Mikrodosieren von Flüssigkeiten mit hoher Genauigkeit und geringen Kosten
Mikrodosiersysteme sind seit 30 Jahren ein fester Bestandteil jeder Elektronik- und Mechanikfertigung. Die üblichen Systeme benötigen Pressluft, deren Druck über einen Regler eingestellt wird und ein elektronisches Magnetventil mit einem Timer, um den entsprechenden Luftstoß zu erzeugen. Danach wird das Medium (Flüssigkeiten, Farben, Öle, etc.) in eine Kartusche gefüllt und die Kartusche mit einer Dosiernadel versehen, die optimal für die Viskosität und Menge ausgewählt wurde. Dann wird nach empirischen Methoden dosiert. Die Ausgabe variiert allerdings je nach Füllstand der Kartusche und dadurch unterschiedlich großem Luftpolster. Beim Erzeugen dieser Druckpulse entsteht nach einiger Zeit eine gewisse Wärme, welche die Viskosität des Mediums beeinflusst und wiederum die Ausgabemenge verändert. Diese Methode wird seit vielen Jahren angewandt, hat aber durch die bereits geschilderten Probleme wohl mehr Nachteile als Vorteile. Dazu gehören neben dem dauernden Befüllen von Kartuschen auch die Gefahr, dass beim Rückziehen das Druckluftventil bzw. der Druckregler beschädigt wird. Ein weiterer Nachteil ist die Pressluft, die nicht in jedem Fertigungsbetrieb an allen Arbeitsplätzen zur Verfügung steht.
Da die aufgelisteten Probleme viele Anwender belasten dürften, haben wir eine neue Lösung erarbeitet, die viele Vorteile bietet, nicht zuletzt auch bei den Investitionskosten. Unser Dosierprinzip basiert auf einer Schlauchpumpe mit 10 Rollen, die mit Präzisionskugellagern höchste Zuverlässigkeit bietet. Die Umdrehung dieser Schlauchpumpe ist mit 200 (x 8) Schritten vorwählbar, so können Dosiermengen von 20 nl bis typisch 50 ml mit Genauigkeiten besser als 3 % vom Endwert realisiert werden. Die Transportschläuche sind in den verschiedensten Materialien verfügbar, selbst in schwarzer Farbe, um UV-Klebstoffe sicher zu dosieren. Je nach Medium kann so der entsprechende Schlauch und Schlauchdurchmesser zwischen 1 und 6 mm gewählt werden. Die Schlauchpumpe wird über einen Mikroprozessor gesteuert. Die Anzeige erfolgt über ein LCD-Display. So besteht die Möglichkeit, aus einem großen Gefäß, das sich auch unter dem Tisch befinden kann, das zu bearbeitende Medium anzusaugen und über den Schlauch mit Hilfe eines handgeführten Dosierstabes zu dosieren. Vor jeder Dosierung muss jedoch mit dem verwendeten Schlauch einmal kalibriert werden, denn auch beim Schlauch muss mit Fertigungstoleranzen gerechnet werden, die durch den nachfolgenden Kalibrationsprozess eliminiert werden.
Die Kalibrierung
Der Prozess ist denkbar einfach: Wir liefern zu jedem PMDS 99 ein, wunschweise auch mehrere Kalibriergefäße, die es Ihnen erlauben, dieses Gefäß bis zum jeweiligen Füllstrich zu befüllen, während die Firmware des Mikroprozessors die Anzahl der Schritte zählt. In der Selbstkalibriersoftware zählt der Rechner dabei die Anzahl der Schritte mit. Von diesem Moment aus kann über die Vorwahltasten oder auch über eine externe RS232-Schnittstelle die gewünschte Ausgabemenge vorgewählt und auf Knopfdruck oder per Fußtaste dosiert werden.
Je nach Medium und dessen Viskosität kann für eine optimale Dosierung noch die Ausgabegeschwindigkeit vorgewählt werden. Für besonders dünnflüssige oder nachtropfende Medien besteht die Möglichkeit, ein Rückziehen zu programmieren, sodass ein Nachtropfen oder Ausfließen ganz sicher verhindert wird. Bei der Dosierung wird natürlich die Rückzugsmenge berücksichtigt, sodass zu jedem Zeitpunkt eine absolut sichere und reproduzierbare Dosierung gegeben ist. Die Medien werden mit einem Druck von 6 bar ausgegeben.
Anwendung in automatischen Systemen
Das PMDS 99 beinhaltet eine RS232-Schnittstelle. So können über Rechnersteuerung die jeweiligen, auch unterschiedlichen Mengen jederzeit vorgewählt und ausgegeben werden. In Verbindung mit einem XY-Tisch können die Ausgabemengen je nach Aufgabenstellung an jedem beliebigen XY-Punkt speziell vorgewählt und ausgegeben werden.
Wartung und Service
Nachdem der Schlauch das einzige Teil des PMDS 99 ist, welches mit Ihrer Flüssigkeit in Kontakt kommt, ist eine Verschmutzung von Ventilen, Pumpe oder Druckminderer gar nicht möglich. Erfahrungsgemäß hält ein solcher Schlauch, je nach Anwendung, zwei Tage bis mehrere Wochen und kann danach in wenigen Minuten getauscht oder erneuert werden. Da die Kosten für einen solchen Schlauch unter 10 Euro liegen, dürften sie auch keine Zusatzbelastungen bedeuten, die den Einsatz dieses Gerätes in Frage stellen.
Wirtschaftlichkeit
Die Investitionskosten für unser PMDS 99 betragen 1.100 Euro netto für das Grundgerät inkl. RS232-Schnittstelle, Software-Diskette, Fußschalter, Steckernetzgerät, je 1 Schlauchpumpenschlauch mit Innendurchmesser 0,38 mm, 0,8 mm und 2,4 mm, je 1 Dosierstab für 1,09 bzw. 2,4 mm und für 4 mm Schlauchdurchmesser, 1 Sortiment von 9 Dosiernadeln (von 0,15 bis 1,37 mm Durchmesser) und 1 Kalibriergefäß 5 ml. Nach dem Einlegen muss nur noch die Kalibrierung durchgeführt und der Schlauch in ein Großgefäß gehängt werden, dann kann der Dosierprozess beginnen, der ohne Pressluft, Kartuschenwechsel und Nachstellen mit absoluter Zuverlässigkeit erfolgt und keine weiteren Kosten entstehen lässt. Schläuche und Dosiernadeln können jederzeit von uns bezogen werden.
Sie können diesen Artikel laden unter ART206.pdf.
© 03.02.2006
