用于流动介质的计量输出涂覆头制造技术

本发明专利技术涉及一种用于流体介质的计量输出的涂覆头，它有一个壳体，其内有一个阀杆和一个阀门传动机构。本发明专利技术的任务是创造一种制造简单，成本低、以压电方式驱动的涂覆头，它既可在低温范围也可以在高温范围使用。本发明专利技术采用措施是，阀传动机构有一个平衡杆和由两个压电组件组成的压电元件，平衡杆的自由端与阀杆相连，平衡杆的另一端与压电组件连接，两个压电组件交替地作用在平衡杆上。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于流动介质尤其是釉粘合剂、润滑剂、颜料或相似的介质的计量输出涂覆头，它有一个壳体，其内装有一个阀杆和一个阀驱动机构，阀驱动机构至少由一个与电源连接的压电元件构成，压电元件具有多个平行排在一起的压电组件，压电组件安装成具有弹性的，阀驱动机构至少间接地作用在阀杆上。这样一个没有印刷记载却已公开使用的涂覆头是用作例如在带状的基片经过固定不动的涂覆头把热粘合剂输出到一个由纸板、纸、纺织物、毛皮和同样的物质构成的基片上。涂覆头具有一个阀驱动机构，它由一个压电元件构成，其中压电元件直作用在阀杆上，由压电驱动的涂覆头的优点是，它的最高频率明显地高于电磁的或气动的涂覆头的频率。由此用这种现有技术可以显著地产生更大的阀门力。最后，一个由压电驱动的涂覆头可以制造得比由电或气驱动的涂覆头要小得多。缺点是由压电驱动产生的阀升程很小，因为在加上电压时压电元件所具有的最大升程只有它总长度的大约1.4至1.7‰。由于压电元件基本上在受热时产生明显的膨胀，出于温度平衡的原因，压电元件由三个并行安放的压电组件构成，它们采用费用较高的弹性安装，而只有中间的压电组件起控制阀的作用。这种温度平衡使现有的涂覆头的生产费用显著地增加了。因而现有的涂覆头存在着危险，尤是在应用于温度为150和200℃的热粘合剂，这种危险就是压电元件被加热到超过了它的100至130℃的温度界限，并由此被损坏。本专利技术的目的在于，创造一种生产成本低制造简单的压电驱动的涂覆头，它不仅能在低温范围内而且也能在高温范围内使用。达到这个目的措施是，用于流动介质尤其是釉粘合剂、润滑剂、颜料或相似的介质的计量输出涂覆头，它有一个壳体，其内装有一个阀杆和一个阀驱动机构，阀驱动机构至少由一个与电源连接的压电元件构成，压电元件具有多个平行排在一起的压电组件，压电组件安装成具有弹性的，阀驱动机构至少间接地作用在阀杆上，阀驱动机构上装有一个在铰链范围内可摆动的平衡杆和由两个压电组件组成的压电元件，平衡杆的自由端与阀杆相连接，在平衡杆的铰接端上，将压电组件以相同的间距分别布置在通过铰链的垂直延伸的轴线的两侧并交替地作用在平衡杆上。按照本专利技术所述的涂覆头，它的基本优点是，现在压电阀驱动机构在现有自动温度平衡下只由两个压电组件构成，借助于一个平衡结构传递由两压电组件产生的运动，使每个压电组件的微小的长度增加转变为一个较大的阀升程。进一步，通过本专利技术的阀驱动机构产生一个大约3000N的可利用的阀力，在这种情况下，开启和关闭循环时间只有0.8至0.25ms。除此之外，按照本专利技术的阀驱动机构是由几个零件很简单地构成，因而，一方面生产成本低，另一方面整体尺寸小，按照本专利技术的工作磁头的宽度小于20mm。本专利技术的一个实施方式是，平衡杆通过被制成可弯曲的窄的材料桥的铰链材料合理地与一个位置固定的基础件连接，平衡杆和基础件在铰链两边由一个贯通的间隙相互隔开。按照本专利技术的这种阀驱动结构的优点是，平衡杆也同基础件一样能用电火花工艺用一块工件制造，因而能制造出很小紧凑的驱动构件。这样，平衡杆和基础件之间的间隙的大小只能使平衡杆在工作磁头工作时自由活动。基于上述特征基础上的本专利技术的另一个实施方式是，每个压电组件与一个连接件粘在一起，连接件通过可弯曲的窄的材料桥与平衡杆连接在一起。为避免在平衡杆运动时对压电组件的特别有害的横向应力，压电组件与连接件粘在一起，连接件同样地以弯曲铰链方式与平衡杆连接。这种铰链连接结构也是用上面所说的电火花工艺以简单的方式很低的成本生产出来的。由于基础件、平衡杆和连接件都是由一个工件制造的，这意味着生产技术的简单化。这种平衡杆结构的好处还在于，它具有超过2亿5千万次循环的非常高的寿命。一个较佳的实施形式是，壳体由两个壳体部分组成，在它们之间装有一个隔热层，隔热层只是由柱形的阀杆穿过，第一个壳体部分内装有由压电元件和平衡杆构成的阀驱动机构，第二个壳体部分具有一个用于介质的测温通道和由阀体关闭的阀口。按照本专利技术的涂覆头的实施方式，它的优点是能够用于计量输出热的介质，尤其是热粘合剂。通过壳体的两部分构成结构和在其间放置隔热层达到了两部分的非常显著的热隔离。由此，按照本专利技术的阀驱动机构结构使带有用于阀杆穿过的必要的开口的空间分隔和由压电组件构成的驱动机构成为可能。因而涉及两壳体部分的热隔离的必要的现存薄弱区与压电组件相距显著的一段距离。也就是，在把两壳体部分连接起来的阀杆区域，虽然没有完全阻止热扩散，但只有局部的受热，这个热量不大，不对压电组件构成危险。基于最后一个所述的实施方式的实施方式是，阀杆具有一个垂直于平衡杆的纵向延长线的弯曲万向接头。位于第一个壳体部分内装在阀杆上的弯曲万向接头的第一个作用是，平衡平衡杆的环形晃动。接着万向接头的最主要的优点是，它有高的热阻，热量只能在很小的范围内通过阀柱。由于存在着一定程度的压电驱动部分的受热和膨胀，于是就有了进一步的较好的实施方式在远离平衡杆的压电组件端上装有一个具有弹性的盖板。通过这个具有弹性的盖板，可以为由于温度提高而使压电元件产生的长度变化简单地创造出空间，两个压电元件自身同样发热，因而，通过把每个压电组件装在平衡杆上距穿过铰链的垂直轴相同距离的位置上从而产生一个自动的温度平衡。本专利技术的一个特殊实施方式是，在电源和压电组件之间有一个电能消耗少的电荷泵电路，它主要使充分的电荷交换成为可能。压电元件较小的能源消耗的特别的优越之处在于也减小了电子器件的热损失，因而压电组件只在很小的范围内受热，由此涂覆头的运转总费用自然较低。较好的实施方式还有，电荷泵电路具有一个由一个线圈和一个电容器组成的中间存贮器，多个对中间存贮器和压电组件产生作用的晶体管和一个确定再充电过程的可程序化的控制器。通过这种电子电路，电荷基本上能完全从一个压电组件转移到另一个压电组件上，使得在涂覆头工作时只需要加入热损失的能量和由电能转化为机械能的相应的损失的能量。最后一个特别实施方式是，阀驱动机构具有一个位移测量装置，它由一个位置固定安放的导体扁条、两个相距一定距离而固定的电流通过的线圈组成，平衡杆5的一个舌状凸肩插在两个线圈之间。借助于这个测量系统，可以把阀调节到一个完全确定的阀曲线上。通过平行于平衡杆运动的舌状凸肩的运动，通过电流的线圈的所谓的电感发生变化。如果舌状凸肩向下运动，下面的线圈的电感增大，上面的线圈的电感减小。测量电感的变化，电感的变化就是阀的位置的直接尺度。本专利技术的进一步的优点来自于后边的从属权利要求以及对实施例的叙述。附图为附图说明图1涂覆头的纵剖面图；图2按照图1中II的箭头所表示的涂覆头的侧视图；图3按照图2中III的箭头所表示的涂覆头的侧视图；图4一个简化的电路方框图。在图中，用于热粘合剂计量输出的涂覆头总的用数字10表示。涂覆头有一个壳体11，它被分成两个壳体部分12和13。在用螺栓连接的两个壳体部分12和13之间装有一热隔离层14。多个工作磁头借助于一个没有表示出的粘合剂涂覆机上的固定装置40并排装在一起。在壳体部分12中主要有一个阀驱动机构15、一个用于装没有表示出来的电子元件的室16和一个供电线路和控制线路18。壳体部分13安置着一个柱形阀杆19、一个加热装置21和一个热粘合剂通道22，阀杆19伸入阀头20中。阀驱动机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于流动介质尤其是釉粘合剂、润滑剂、颜料或类似物的计量输出涂覆头，它有一个壳体，其内装有一个阀杆和一个阀驱动机构，阀驱动机构至少由一个与电源连接的压电元件构成，压电元件具有多个平行排在一起的压电组件，压电组件安装成具有弹性的，阀驱动机构至少间接地作用在阀杆上，其特征在于，阀驱动机构（１５）上装有一个在铰链（２６）范围内可摆动的平衡杆（２５）和由两个压电组件（２３ａ；２３ｂ）组成的压电元件（２４），平衡杆（２５）的自由端（２８）与阀杆（１９）相连接，在平衡杆（２５）的铰接端（３３）上，以相同的间距（ｄ）将压电组件（２３ａ；２３ｂ）设置在通过铰链（２６）垂直延伸的轴线（Ｇ）的两侧并交替地作用在平衡杆（２５）上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：海科沃斯，马丁鲁特，
申请(专利权)人：ITW戴纳泰克粘接技术有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]