Bergstr. 33 . D-86911 Diessen-Obermühlhausen . Tel +49-8196-934100 . Fax +49-8196-7005

Mikrodosieren von Flüssigkeiten



Heute müssen in den meisten Industriebetrieben Flüssigkeiten, Farben, Öle, Klebstoffe, dünnflüssige Pasten usw.  dosiert werden. Seit einigen Jahrzehnten werden dafür Dosiergeräte genutzt, die auf der Basis von Pressluft über einen Druckregler und ein nachfolgendes zeitgesteuertes Ventil einen entsprechenden Luftdruckpuls erzeugen. Eine Kartusche, wie sie auch im medizinischen Bereich verwendet wird, ist mit dem Medium befüllt, das dann über eine Nadel ausgebracht wird. Dieses Verfahren hat sich auf Grund der günstigen Kosten bewährt. Der Nachteil dabei ist leider, dass die gezielte Einstellung über das Ausbringen des Mediums erst empirisch ermittelt werden muss, d. h., dass die benötigte Menge über die Druckeinstellung und die vorgewählte Pulslänge empirisch ermittelt wird. Dieses Verfahren ist jedoch mit einigen Problemen behaftet, wie dem zeitintensiven Befüllen der Kartuschen. Beim Ausbringen des Mediums entstehen weitere Probleme durch die langsame Entleerung der Kartusche und das wachsende Luftkissen in der Kartusche, das auch das Ausbringen der Menge verändert. Das Pulsen mit Pressluft hat als weiteres zur Folge, dass sich die Luft in der Kartusche erwärmt und dadurch die Viskosität des Mediums verändert und damit auch die Menge, die ausgebracht wird. Wenn dann eine neue Kartusche eingesetzt wird, kann die Menge natürlich wieder anders sein. Für Aufgaben, bei denen dieses unterschiedliche Ausbringen als unproblematisch angesehen werden kann, lässt sich dieses Verfahren aber, wie sich in den letzten Jahrzehnten gezeigt hat, durchaus einsetzen.

Da durch das Zurückfließen des Mediums von Zeit zu Zeit das Ventil mit Flüssigkeit befüllt wird, ergeben sich Zerstörungen teilweise bis zurück zum Druckregler, sodass das Gerät komplett überholt und die teuersten Bauteile erneuert werden müssen. Wenn in diesem Falle Klebstoffe, Farben oder Fette verwendet werden, ist der Austausch dieser Einheiten unumgänglich.

Nachdem in vielen Arbeitsbereichen keine Pressluft zur Verfügung steht und auch die Kartuschenbefüllung als teuer und unnötig angesehen werden kann, wurde eine Lösung geschaffen, die die Dosieraufgaben für Öle, Lacke und Klebstoffe usw. ohne Pressluftanschluss, ohne Kartuschen und mit höchster Reproduzierbarkeit ermöglicht.

Das Prinzip basiert auf einer Schlauchpumpe, die mit einem Schrittschaltmotor gesteuert wird, der 200 Schritte pro Umdrehung ermöglicht. 20 Druckrollen (Präzisionskugellager) sorgen für eine gleichmäßige Walkung des verwendeten Schlauches und ermöglichen so ein absolut reproduzierbares Ausbringen der Medien mit einer Fehlerrate von kleiner als 1 %. Das Prinzip ist voll kalibrierfähig, d. h., man kann den Schlauch einlegen, vorjustieren und einen Messzylinder, 5 oder 10 ml, befüllen. Bei Erreichen der Messlinie des Messzylinders wird die Anzahl der notwendigen Impulse abgespeichert und dient dann zur gezielten Ausgabe der Medien.

Es stehen 3 Typen von Schläuchen zur Verfügung, welche für die jeweiligen Ausgabemengen optimal arbeiten, d. h., der Schlauch mit 1,09 mm Außen- und 0,38 mm Innendurchmesser ist optimal für die Ausgabe von Kleinstmengen bis 1 ml, während der größte Schlauch mit 4 mm Außen- und 2,4 mm Innendurchmesser für Mengen bis zu 50 ml genutzt wird. Der Vorteil dieses Schlauchpumpenverfahrens liegt darin, dass man das Medium auch aus großen Gefäßen ansaugen kann und keinerlei Kartuschen mehr benötigt.

Die durch die Schlauchpumpe geförderte und dosierte Menge wird dann durch einen Dosierstab mit 150 mm Länge und einem Auslass für das Ansetzen der diversen Spritzennadeln optimal ausgebracht. Die Dosiernadeln sind ein wesentlicher Bestandteil, da sie das Medium in entsprechender Größe formen, um es am gewünschten Ort zu platzieren. Nachdem diverse Medien, besonders zähflüssige, nachtropfen, kann unter Vorwahl auch ein Rückziehverhalten eingegeben werden, um das Tropfen zu vermeiden. Wird dann eine neue Menge ausgegeben, wird die Rückzugsmenge zum eigentlichen Dosierwert addiert, sodass hier ebenfalls absolut wiederholbare Werte resultieren.

Der Ordnung halber soll noch darauf hingewiesen werden, dass auch diese Schläuche nicht ewig halten und nach Erfahrungen im Einschichtbetrieb nach ca. 1 Woche ersetzt werden müssen. Danach muss wieder eine Kalibrierung erfolgen, die sicherstellt, dass die Medien wieder mit völliger Reproduzierbarkeit ausgebracht werden. Die verwendeten Schläuche, wenn sie für UV-härtende Klebestoffe verwendet werden, stehen auch in Schwarz zur Verfügung, um ein Aushärten zu vermeiden. Der Schlauch muss aber nahezu täglich gewechselt werden, da die Aushärtung nicht nur über UV-Strahlung, sondern auch über einen Zeitfaktor erfolgt.

Der besondere Vorteil des beschriebenen Dosierverfahrens liegt darin, dass es keine Pumpe, kein Zeitdruckventil und keinen Druckregler gibt, der verschmutzt oder zerstört werden könnte und dass die Schläuche, welche selten über 10 Euro kosten, wohl kaum einen größeren Kostenfaktor darstellen. Erfahrungsgemäß kann gesagt werden, dass der Austausch des Schlauches und die Neukalibrierung in 3-5 Minuten erfolgt und so vollkommen unproblematisch ist.

Das Mikrodosiersystem wird mit einem Mikroprozessor gesteuert. Auf dem LCD-Display  mit einer Dotmatrix werden die vorgewählten Werte alphanumerisch angezeigt. Dazu gehören die Einstellungen Ausgabemenge, Ausgabegeschwindigkeit und Rückzugsmenge.

Bei vielen Applikationen wird immer die gleiche Menge ausgegeben, dennoch können beim Mikrodosiergerät PMDS 99 über eine RS232-Schnittstelle die Parameter Ausgabemenge, Ausgabegeschwindigkeit und Rückzugsmenge individuell programmiert und über einen PC gesteuert werden. Eine entsprechende Software steht zur Verfügung. Die Programmierung im ASCII-Modus sieht z. B. so aus: @1D942.0,R5.2 (= Dosiersystem1 942 µl dosieren, 5,2 µl zurückziehen) . Selbstverständlich ist es auch möglich, einen XY-Tisch zu steuern, welcher z. B. bei Leiterplatten unterschiedliche Mengen an Lötpaste an den verschiedensten Stellen ausbringt.

Bei dickflüssigen Medien kann mit Hilfe von Pressluft die Zuführung des Mediums zur Schlauchpumpe unterstützt werden. Dabei bläht sich allerdings der Schlauch nach der Schlauchpumpe geringfügig auf, sodass Fehler beim Dosieren auftreten können, die jedoch 3-5 % selten übersteigen.

Das Präzisionsmikrodosiersystem PMDS 99 ist so konstruiert, dass es selbst für den Dreischichtbetrieb einsetzbar ist; mit Kosten von 1.100 Euro netto stellt es eine komfortable Lösung mit höchster Genauigkeit dar.

Sie können diesen Artikel laden unter ART1007.pdf.

© 12.10.2007

ATS-MFT 770


Neue Generation Multifunktionstestsystem für Incircuit- und Funktionstest von elektronischen Flachbaugruppen, Modulen und Geräten


> lesen Sie mehr

Suche

Suchbegriff

Angebotserstellung

Ihre Angebotserstellung ist leer

Kunden-Login

Ihr Benutzername
Ihr Passwort:



> Registrieren
> Passwort vergessen