(57)【要約】      （修正有）【課題】取り付けコストおよび組み立てコストを実質的に低減することができる、液体塗布用の計量バルブを提供する。【解決手段】計量バルブは、液滴を吐出することができる閉鎖可能な吐出口４を備え、電磁的な輻射を生成する例えばＬＥＤダイオードまたはレーザ・ダイオードの形式の輻射源１０と、ミラー９と、レンズ７とを含んでいるビーム装置を備えている。可視光領域の輻射１である場合、計量バルブを組み立ておよびアライメントする際に、所望のターゲット位置に液滴が正確に当たるように調整するための補助として可視光を利用することができるので、とりわけ簡便な方法で計量バルブの調整を行うことができる。【選択図】図１
2010261594.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロージャ要素（５）によって閉鎖でき、バルブの開成に応じて液滴を吐出する吐出口（４）を備える、液体塗布用の計量バルブであって、
前記バルブは、液滴が吐出される領域に電磁的な輻射のビームを生成する、ビーム装置を備えることを特徴とする、計量バルブ。
【請求項２】
前記ビーム装置の光軸（Ｏ）と液滴の吐出方向とが実質的に一致することを特徴とする、請求項１に記載の計量バルブ。
【請求項３】
前記ビーム装置が、前記液滴が吐出される領域に可視のマーキングを生成するための光源（１０）およびレンズ（７）を備えることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の計量バルブ。
【請求項４】
前記ビーム装置が、前記バルブの少なくとも一部（６，１１）が通って延びるレンズ（７）を備えることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の計量バルブ。
【請求項５】
前記ビーム装置が、前記バルブの一部（６，１１）が配置される横方向の切り欠き（１８）を有するレンズ（７）を備えることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の計量バルブ。
【請求項６】
一端で前記吐出口（４）に開口する液体流路（１５）を有し、前記液体流路が、前記ビーム装置の前記光軸と交差する偏向セクション（２２）を有することを特徴とする、上請求項１〜５のいずれか１項に記載の計量バルブ。
【請求項７】
光のマーキングが、構造を有する光のスポットを含むことを特徴とする、請求項３〜５のいずれか１項に記載の計量バルブ。
【請求項８】
手操作可能なハンドヘルド装置として製作されていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の計量バルブ。
【請求項９】
前記ビーム装置が、前記液滴が吐出される領域に不可視スペクトルの輻射を伝搬させる輻射源（１０）を備えることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の計量バルブ。
【請求項１０】
前記ビーム装置は、輻射パルスを生成することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の計量バルブ。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の計量バルブを動作するための方法であって、バルブの起動の後であって液滴の吐出の後に、吐出された液滴を輻射で照射することを特徴とする、方法。
【請求項１２】
前記輻射は、ＵＶ輻射であることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記輻射は、パルス化されていることを特徴とする、請求項１１または請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
ターゲット表面上に液滴が衝突した時にだけ、該液滴を、輻射で照射することを特徴とする、請求項１１、請求項１２または請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体塗布用の計量バルブであって、クロージャ要素によって閉鎖でき、バルブが開放された時に液滴を吐出する吐出口を備える、計量バルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
上述したバルブとしては、先行技術、例えばその内容の全体を参照によって本発明の対象とする独国特許出願公開公報（DE 10 2007 020 361 A1）より知られている。上述した計量バルブは、自動生産および生産技術において、少量、極少量の範囲の液体や糊状媒体を塗布するために使用されている。この点において、任意の液体または糊状媒体は、粘度が高いものも低いものも、本出願においては液体という。液体を塗布するためには、バルブ内において液体を加圧し、バルブの小さな開口から液滴を吐出する。上記液滴は、吐出口と表面との間の空中を通過して流されて、速度を有したまま表面に塗布される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２００７０２０３６１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の種類の計量バルブでは、計量バルブを動作させずに液滴の衝突点の正確な位置を認識することができないため、バルブの組み立てに度々時間がかかってしまう。上述したように計量バルブを動作させることは、例えば接着剤などの媒体を使用する際には望ましいものではない。
【０００５】
本発明は、請求項１のプリアンブル部に従う計量バルブにおいて、取り付けコストおよび組み立てコストを実質的に低減することができる、計量バルブを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、請求項１の特徴、具体的には、液滴が吐出される領域に電磁的な輻射のビームを生成するビーム装置を備えるバルブよって充足される。可視光領域の輻射である場合、計量バルブを組み立ておよびアライメントする際に、所望のターゲット位置に液滴が正確に当たるように調整するための補助として可視光を利用することができるので、とりわけ簡便な方法で計量バルブの調整を行うことができる。
【０００７】
本発明の有利な実施形態を、発明の詳細な説明、図面および従属請求項をもって説明する。
【０００８】
第１の有利な実施形態によれば、ビーム装置の光軸と液滴の吐出方向とは実質的に一致する。生成された光ビームまたは光スポットが液滴の軌道に対応しているため、特に簡単な方法で計量バルブの調整を行うことができる。
【０００９】
ビーム装置が、液滴を吐出する領域に可視のマーキングを生成する光源およびレンズを備えると、より有利な場合がある。上記マーキングは、例えば、所望のターゲットに正確に当たるように計量バルブを組み立てまたは調整する際の補助となる光スポットとすることができる。
【００１０】
ビーム装置が、バルブの少なくとも一部が延びたレンズを備えると、とりわけコンパクト化のため有利である。したがって、例えば、計量バルブの一部が通って延びる横向きの切り欠きが設けられた円形レンズを使用することができる。これによって、計量バルブの吐出口の方向にレンズの光軸をオフセットすることが追加的に可能となる。同時に、レンズに設けられた切り欠きのため光スポットの像をより明瞭化できるので、より精密な位置決めが可能とされる。
【００１１】
さらに、計量バルブが、一端で吐出口に開口し、ビーム装置の光軸を横切る偏向区画を備える液体通路を有する場合には、さらなる効果がもたらされる。上述した手法では、計量すべき液体をビーム装置の光軸の領域に誘導することができるので、液滴は、ビーム装置の光軸または本質的に光軸の領域にある飛跡をカバーすることが可能となる。
【００１２】
さらに有利な実施形態によれば、光のマーキングは、構造が付与された光スポットを含むことができる。上述した構造とは、例えば、センサまたは人間の目による容易かつ高精度な調整を可能とする、非対称の光スポット、分割された光スポットまたは他の構造が付与された光の領域をいう。上述のような一定の構造を与える光のスポットは、液滴が当たるべき表面上に、例えばギャップを有する形状要素が生成されるように、レンズの特定の部分を覆ったり、ノッチを設けたりすることにより、生成することができる。
【００１３】
さらに有利な実施形態に従えば、計量バルブは、ビーム装置の補助により衝突点を容易に認識できるので、手で扱うことができるハンドヘルド装置として製作することができ、この結果、操作者が集束する光スポットと所望の衝突点とを一致させるように計量バルブを保持すれば、液滴もまた位置決めできる。
【００１４】
さらに有利な実施形態によれば、ビーム装置は、液滴が吐出される領域に不可視スペクトル領域の輻射を放射する輻射源を有することができる。この実施形態においては、輻射源の補助によって、光活性のある液体に対して能動的に影響を与えることができる。例えば、ＵＶ輻射により硬化する接着剤は、液滴の塗布後にＵＶ輻射のパルスを作用させると、接着ポイントの硬化を加速させることができる。同様に、赤外スペクトルまたは他の波長領域にある輻射パルスを、塗布された液滴に導くことも可能である。
【００１５】
上述した種類の計量バルブを動作させるための本発明による方法においては、塗布された液滴に物理的に作用し得る可視スペクトルまたは不可視スペクトルの輻射を、バルブの制御の後、かつ液滴の吐出の後に、吐出された液滴に向けて導くことができる。
【００１６】
本発明について、以下、純粋な一実施例として、有利な実施形態および添付した図面を参照しながら説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】計量バルブを通過する断面図。
【図２】図１の計量バルブの平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１に示す計量バルブは、加圧された液体を吐出ノズル４へとガイドするための液体流路１５が設けられたハウジング１６を備えており、液体通路１５は、バルブ・ニードル６によってシーリング・シート３に向けて押圧されたシーリング・ボール５の形状とされたクロージャ要素を備えている。図１のバルブ・ニードル６は、レバー１１を介してピエゾ駆動装置１２によって既知の仕方で垂直方向に上下する。ピエゾ駆動装置１２は、クランプネジ１３を用いてハウジング１６に固定されているので、シーリング・ボール５は、シーリング・シート３から周期的に持ち上げられ、加圧された液体が、液滴の形状でノズル４から吐出される。
【００１９】
図１に示す計量バルブは、さらに、ビーム装置を備えており、このビーム装置は、図示する実施形態では、例えばＬＥＤダイオードまたはレーザ・ダイオードの形式の輻射源１０と、ミラー９と、レンズ７とを含んでいる。可視または不可視の輻射１は、光源１０からミラー９の方向に放射され、そこで約９０度偏向されて、実質的に円形のレンズ（図２を参照。）７へ導かれる。輻射１は、その後、レンズ７によって集束され、ビーム装置の光軸Ｏに沿って表面２０上に導かれる。この点に関していえば、光軸Ｏは、吐出される液滴の飛跡と同軸、すなわち、吐出ノズル４の中心軸と光軸Ｏとが実質的に同軸に延びることになる。
【００２０】
図１および図２から明らかなように、レンズ７は、環状の中央部ウェブを備える円形のプラスチックレンズであり、概ねＶ形状の切り欠き１８を備えており、この切り欠き１８を通して、レバー１１と、ニードル締結部８と、バルブ・ニードル６とが延びている。レンズには、ダイアフラム１９が均等に設けられており、このダイアフラム１９は、また、計量バルブの調整を容易にするために表面２０上に生成される形状要素におけるギャップなどを形成するため、ノッチなどの形状として形成することができる。
【００２１】
参照記号１４は、ピエゾ駆動装置および光源１０のための電気的接続を示す。
【００２２】
図１から明らかなように、さらに、液体流路１５は、まず、シーリング・ボール５で閉鎖されたシーリング・シート３へと、その一端が開口する。このシーリング・シートには、横方向通路２２が連結している。この横方向通路は、シーリング・シート・キャリア２に形成されていて、バルブ・ニードル６の中心軸へと横方向に延びている。同時に、横方向流路２２は、光軸Ｏを直角に横切り、ノズル４が、交差ポイントの領域に設けられていて、これに対し、ノズル４は、横方向通路２２へと横方向に延びている。上述したように、横方向流路２２は、したがって偏向流路を提供し、液滴の吐出ポイントを光軸Ｏ上に設定させている。
【００２３】
光源１０により生成されるライト・ポイントは、取付、調整、または上述した計量バルブのアライメントのために使用することができる。光源１０とレンズ７との間の離間は、それぞれの液体の塗布について最適となるように、焦点１７が表面２０上の液滴の衝撃ポイントと一致するように、すなわち、ノズル４と表面２０との間の理想的な離間は、合焦した光マーキングが所望の衝撃ポイントとなるように計量バルブをアライメントするようにして、計量バルブの製造に際して、偏向ミラー９を考慮しながら選択される。
【００２４】
上述した計量バルブが据え付けマウントされた場合、さらに液滴がターゲットの表面２０を衝撃した後に輻射源１０を起動させ、光活性を有する液体に影響を与えるために利用することができる。例えば、ＵＶ輻射パルスで液滴を照射して、液滴を加速的に硬化させることができる。
【符号の説明】
【００２５】
１…輻射、２…シーリング・シート・キャリア、３…シーリング・シート、４…吐出ノズル、５…シーリング・ボール、６…バルブ・ニードル、７…レンズ、８…ニードル締結部、９…ミラー、１０…輻射源、１１…レバー、１２…ピエゾ駆動装置、１３…クランプネジ、１４…電気的接続、１５…液体流路、１６…ハウジング、１７…焦点、１８…切り欠き、１９…ダイアフラム、２０…表面、２２…横方向通路、Ｏ…光軸
【図１】
2010261594.tif 000003
【図２】
2010261594.tif 000004
【外国語明細書】
【Title of Invention】
Valve
【Technical Field】
【０００１】
The present invention relates to a metering valve for the application of
liquids which has a discharge opening which can be closed by a closure element
and from which liquid drops are discharged when the valve is opened.
【Background Art】
【０００２】
Such a valve is known from the prior art, for example from DE 10 2007 020 361
A1, whose content is made the subject of the present invention in its entirety
by reference. Such metering valves serve in automated production and production
technology for the application of liquid or pasty media in the small and very
small quantity ranges. In this respect, any liquid or pasty medium is understood
as a liquid within the framework of the present application, whether of high or
low viscosity. For the application of the liquid, the liquid is pressurized
within the valve and a liquid drop is discharged from the valve on a brief
opening thereof and this liquid drop is applied to a surface at speed, with the
liquid drop flowing through the air between the discharge opening and the
surface.
【Summary of Invention】
【Technical Problem】
【０００３】
With metering valves of the aforesaid kind, the assembly of the valves is
frequently time-intensive since the exact position of the impact point of the
liquid drop cannot be recognized without the metering valve being put into
operation, which is frequently unwanted due to the media used, for example
adhesives.
【０００４】
It is the object of the present invention to provide a metering valve in
accordance with the preamble of claim 1 with which the installation costs and
assembly costs can be substantially lowered.
【Solution to Problem】
【０００５】
This object is satisfied by the features of claim 1 and in particular in that
the valve has a beam device which generates a beam of electromagnetic radiation
in the region of the liquid drop being discharged. If this radiation is in the
visible spectrum, an adjustment of the metering valve can be achieved in a
particularly simple manner since in this case the visible radiation can be used
as an adjustment aid to assemble and align the metering valve such that the
liquid drop impacts exactly at the desired target position.
【０００６】
Advantageous embodiments of the invention are described in the description, in
the drawing and in the dependent claims. 
【０００７】
In accordance with a first advantageous embodiment, the optical axis of the
beam device and the discharge direction of the liquid drop substantially
coincide. An adjustment of the metering valve can be achieved in a particularly
simple way in this manner since the generated light beam or light spot
corresponds to the trajectory of the liquid drop.
【０００８】
It can be advantageous if the beam device has a light source and a lens which
generate a visible marking in the region of the liquid drop being discharged.
Such a marking can, for example, be a light spot with whose help the metering
valve can be assembled or adjusted so that the desired target point is exactly
impacted.
【０００９】
It can be advantageous for a particularly compact construction if the beam
device has a lens through which at least a part of the valve extends. A
circular lens can thus be used, for example, which is provided with a lateral
cut-out through which parts of the metering valve extend. It is hereby
additionally possible to offset the optical axis of the lens in the direction
of the discharge opening of the metering valve. At the same time, the imaging
of the light spot thereby becomes more prominent and the desired positioning
thereby becomes more precise due to the cut-out provided in the lens.
【００１０】
It can furthermore be advantageous if the metering valve has a liquid passage
which opens at its one end into the discharge opening, with the liquid passage
having a deflection section which intersects the optical axis of the beam
device. In this way, the liquid to be metered can be guided into the region of
the optical axis of the beam device so that the liquid drop can then cover a
trajectory which lies on the optical axis or essentially in the region of the
optical axis of the beam device.
【００１１】
In accordance with a further advantageous embodiment, the light marking can
include a light spot which is provided with a structure. Such a structure is,
for example, understood as an asymmetrical light spot, a divided light spot or
a light region provided with another structure which makes it easier for the
human eye or a sensor to carry out a precise adjustment. Such a light spot
provided with a structure can, for example, be generated in that the lens is
covered over a specific portion or is provided with a notch so that a picture
element which has a gap, for example, is generated on the surface on which the
liquid drop should impact.
【００１２】
In accordance with a further advantageous embodiment, the metering valve can
be made as a manually manageable hand-held device since the impact point can
easily be recognized with the aid of the beam device so that liquid drops can
also be positioned in that the metering valve is held by an operator so that
the focused light spot and the desired impact spot coincide.
【００１３】
In accordance with a further advantageous embodiment, the beam device can have
a radiation source which transmits a radiation in the non-visible spectrum in
the region of the liquid drop being discharged. In this embodiment, liquids
which are opto-active can be actively influenced with the aid of the radiation
source. For example, adhesives which cure under UV radiation can be acted on
by a pulse of UV radiation after application of the liquid drop so that an
accelerated curing of the adhesive point is achieved. In the same way, it is
possible to direct radiation pulses to the applied liquid drop which lie in the
infrared spectrum or in other wavelength ranges.
【００１４】
In a method in accordance with the invention for the operation of a metering
valve of the kind described above, a radiation can be directed onto the
discharged liquid drop after the control of the valve and after the discharge of
a liquid drop said radiation lying in the visible spectrum or in the non-visible
spectrum to physically influence the applied liquid drop.
【００１５】
The present invention will be described in the following purely by way of
example with reference to an advantageous embodiment and to the enclosed
drawings. There are shown:
【Brief Description of Drawings】
【００１６】
【Fig. 1】  Fig. 1  a sectional view through a metering valve; and
【Fig. 2】  Fig. 2  a plan view of the metering valve of Fig. 1.
【Description of Embodiments】
【００１７】
The metering valve shown in Fig. 1 has a housing 16 in which a liquid passage
15 is provided with which a liquid can be guided under pressure to a discharge
nozzle 4, with a closure element being provided in the liquid passage 15 in the
form of a sealing ball 5 which is pressed toward a sealing seat 3 by a valve
needle 6. The valve needle 6 in Figure 1 is moved to and fro in the vertical
direction via a lever 11 in a manner known per se with the aid of a piezo drive
12 which is fastened to the housing 16 using clamping screws 13 so that the
sealing ball 5 is periodically raised from the sealing seat 3 and the
pressurized liquid can be discharged from the nozzle 4 in drop form.
【００１８】
The metering valve shown in Fig. 1 furthermore has a beam device which
includes in the embodiment shown a radiation source 10 in the form, for example,
of an LED diode or of a laser diode as well as a mirror 9 and a lens 7. Visible
or non-visible radiation 1 is radiated from the light source 10 in the direction
of the mirror 9, is deflected by approximately 90° there and is directed to the
lens 7 which is substantially circular (cf. Fig. 2). The radiation 1 is then
focused by the lens 7 and is directed along the optical axis O of the beam
device onto a surface 20. In this respect, the optical axis O extends coaxially
to the trajectory of the liquid drops being discharged, i.e. the central axis of
the discharge nozzle 4 and the optical axis O extend substantially coaxially.
【００１９】
As Fig. 1 and Fig. 2 make clear, the lens 7 is a circular plastic lens with a
circumferential middle web, with an approximately V-shaped cut-out 18 (Fig. 2)
being formed in the lens 7 through which the lever 11, a needle fastening 8 and
the valve needle 6 extend. The lens can equally be provided with a diaphragm 19
which can also be formed in the shape of a notch or the like in order to produce
a gap or the like in the picture element generated on the surface 20 with which
the adjustment of the metering valve is facilitated.
【００２０】
The reference symbol 14 designates an electrical connection for the piezo
drive and for the light source 10.
【００２１】
As furthermore Fig. 1 makes clear, the liquid passage 15 first opens at its
one end into the sealing seat 3 closed by the sealing ball 5, with a transverse
passage 22 adjoining the sealing seat, said transverse passage being formed in
a sealing seat carrier 2 and extending transversely to the central axis of the
valve needle 6. At the same time, the transverse passage 22 intersects the
optical axis O at a right angle, with the nozzle 4 which in turn extends
transversely to the transverse passage 22 being provided in the region of the
point of intersection. The transverse passage 22 thus serves as a deflection
passage to set the discharge point of the liquid drops onto the optical axis O.
【００２２】
The light point generated by the light source 10 can be used for the
installation and adjustment or for the alignment of the described metering
valve. The spacings between the light source 10 and the lens 7 are selected in
this respect in the manufacture of the metering vale while taking account of
the deflection mirror 9 such that the focal point 17 coincides with the impact
point of the liquid on the surface 20 best suited for the application of the
respective liquid, i.e. the ideal spacing between the nozzle 4 and the surface
20 is set in that the metering valve is aligned such that the focused light
marking comes to lie at the desired impact point.
【００２３】
When the metering valve described above is mounted stationary, it can moreover
be used to influence opto-active liquids in that the radiation source 10 is
activated after a liquid drop has impacted on the target surface 20. For
example, a UV radiation pulse can be directed to the liquid drop so that it
cures in an accelerated manner.
【claim 1】
A metering valve for the application of liquids which has a discharge
opening (4) which can be closed by a closure element (5) and from which
liquid drops are discharged on the opening of the valve, characterized in
that
the valve has a beam device which generates a beam of electromagnetic
radiation in the region of the liquid drop being discharged.
【claim 2】
A metering valve in accordance with claim 1, characterized in that the
optical axis (O) of the beam device and the discharge direction of the
liquid drop substantially coincide.
【claim 3】
A metering valve in accordance with claim 1 or claim 2, characterized
in that the beam device has a light source (10) and a lens (7) which
generate a visible marking in the region of the liquid drop being
discharged.
【claim 4】
A metering valve in accordance with at least one of the preceding
claims, characterized in that the beam device has a lens (7) through which
at least one part (6, 11) of the valve extends.
【claim 5】
A metering valve in accordance with at least one of the preceding
claims, characterized in that the beam device has a lens (7) with a
lateral cut-out (18) in which a part of the valve (6, 11) is arranged.
【claim 6】
A metering valve in accordance with at least one of the preceding
claims, characterized in that it has a liquid passage (15) which opens at
its one end into the discharge opening (4); and in that the liquid passage
has a deflection section (22) which intersects the optical axis of the
beam device.
【claim 7】
A metering valve in accordance with at least one of the preceding
claims 3-5, characterized in that the light marking includes a light spot
provided with a structure.
【claim 8】
A metering valve in accordance with at least one of the preceding
claims, characterized in that it is made as a manually manageable
hand-held device.
【claim 9】
A metering valve in accordance with at least one of the preceding
claims, characterized in that the beam device has a radiation source (10)
which transmits a radiation in the non-visible spectrum in the region of
the liquid drop being discharged.
【claim 10】
A metering valve in accordance with at least one of the preceding
claims, characterized in that the beam device generates radiation pulses.
【claim 11】
A method for the operation of a metering valve in accordance with at
least one of the preceding claims, wherein a radiation is directed to
the discharged liquid drop after control of the valve and discharge of
a liquid drop.
【claim 12】
A method in accordance with claim 11, characterized in that the
radiation is UV radiation.
【claim 13】
A method in accordance with claim 11 or claim 12, characterized in
that the radiation is pulsed.
【claim 14】
A method in accordance with claim 11, claim 12 or claim 13,
characterized in that the radiation is only directed to the liquid
drop when it has impacted onto a target surface.
【要約】
【課題】
【解決手段】  A metering valve has a closable discharge opening from which
liquid drops can be discharged, wherein a beam device is provided which
generates electromagnetic radiation.
【選択図】  なし
2010261594.tif 000005
2010261594.tif 000006