参数(PB)或者数值对,定义活动元件(11)的动作轨迹P (t，Z)。
7.根据权利要求6所述的涂敷喷头(15)，其特征在于所述的动作轨迹P(t，Z)定义活动元件(11)的加速和/或减速。
8.根据权利要求I至5之任一权利要求所述的涂敷喷头(15)，其特征在于所述的控制模块(50)在控制关系上连接到所述的驱动器(20)，形成一个控制系统，以便能够控制活动元件(11)的开启或闭合动作(P)。
9.根据权利要求I至8之任一权利要求所述的涂敷喷头(15)，其特征在于在所述的涂敷喷头(15)设置个测距装置(53)，用于确定所述活动元件(11)的位置，并把实际变量值传递给所述的控制模块(50)。
10.根据权利要求9所述的涂敷喷头(15)，其特征在于所述的控制模块(50)的设计成把所述的实际变量值与至少一个参数(PA)或数值对进行比较，并且确定校正或控制变量。
11.根据权利要求I至8之任一权利要求所述的涂敷喷头(15)，其特征在于所述的杠杆臂(30)产生减速传动，把驱动器侧动作(Pl)变为开启动作(P)，所述活动元件(11)的开启或闭合动作(P)通过所述减速传动参数化为超过一个参数(PA, PB)或超过一对数值对，所述的参数(PA, PB)或者数值对是与距离相关的参数或数值对。
12.根据权利要求11所述的涂敷喷头(15)，其特征在于所述减速传动引起展宽，所述的展宽提高参数化能力和/或操控能力。
13.根据权利要求I至12之任一权利要求所述的涂敷喷头(15)，其特征在于所述的驱动器(20)是电磁式执行机构，所述的控制模块(50)被设计成基于确定馈送到驱动器(20)的电流，间接测定该驱动器(20)的温度。
14.根据权利要求I至11之任一权利要求所述的涂敷喷头(15)，其特征在于所述的控制模块(50)包括存储器(55)或者连接到存储器(55)，所述的存储器设计成存储生命周期数据和/或参数(PA)。
15.根据权利要求14所述的涂敷喷头(15)，其特征在于所述的存储器(55)存储生命周期数据，所述的生命周期数据允许用于表述 -开启或闭合动作的次数和/或 -磨损指标和/或 _阻塞指标。
16.根据权利要求I至15之任一权利要求所述的涂敷喷头(15)，其特征在于所述的控制模块(50)被设计成基于直接和/或间接的检测信息识别即将发生的喷嘴阻塞。
17.根据权利要求I至15之任一权利要求所述的涂敷喷头(15)，其特征在于它包括 -行程调整装置和/或 -传感器监测装置和/或 -胶粘剂压力曲线的监测装置。
18.一种用于涂敷可自由流动介质(M)的涂敷设备(100)，具有 -可自由流动介质(M)的供给管路(16)， -带有内腔(10)的涂敷喷头(15)， -活动元件(11)，所述的活动元件以可活动的方式安装在腔(10)的内部,它通过所述的活动元件(11)的动作(P)释放或者闭合出口孔(12), -供给通道(13)，所述的供给通道流体连接到腔(10)和供给管路(16)，把可自由流动介质(M)引入腔(10)， -驱动器(20)，用于产生活动元件(11)的开启动作(P)，以及 -控制模块(50)， 其特征在于所述的涂敷设备(100)包括 -杠杆臂(30)，所述杠杆臂连接到活动元件(11)和驱动器(20)，以便把驱动器侧动作(Pl)转换为活动元件(11)的动作(P)， -带有膜片(34)的膜片悬架(33)，所述膜片悬架置于所述的涂敷喷头(15)上或其内部，-所述的膜片悬架(33)用于使杠杆臂(30)以可活动方式连接到涂敷喷头(15)，并且 -所述的膜片悬架(33)用作密封件，以阻止可自由流动介质(M)从腔(10)逸出， 而且所述的控制模块(50)被设计和连接用于控制所述的驱动器(20)，以便对应于活动元件(11)的开启或闭合动作(P )的至少一个参数(PA)或者一对数值对，可以由所述的控制模块(50)预定义。
19.根据权利要求18所述的涂敷设备(100)，其特征在于所述的膜片悬架(33)，除了膜片(34)之外，还包括至少一个密封圈(35)，所述的密封圈用作密封件，并且用于使膜片(34)弹性地夹持在涂敷喷头(15)中。
20.根据权利要求18或19所述的涂敷设备(100)，其特征在于所述的膜片(34)是金属膜片(34)。
21.根据权利要求18、19或20所述的涂敷设备(100)，其特征在于所述的膜片(34) -带有槽(36)以增加其弹性，以及 -带有中心通道(37)，处于安装状态的杠杆臂(30)延伸穿过所述的中心通道。
22.根据前述权利要求18至21之任一权利要求所述的涂敷设备(100)，其特征在于使用以下之一 -电磁式 -气动式 -压电式驱动器 作为驱动器(20)。
23.根据前述权利要求18至22之任一权利要求所述的涂敷设备(100)，其特征在于所述的涂敷喷头(15 )与所述的驱动器(20 )是热解耦的。
24.根据前述权利要求18至23之任一权利要求所述的涂敷设备(100)，其特征在于所述的杠杆臂(30)、活动元件(11)和带有膜片(34)的膜片悬架(33)的配置是这样选择的，以使所述的活动元件(11)的开启或闭合动作(P)与所述的驱动器侧动作(Pl)反相。
25.根据前述权利要求18至23之任一权利要求所述的涂敷设备(100)，其特征在于所述至少一个参数(PA)或者所述至少一对数值对,连同另外一个参数(PB)或者数值对,定义活动元件(11)的动作轨迹P (t,Z)。
26.根据权利要求25所述的涂敷设备(100)，其特征在于所述的动作轨迹P(t，Z)定义活动元件(11)的加速和/或减速。
27.根据前述权利要求18至26之任一权利要求所述的涂敷设备(100)，其特征在于所述的控制模块(50)在控制关系上连接到所述的驱动器(20)，形成一个控制系统，以便能够控制活动元件(Π)的开启或闭合动作(P)。
28.根据权利要求18至27之任一权利要求所述的涂敷设备(100)，其特征在于在所述的涂敷喷头(15)设置测距装置(53)，用于确定所述活动元件(11)的位置，并把实际变量值传递给所述的控制模块(50)。
29.根据权利要求28所述的涂敷设备(100)，其特征在于所述的控制模块(50)的设计成把所述的实际变量值与所述至少一个参数(PA)或一对数值对进行比较，并且确定校正或调节变量。
30.根据前述权利要求18至27之任一权利要求所述的涂敷设备(100)，其特征在于所述的杠杆臂(30)产生减速传动，把驱动器侧动作(PI)变为开启动作(P)，所述活动元件(11)的开启或闭合动作(P )通过所述减速传动参数化为超过一个参数(PA, PB )或超过一对数值对，所述的参数(PA，PB)或者数值对是与距离相关的参数或数值对。
31.根据权利要求30所述的涂敷设备(100)，其特征在于所述减速传动引起展宽，所述的展宽提高参数化能力和/或操控能力。
32.根据前述权利要求18至27之任一权利要求所述的涂敷设备(100)，其特征在于所述的驱动器(20)是电磁式执行机构，所述的控制模块(50)被设计成基于确定馈送到驱动器(20)的电流，间接测定该驱动器(20)的温度。
33.根据前述权利要求18至27之任一权利要求所述的涂敷设备(100)，其特征在于所述的控制模块(50)包括存储器(55)或者连接到存储器(55)，所述的存储器设计成存储生命周期数据和/或参数(PA)。
34.根据权利要求33所述的涂敷设备(100)，其特征在于所述的存储器(55)存储生命周期数据，所述的生命周期数据允许用于表述 -开启或闭合动作的次数和/或 -磨损指标和/或 _阻塞指标。
35.根据前述权利要求18至27之任一权利要求所述的涂敷设备(100)，其特征在于所述的控制模块(50)被设计成基于直接和/或间接的检测信息识别即将发生的喷嘴阻塞。
36.根据前述权利要求18至27之任一权利要求所述的涂敷设备(100)，其特征在于它包括 -行程调整装置和/或 -传感器监测装置 -胶粘剂压力曲线的监测装置。
全文摘要
本发明涉及一种用于涂敷可自由流动介质的涂敷喷头(15)。涂敷喷头(15)，包括在涂敷喷头(15)内部的喷嘴腔(10)，以可活动的方式安装在腔(10)内的喷嘴针(11)。喷嘴针(11)的开启动作(P)开启出口孔(12)。还设置供给通道(13)和供给管路，以便把可自由流动介质(M)引入喷嘴腔(10)，驱动器(20)产生活动元件(11)的开启动作(P)。涂敷喷头(15)还包括杠杆臂(30)，所述臂的第一端(31)以可活动方式连接到喷嘴针(11)的尾端(14)，其第二端(32)连接到所述的驱动器。设置带有膜片(34)的膜片悬架(33)，杠杆臂(30)穿过膜片悬架(33)的膜片(34)。膜片悬架(33)用于使杠杆臂(30)以可活动方式连接到涂敷喷头(15)，并且用作密封件，以阻止可自由流动介质(M)从腔(10)逸出。
文档编号B05C5/02GK102821870SQ201180016182
公开日2012年12月12日 申请日期2011年1月25日 优先权日2010年1月27日
发明者H·费利克斯, R·卡普勒, H·穆勒 申请人:罗巴泰克股份公司