專利名稱:粘性液體計量輸送的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及權(quán)利要求1前序部分中所述類型的粘性液體計量輸送的裝置。
這種裝置有兩個缺點。當用于涂覆粘合劑時,可能出現(xiàn)粘合劑中含有的片狀銀粉跑到泵體之外,并從這里進入容有導(dǎo)軌的鉆孔中,導(dǎo)致導(dǎo)軌帶有粘性。另外,導(dǎo)軌在鉆孔內(nèi)的摩擦也會增大。
所述目的根據(jù)權(quán)利要求1和11中的技術(shù)方案得以解決。
本發(fā)明一方面示出了一種經(jīng)過改進的驅(qū)動機構(gòu)和某些能夠防止粘附驅(qū)動機構(gòu)的構(gòu)造方式,另一方面,還示出了一種特別適合對含有片狀銀粉的粘合劑進行計量輸送的泵體。這種泵體的區(qū)別點在于,用于連接吸入室與排出室的鉆孔被延長,從而使在鉆孔中來回移動的兩個活塞在鉆孔兩端形成一個狹槽密封。為了使狹槽密封具有足夠的緊密性,活塞與泵體或裝入帶有鉆孔的泵體中的套筒一方面配置合適的材料,另一方面制成具有很高的精度。
在下文中,將按照附圖對本發(fā)明的一個實施例進行較為詳細的解釋。
圖1示出一個粘性液體計量輸送裝置的橫剖面,圖2示出沿圖1線I-I計量裝置的剖面,圖3A-F示出不同工作階段的計量裝置,圖4示出計量裝置的另一示例,和圖5示出適合含有片狀銀粉的粘合劑的泵體。
泵體1鉆孔4的側(cè)面各有一個凹槽,有一支承塊9嵌入其中。支承塊9有一個與鉆孔4同心布置的鉆孔,該鉆孔呈漏斗狀向外擴寬。另外,支承塊9還裝有一個彈性變形密封件10。密封件10包括一個密封唇11,它上面的中心孔用于容入活塞2或3。密封唇11的開口小于活塞2和3的直徑。因此,密封唇11以緊配合方式環(huán)繞在相應(yīng)活塞2或3的周圍。隨著相應(yīng)活塞2或3的來回移動,密封唇11發(fā)生彈性變形。
在所示示例中,泵體1已準備好用作記錄頭,其中用作排出的室6形成一個記錄噴嘴12,或用于裝設(shè)一個記錄噴嘴。粘性液體通過一根軟管從一個未示出的貯液槽被送到吸入室。
下面根據(jù)圖2對驅(qū)動機構(gòu)7作較為詳細的解釋,圖2示出了計量裝置沿圖1線I-I位置的剖面。該驅(qū)動機構(gòu)7包括有一個馬達13,在該馬達13的軸14上裝有兩個凸輪盤15和16;兩個旋轉(zhuǎn)臂17和18,旋轉(zhuǎn)臂17或18各帶有一個滾珠軸承19或20及一個彈簧21。第一旋轉(zhuǎn)臂17的一端可在與圖平面垂直布置的軸22上旋轉(zhuǎn),而活塞2可單獨固定在第一旋轉(zhuǎn)臂17的另一端。同樣,第二旋轉(zhuǎn)臂18的一端可在與第一軸22平行布置的軸23上旋轉(zhuǎn),而另一活塞3則可單獨固定在第二旋轉(zhuǎn)臂18的另一端?;钊?和3最好用螺釘固定在相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)臂17和18上。第一旋轉(zhuǎn)臂17的滾珠軸承19包括一個圓盤,該圓盤能在軸24上旋轉(zhuǎn),并且靠在第一凸輪盤15上。第二旋轉(zhuǎn)臂18的滾珠軸承20包括一個圓盤,該圓盤能在軸25上旋轉(zhuǎn),并且靠在第二凸輪盤16上。彈簧21連接兩個旋轉(zhuǎn)臂17和18,確保滾珠軸承19和20與相應(yīng)的凸輪盤15或16保持永久接觸。
馬達或固定在馬達軸14上的凸輪盤15和16旋轉(zhuǎn)一圈會使活塞2和3完成一次來回運動。凸輪盤15和16的半徑變化被轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)臂17和18的旋轉(zhuǎn)運動,從而變成活塞2和3的來回運動。由于凸輪盤15和16的半徑變化并不相同,故活塞2和3的來回運動會根據(jù)它們之間形成的狹槽8的寬度變換而疊加。
支承塊9最好由一種耐磨塑料制成,而活塞2和3最好用鋼制成。支承塊9上的鉆孔用來引導(dǎo)相應(yīng)的活塞2或3。由于旋轉(zhuǎn)臂17和18環(huán)繞軸22或23作旋轉(zhuǎn)運動,因此如果不加以限制,活塞2和3的末端則沿圓周軌道運動。支承塊9鉆孔的作用是這樣引導(dǎo)相應(yīng)的活塞,即要使活塞的末端在鉆孔4內(nèi)盡可能地沿著一條直線路徑運動。在支承塊9的鉆孔中對活塞的引導(dǎo)和支承作用會使活塞僅在旋轉(zhuǎn)臂與支承塊9的鉆孔之間的區(qū)域發(fā)生彈性變形,而在支承塊9的鉆孔中間區(qū)域和鉆孔4內(nèi)部活塞保持平直狀態(tài)。
為了使所述裝置用作記錄頭,將粘合劑涂到裝有半導(dǎo)體芯片的基片上,這種裝置的尺寸必須盡可能地小,因為在記錄過程中,記錄頭要承受很高的加速度。因此,滾珠軸承19和20必須很輕,而且旋轉(zhuǎn)臂17和18作用到滾珠軸承19和20上的載荷不應(yīng)超過一定限值,否則將會損壞滾珠軸承19和20。把旋轉(zhuǎn)臂17和18拉在一起的彈簧21的力,一方面必須足夠大,使得滾珠軸承與相應(yīng)凸輪盤的接觸永遠不會松脫,另一方面,由于必須不能超過滾珠軸承19,20的載荷能力,因此要設(shè)定一個上限。在工作過程中,馬達以每分鐘1000至10000轉(zhuǎn)的高速旋轉(zhuǎn)。作用在旋轉(zhuǎn)臂17,18上的離心力與旋轉(zhuǎn)臂17,18的重量成正比。彈簧21的作用力必須大于最大的離心力,以便使旋轉(zhuǎn)臂17,18不會脫離凸輪盤15和16。顯而易見,旋轉(zhuǎn)臂17,18所用的材料的相對密度必須低于鋁的相對密度。因此,兩個旋轉(zhuǎn)臂17和18最好由塑料制成。而且,這種塑料必須具有很高的剛度,以便使旋轉(zhuǎn)臂17和18不會發(fā)生搖擺,否則會導(dǎo)致活塞2與3之間的狹槽8寬度發(fā)生意外變化。
圖3A-F概略地示出凸輪盤15和16轉(zhuǎn)動一圈過程中在六個不同相對位置的活塞2和3的相對位置。起初,活塞2和3的端面均位于第一室5中,因而在活塞2和3的兩個端面之間形成一個小狹槽(圖3A)。首先,只有活塞3運動,才使兩個活塞2與3之間的狹槽擴大。擴大后的狹槽立即充滿液體(圖3B)。接著,兩個活塞2和3一起從第一室5移向第二室6,從而使狹槽的寬度保持不變(圖3C)。這樣,預(yù)定量的液體從室5被輸送到室6。此后,活塞3保持靜態(tài)(圖3D),同時活塞2繼續(xù)運動,直至兩個活塞2和3端面之間的狹槽再次回到初始的狹小寬度(圖3E)。在這個階段中,位于活塞2與3之間狹槽內(nèi)的定量液體被壓入室6中。接著,兩個活塞2和3一起返回,從而使活塞端面之間的狹槽仍保持狹小寬度(圖3F),直至馬達旋轉(zhuǎn)一整圈后,它們再次處于起始位置(圖3A)。所以在活塞2和3來回運動過程中,它們端面之間的距離會發(fā)生變化,從而使得前進行程中的距離大于返回行程中的距離,這樣就將預(yù)定量的液體從第一室5輸送至第二室6。
已經(jīng)證明,當兩個活塞2與3之間的距離總是大于零時才顯出優(yōu)越性。通常,活塞2與3之間的狹槽寬度在0.4毫米和0.7毫米之間變化。因此,吸入室中的粘合劑會快速注滿狹槽8。另外,該裝置對裝配公差要求甚高。
本發(fā)明的裝置適合多種液體的計量輸送。由于液體在泵體1鉆孔4內(nèi)的剪力作用,有的粘合劑在馬達高速轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的摩擦導(dǎo)致泵體1發(fā)熱。為了將泵體1的發(fā)熱現(xiàn)象保持在限定范圍,下面提出三種可以單獨使用或者組合使用的措施
1.為了減少摩擦,鉆孔4的直徑可以選擇得大于活塞2和3的直徑。實際上,這樣做會造成鉆孔4一定程度的泄漏,其中鉆孔4將用作吸入室的第一室5與用作排出室的第二室6連接起來。但是,當與液體的泵送速率相比泄漏速率較小時,可以接受這種程度的泄漏。當鉆孔4的直徑只稍微大于活塞2和3的直徑,而且第一室中的主導(dǎo)壓力也不太大時,在大多數(shù)情況下,液體的粘度依然會防止發(fā)生泄漏。此外,在沒有液體需要計量和排出的暫停過程中,要么降低作用到第一室中的壓力,要么使馬達以與泄漏速率相適應(yīng)的較低轉(zhuǎn)速反向旋轉(zhuǎn),顯而易見,鉆孔4的直徑最好至少比第一活塞2的直徑大20微米。
2.泵體1可以由一種導(dǎo)熱性良好的材料制成,比如金屬,因為這種泵體比用塑料制成的泵體能更好地把鉆孔4內(nèi)產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)至其外表面,再傳送到周圍大氣中。如果泵體1由金屬制成,那么如圖4所示那樣,在泵體1鉆孔4中要內(nèi)襯塑料,例如用一根塑料管26插入鉆孔,以便使鋼制活塞2和3保持低磨損。
3.可以在泵體1上設(shè)置一個對泵體1進行有效冷卻的冷卻元件27,例如珀爾帖(Peltier)元件。冷卻元件27最好設(shè)置得盡量靠近產(chǎn)生熱量的鉆孔4。
所述計量裝置適用于所有類型的粘合劑,但含有用作填充材料的片狀銀粉的粘合劑除外。也就是說,片狀銀粉具有沉積在活塞2和3上的不良特性。這將導(dǎo)致緩慢不斷地磨損密封唇,并逐步損壞。下面按照圖5所述的泵體1適用于這種類型的粘合劑。
圖5示出泵體1的橫剖面,圖的右邊部分被切掉。泵體1具有一個帶縱向鉆孔4的套筒28,鉆孔4容有兩個活塞2和3。鉆孔4的兩端被擴寬,以便在制做該泵時,活塞2和3可以容易地插入其中。套筒28還包含有與鉆孔4相互垂直布置的鉆孔29和30,其中一端通向鉆孔4,另一端則通向泵體1內(nèi)的吸入室5或者排出室6。因此,鉆孔4橫向延伸到吸入室5和排出室6以外。鉆孔4用于支承兩個活塞2和3和密封泵的路徑。因此,在本實施例中,鉆孔4還具有第一實施例密封唇11的功能。鉆孔4和相應(yīng)的活塞2或3形成狹槽密封。為了獲得足夠緊固密封的效果,套筒28與活塞2和3必須制成很高的精度,并且由彼此相配的材料制成。當活塞2和3以及套筒28均用硬金屬制作,或者活塞2和3用工具鋼制作,而套筒28則由陶瓷制作時,曾獲得良好效果。鉆孔4的半徑被制成201微米(正負0.5微米),而活塞2和3的半徑被制成200微米(正負0.15微米)。理想情況下,形成的狹槽寬度為1微米。適用的硬金屬經(jīng)過燒結(jié)處理,例如有WC(碳化鎢),TiC(碳化鈦),TaC(碳化鉭)或者這些碳化物的混合物與Co(鈷)的混合物。陶瓷材料的優(yōu)點在于具有很高的耐磨性能,但缺點是導(dǎo)熱性低于硬金屬。
鉆孔29和30的直徑最好大于鉆孔4的直徑,以便粘合劑能夠盡快地被壓入或壓出活塞2與3對立面之間形成的狹槽8。
泵體1有兩個垂直布置的盲孔31和32,它們被設(shè)置在套筒28的兩側(cè),并與鉆孔4連通。這些盲孔31和32用于接收有時因狹槽密封的密封作用可能不足而從鉆孔4排出的粘合劑。如果定期對泵進行清潔,那么可以在該泵其他部件被污染之前將粘合劑從盲孔31和32中清除。
按照圖2所述的驅(qū)動機構(gòu)7的特征在于,端點33在一條圓周軌道上來回運動,在端點33處第一旋轉(zhuǎn)臂17的旋轉(zhuǎn)運動被轉(zhuǎn)換成活塞2的來回運動。同樣的特性也適用于第二旋轉(zhuǎn)臂18上的端點,在該處第二旋轉(zhuǎn)臂18的旋轉(zhuǎn)運動被轉(zhuǎn)換成活塞3的來回運動。為了把套筒28與活塞2和3的磨損盡量降低,這些固定點和與其固定的活塞2和3不應(yīng)沿圓周軌道來回運動,而是沿直線運動。為了實現(xiàn)活塞2和3的直線運動,為活塞2和3預(yù)置一個結(jié)構(gòu)相同的分離機構(gòu),不過只按照活塞2作較為詳細的描述。如在第一實施例中,泵體1或裝入泵體1的獨立支承塊9有一與鉆孔4同心布置的鉆孔34,其中有一可移動支撐的套筒35。鉆孔34形成套筒35的支承。套筒35有一縱向鉆孔36,它的一端容入活塞2的一端??v向鉆孔36與鉆孔4同心布置??v向鉆孔36遠離活塞2的側(cè)面被擴寬,并形成延長的空腔37。軸銷38將旋轉(zhuǎn)臂17與套筒35連接起來。一方面,軸銷38通過一個連接件39單獨地被固定在旋轉(zhuǎn)臂17上,另一方面,又被剛性固定在套筒35的縱向鉆孔36里。當旋轉(zhuǎn)臂17的端部沿圓周軌道來回運動時,套筒35也來回運動,與它一起運動的還有活塞2。這樣,支承塊9就確保套筒35作直線運動。在這種情況下,軸銷38便在旋轉(zhuǎn)臂17到套筒35縱向鉆孔36的路徑上彎曲。但是,由于活塞2的運動靠支撐在支承塊9上的套筒35進行引導(dǎo),所以不會因為旋轉(zhuǎn)臂17沿圓周軌道運動而加載。
連接件39有一個環(huán)繞套筒35端部的突邊,從而使連接件39的邊緣與套筒35被一個小狹槽隔開。由于連接件39的邊緣在軸銷38可能過度彎曲之前到達套筒35上的止擋,所以這種構(gòu)造能夠確保軸銷38在對泵的維護過程中免遭損壞。
套筒35最好在其前端制有螺紋,通過盲孔31放入一螺母40,擰到前端螺紋。這樣就能在泵體1維護時防止活塞2脫落。
這種泵體1的獨特優(yōu)點在于活塞2和3的末端總是保持在鉆孔4內(nèi)。
在這種實施例中,泵體1、套筒28以及兩個支承塊9均為單獨制造的獨立部件。這種設(shè)計的優(yōu)點在于可對套筒28及兩個活塞2和3所用的材料進行最佳匹配。同樣,對支承塊9和套筒35所用材料也可進行最佳匹配。另外,用于泵體1的材料可以選擇得能使泵體1具有最佳特性,例如有高的導(dǎo)熱性,或者易于制造。但是,也可用整體材料制造泵體1和套筒28。同樣,也可用整體材料制造泵體1和支承塊9。另外一種形式是用相同的材料制造套筒28和35,因而成為整體。
在按照圖5的實施例中,也可使用另外一種驅(qū)動機構(gòu),例如中國專利申請CN 1250022中所述的驅(qū)動機構(gòu),用于活塞2和3來回運動。活塞2和3也可被直接驅(qū)動,也就是說,只要沿著鉆孔4規(guī)定的軸線方向驅(qū)動,就可省去支承塊9和套筒35。
權(quán)利要求
1.一種用于粘性液體計量輸送的裝置,該裝置帶有一個泵體(1),該泵體(1)帶有一個容納有兩個活塞(2,3)的第一鉆孔(4),該第一鉆孔(4)連接一個用作吸入室的第一室(5)和一個用作排出室的第二室(6),并且該裝置還帶有一個驅(qū)動機構(gòu)(7),該驅(qū)動機構(gòu)(7)帶有一個第一和第二凸輪盤(15,16),從而使凸輪盤(15,16)的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成兩個活塞(2,3)的來回運動,其特征在于所述驅(qū)動機構(gòu)(7)還包括一個第一旋轉(zhuǎn)臂(17)和一個第二旋轉(zhuǎn)臂(18);所述第一旋轉(zhuǎn)臂(17)的一端可在一根第一軸(22)上旋轉(zhuǎn),并且在其另一端連接第一活塞(2),所述第二旋轉(zhuǎn)臂(18)的一端可在一根與第一軸(22)平行布置的第二軸(23)上旋轉(zhuǎn),并且在其另一端連接第二活塞(3);第一旋轉(zhuǎn)臂(17)和第二旋轉(zhuǎn)臂(18)各有一個滾珠軸承(19,20),并且第一凸輪盤(15)與第一旋轉(zhuǎn)臂(17)的滾珠軸承(19)永久接觸,第二凸輪盤(16)與第二旋轉(zhuǎn)臂(18)的滾珠軸承(20)永久接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的裝置,其特征在于所述的兩個旋轉(zhuǎn)臂(17,18)均由塑料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述的裝置,其特征在于所述第一鉆孔(4)的直徑至少比第一活塞(2)的直徑大20微米。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求1至3中之一所述的裝置,其特征在于所述泵體(1)由金屬制成,而第一鉆孔(4)內(nèi)襯有塑料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述的裝置,其特征在于所述泵體(1)包括一個套筒(28),該套筒(28)具有第一鉆孔(4)和另外兩個鉆孔(29,30),這兩個鉆孔(29,30)布置得與第一鉆孔(4)相互垂直,其中一端通向第一鉆孔(4),而另一端則通向泵體(1)內(nèi)的第一室(5)或第二室(6)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的裝置,其特征在于所述泵體(1)有兩個盲孔(31,32),而且套筒(28)的第一鉆孔(4)的端部通向盲孔(31,32)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6中所述的裝置,其特征在于所述泵體(1)具有兩個支承,在這兩個支承中可移動地支撐有一個第二或第三套筒(35),從而使得第一活塞(2)的一端被固定在第二套筒(35)上,而第二活塞(3)的一端則被固定在第三套筒上,并且有一軸銷(38)將第二套筒(35)與第一旋轉(zhuǎn)臂(17)連接起來,而另一軸銷則將第三套筒與第二旋轉(zhuǎn)臂(18)連接起來。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中之一所述的裝置,其特征在于所述第一套筒(28)由硬金屬或陶瓷制成,而活塞(2,3)則由硬金屬或工具鋼制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至8中之一所述的裝置,其特征在于所述第一套筒(28)和泵體(1)由整體材料制成。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求1至9中之一所述的裝置,其特征在于在所述泵體(1)上設(shè)置一個冷卻元件,用于泵體(1)的有效冷卻。
11.一種用于粘性液體計量輸送的裝置,該裝置帶有一個有第一鉆孔(4)的泵體(1),該第一鉆孔(4)容納有兩個活塞(2,3)并連接一個用作吸入室的第一室(5)和一個用作排出室的第二腔室(6),其特征在于所述泵體(1)包括一個套筒(28),該套筒(28)具有第一鉆孔(4)和另外兩個鉆孔(29,30),這兩個鉆孔(29,30)與第一鉆孔(4)相互垂直布置,所述兩個鉆孔的一端通向第一鉆孔(4),而另一端則通向泵體(1)內(nèi)的第一室(5)或者第二室(6)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11中所述的裝置,其特征在于所述泵體(1)具有兩個盲孔(31,32),并且所述第一鉆孔(4)的兩端通向盲孔(31,32)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12中所述的裝置,其特征在于套筒(28)由硬金屬或陶瓷制成,而活塞(2,3)則由硬金屬或工具鋼制成。
14.根據(jù)權(quán)利要求11至13中之一所述的裝置,其特征在于所述套筒(28)和泵體(1)由整體材料制成。
全文摘要
一種粘性液體計量輸送裝置,具有一個帶鉆孔(4)的泵體(1),該鉆孔(4)容有兩個活塞(2,3)并將一個用作吸入室的第一室(5)和一個用作排出室的第二室(6)連接起來。用兩個凸輪盤(15,16)驅(qū)動的兩個旋轉(zhuǎn)臂(17,18)被用作驅(qū)動機構(gòu)(7),使兩個活塞(2,3)來回運動。為了計量輸送含有片狀銀粉的粘合劑,設(shè)計的鉆孔(4)能引導(dǎo)活塞(2,3),并能密封泵的路徑。
文檔編號F04B13/00GK1394692SQ0212496
公開日2003年2月5日 申請日期2002年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月28日
發(fā)明者克里斯托弗·克斯特, 馬蒂亞斯·克里格 申請人:Esec貿(mào)易公司