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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Diese Anmeldung beansprucht die Vorteile der U.S. Provisional Patent App. Nr.
62/690,806 , eingereicht am 27. Juni 2018, deren Offenbarung hiermit durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird.
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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf Fluid-Dosiersysteme und insbesondere auf ein Fluid-Dosiersystem unter Verwendung einer drehbaren Welle.
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HINTERGRUND
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Fluidmaterial kann als diskrete Schüsse, Punkte oder Raupen mit einem präzisen Volumen von Klebstoff abgegeben werden. Eine kontrollierte Volumenabgabe oder Dosierung ist besonders nützlich, wenn das abgegebene Fluid teuer ist oder wenn es notwendig ist, zwei oder mehr verschiedene Fluide, wie etwa Mehrkomponentenklebstoff, präzise zu mischen.
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Herkömmliche Fluidabgabesysteme haben Nachteile. Bisherige Fluid-Dosiersysteme weisen Hubkolben auf, um das Volumen des abgegebenen Fluids zu dosieren. Diese Systeme verwenden typischerweise Luft- oder Hydraulikdruck, um den Kolben zwischen Füll- und Abgaberichtung zu betätigen. Darüber hinaus geben herkömmliche Kolbendosiersysteme typischerweise einen einzigen Schuss Fluid pro Zyklus der Kolbenhubbewegung aus, wodurch die Geschwindigkeit, mit welcher das Fluid abgegeben werden kann, auf die Hubgeschwindigkeit des Kolbens begrenzt ist. Außerdem ist die Größe und Form des abgegebenen Materials im Wesentlichen konstant, und es ist schwierig, diese Parameter schnell und effektiv zu verändern.
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Daher besteht ein Bedarf für ein verbessertes Dosiersystem, das höhere Dosierraten, einen vereinfachten Betrieb und eine einfachere Variation der Größe und Form des abgegebenen Materials ermöglicht.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die vorgenannten Bedarfe werden durch die verschiedenen Aspekte von Abgabevorrichtungen und Verfahren zur Abgabe gedeckt, die in dieser Anmeldung offenbart werden. Nach einem Aspekt dieser Offenbarung weist eine Abgabevorrichtung zur Abgabe eines Fluids einen Spenderkörper mit einer Fluidkammer, die ausgebildet ist, das Fluid aufzunehmen, einen Auslass, der an dem Spenderkörper angeordnet ist und ausgebildet ist, in Fluidverbindung mit der Fluidkammer zu stehen, und eine Welle, die innerhalb der Fluidkammer angeordnet ist, auf. Die Welle definiert zumindest teilweise einen variablen Durchgang für das Fluid zum Hindurchbewegen von der Fluidkammer zum Auslass. Die Abgabevorrichtung ist ausgebildet, zwischen einer Vielzahl von Abgabekonfigurationen zu wechseln, und der variable Durchgang weist für jede der Vielzahl von Abgabekonfigurationen eine unterschiedliche Dimensionierung auf.
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Nach einem anderen Aspekt umfasst ein System zur Abgabe eines Fluids auf ein Substrat eine Abgabevorrichtung aufweisend einen Spenderkörper, der eine Fluidkammer definiert, die ausgebildet ist, das Fluid aufzunehmen, einen Einlass, der in Fluidverbindung mit der Fluidkammer steht und ausgebildet ist, das Fluid von einer Fluidquelle aufzunehmen, einen Auslass, der in Fluidverbindung mit der Fluidkammer steht und durch den hindurch das Fluid aus der Fluidkammer heraus gelangt, ein Dosierelement, das innerhalb der Fluidkammer angeordnet ist, eine Düse, die an der Abgabevorrichtung angeordnet ist und ausgebildet ist, das Fluid von dem Auslass zu dem Substrat zu leiten, und einen Aktuator, der ausgebildet ist, die Abgabevorrichtung zwischen einer Vielzahl von Abgabekonfigurationen zu wechseln. Das Dosierelement definiert einen variablen Durchgang für das Fluid zum Hindurchbewegen von der Fluidkammer zu dem Auslass. Der variable Durchgang weist bei jeder der Vielzahl von Abgabekonfigurationen eine unterschiedliche Dimensionierung auf.
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Nach einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Abgabe eines Fluids auf ein Substrat unter Verwendung einer Abgabevorrichtung offenbart, die einen Spenderkörper aufweist, der eine Fluidkammer definiert. Initial wird die Abgabevorrichtung in einer ersten Konfiguration betrieben, um eine erste Menge des Fluids von einem Auslass der Abgabevorrichtung abzugeben. Dann wird eine Welle, die innerhalb der Fluidkammer angeordnet ist, gedreht. Die Welle definiert zumindest teilweise einen variablen Durchgang für das Fluid zum Hindurchbewegen von der Fluidkammer zum Auslass. Die Abgabevorrichtung wird dann in einer zweiten Konfiguration betrieben, um eine zweite Menge des Fluids von dem Auslass der Abgabevorrichtung abzugeben, wobei die erste Menge von der zweiten Menge verschieden ist.
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Figurenliste
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Die vorliegende Anmeldung wird ferner verstanden, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Figuren gelesen wird. Zum Zwecke der Veranschaulichung des Gegenstands sind in den Figuren beispielhafte Ausführungsformen des Gegenstands dargestellt; der vorliegende offenbarte Gegenstand ist jedoch nicht auf die spezifischen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme beschränkt, die offenbart sind. In den Figuren:
- 1 zeigt eine isometrische Ansicht eines Abgabesystems nach einem Aspekt der Offenbarung;
- 2 zeigt eine Querschnittsansicht des Abgabesystems von 1;
- 3 zeigt eine isometrische Querschnittsansicht eines Spenders nach einem Aspekt;
- 4 zeigt eine weitere isometrische Querschnittsansicht des Spenders aus 3;
- 5 zeigt eine Querschnittsansicht eines Spenders nach einem Aspekt;
- 6 zeigt ein Dosierelement mit einer Buchse nach einem Aspekt;
- 7 zeigt eine isometrische Querschnittsansicht des Dosierelements mit der Buchse aus 6;
- 8 zeigt ein Dosierelement nach einem Aspekt;
- 9A zeigt eine isometrische Ansicht eines Abschnitts eines Dosierelements nach einem weiteren Aspekt;
- 9B zeigt eine isometrische Ansicht eines Abschnitts eines Dosierelements nach einem weiteren Aspekt;
- 10A zeigt eine Konfiguration des Spenders nach einem Aspekt;
- 10B zeigt eine weitere Konfiguration des Spenders nach einem weiteren Aspekt;
- 10C zeigt eine weitere Konfiguration des Spenders nach einem weiteren Aspekt;
- 10D zeigt eine weitere Konfiguration des Spenders nach einem weiteren Aspekt;
- 11A zeigt eine Vorderansicht einer Buchse nach einem Aspekt;
- 11 B zeigt eine isometrische Ansicht der Buchse aus 11A; und
- 11C zeigt eine weitere isometrische Ansicht der Buchse der 11A und 11B.
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Aspekte der Offenbarung werden nun im Detail unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben, wobei sich gleiche Bezugszeichen durchgehend auf gleiche Elemente beziehen, sofern nicht anders angegeben.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Fluid-Dosiersystem zur Abgabe von diskreten, kontrollierten Volumina eines Fluids, wie etwa Klebstoff, mit erhöhten Zyklusraten und besserer Präzision im Vergleich zu bestehender Technologie. Die hier offenbarten Verfahren und Vorrichtungen bieten die Möglichkeit, präzise und wiederholbare Mengen oder Volumina von Material über einen breiten Bereich von Viskositäten und Substraten abzugeben.
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Mit Bezug auf 1 wird ein beispielhafter Aspekt eines Abgabesystems 10 dargestellt. Das Abgabesystem 10 nimmt ein Material in einen Spender 100 von einer Materialquelle (nicht gezeigt) auf und gibt das Material auf ein geeignetes Substrat (nicht gezeigt) ab. Das Abgabesystem 10 kann mehrere Spender 100 aufweisen, die zusammen oder in einer vorbestimmten Reihenfolge betrieben werden. Ein Controller 12, etwa ein Prozessor, kann operativ mit dem Abgabesystem 10 verbunden sein, um Signale an und/oder von dem einen oder mehreren Spendern 100 zu senden und/oder zu empfangen. Der Controller 12 kann ausgebildet sein, jeden Spender 100 anzuweisen, gemäß einem oder mehreren Programmen oder Verfahren zu arbeiten, direkt von einem Benutzer steuerbar zu sein und in der Lage zu sein, den Betrieb des einen oder der mehreren Spender 100 nach voreingestellten Konfigurationen oder von einem oder mehreren Sensoren empfangenen Daten, die mit verschiedenen Parametern der Fluidabgabe verbunden sind, automatisch zu ändern.
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Das Abgabesystem 10 ist ausgebildet, ein Fluid oder viskoses Material abzugeben, und kann konfiguriert werden, eine vorbestimmte Menge an Material in vorbestimmten Intervallen abzugeben. In einigen Aspekten arbeitet das Abgabesystem 10 als Dosiervorrichtung, die ein Fluidmaterial aufnimmt und es nach bestimmten Messungen und Parametern abgibt. In anderen Aspekten kann das Abgabesystem 10 ferner das Material verändern bevor es abgegeben wird, zum Beispiel Erhitzen, Schmelzen oder Mischen des Materials, und das Abgabesystem 10 kann zusätzliche Strukturelemente (nicht dargestellt) für diese Zwecke aufweisen, etwa Heizungen, Mischer oder Sensoren. Obwohl die in dieser Anmeldung beschriebenen Aspekte Fluidmaterial aufnehmen und abgeben, wird es verstanden, dass das Material, das in das Abgabesystem 10 eintritt, in fester Form sein kann und dann in eine flüssige Form geschmolzen wird. Mehrere Materialien, die unterschiedliche physikalische Parameter aufweisen, können in das Abgabesystem 10 eingeführt werden zur Modifikation und Abgabe.
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2-5 zeigen Aspekte eines Spenders 100. Der Spender 100 weist einen Einlass 104 für das Fluidmaterial, eine Fluidkammer 106 und einen Auslass 108 auf, durch welchen das Fluidmaterial auf ein Substrat (nicht dargestellt) abgegeben wird. Der Einlass 104 und der Auslass 108 stehen mit der Fluidkammer 106 in Fluidverbindung und sind ausgebildet, dem Fluidmaterial zu ermöglichen, durch diese hindurch in die Fluidkammer 106 hinein bzw. aus ihr heraus zu bewegen. Eine Düse 14 kann benachbart zu dem Auslass 108 angeordnet und ausgebildet sein, das abgegebene Fluidmaterial zu einem Substrat zu leiten.
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Der Spender 100 weist ferner einen Aktuator 110 auf, der ausgebildet ist, den Abgabevorgang des Fluidmaterials aus dem Spender 100 zu regeln. Der Aktuator 110 kann einen Motor und geeignete elektronische Verbindungen aufweisen, um Signale mit spezifischen Betriebsanweisungen von, zum Beispiel, dem Controller 12 zu empfangen. In einigen Aspekten kann der Aktuator 110 ein Servomotor sein, der ausgebildet ist, in eine erste Drehrichtung und in eine zweite Drehrichtung entgegengesetzt zu der ersten Richtung zu drehen. Es ist zu verstehen, dass andere Arten von Motoren verwendet werden können, zum Beispiel ein Schrittmotor oder ein Gleichstrommotor (DC).
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Der Servomotor kann in der ersten und/oder zweiten Richtung in Reaktion auf einen oder mehrere Befehle drehen, die von dem Controller 12 oder von einem weiteren Steuergerät, etwa einem Remote-Eingabegerät (nicht dargestellt), ausgegeben werden. Die Drehgeschwindigkeit des Servomotors kann je nach den erforderlichen Spezifikationen und der gewünschten Verwendung des Spenders 100 geregelt und modifiziert werden.
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Der Aktuator 110 kann mit einem Dosierelement 120 in Wirkverbindung stehen und/oder in dieses eingreifen. Das Dosierelement 120 kann durch den Aktuator 110 bewegt und/oder gedreht werden, und die Bewegungen können den gewünschten Abgabecharakteristika entsprechen, wie etwa der abgegebenen Menge, der Größe und Form des abgegebenen Materials, der Dauer der Abgabe, den Abgabemustern oder anderen Charakteristika, die typischerweise bei der Abgabe von Fluiden verwendet werden. Wie in 6-9B dargestellt, kann das Dosierelement 120 eine Welle sein. Der Aktuator 110 kann die Welle 120 axial innerhalb der Fluidkammer 106 bewegen, so dass die Welle sich in eine erste Richtung zu dem Auslass 108 hin oder in eine zweite Richtung von dem Auslass 108 weg bewegt. Alternativ kann der Aktuator 110 die Welle 120 in der ersten oder zweiten Drehrichtung um eine Drehachse A drehen. In einigen Aspekten kann der Aktuator 110 mit einer anderen Komponente des Spenders 100 gekoppelt sein und diese relativ zu der Welle 120 bewegen, ohne die Welle 120 selbst zu bewegen.
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Die Welle 120 kann jedes geeignete Material umfassen, das herstellbar ist, den Belastungen des Abgabesystems standhalten kann und nicht nachteilig mit den Komponenten umfassend das Fluidmaterial reagiert. In einigen Aspekten kann die Welle 120 ein Metall aufweisen, etwa rostfreien Stahl. In anderen Aspekten kann die Welle 120 Karbid oder ähnliche Materialien umfassen.
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Bezugnehmend auf 6-9B kann die Welle 120 im Wesentlichen zylindrisch sein und ein proximales Ende 122 und ein dem proximalen Ende 122 gegenüberliegendes distales Ende 124 aufweisen. Das proximale Ende 122 kann fest mit dem Aktuator 110 verbunden sein, so dass, wenn sich der Aktuator 110 bewegt, sich die Welle 120 ebenfalls bewegt. Es wird verstanden, dass die Welle 120, obwohl zylindrisch dargestellt, jede andere geeignete Form aufweisen kann, etwa Parallelepipede oder Prismen.
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Das distale Ende 124 kann ausgebildet sein, einen Abschnitt des Fluidmaterials zu berühren, das abgegeben werden soll, und die Menge und das Verfahren zur Abgabe zu regeln. Eine Nut 125 kann an der Welle 120 angeordnet sein, zum Beispiel am oder in der Nähe des distalen Endes 124. Während die Nut 125 in den Figuren so dargestellt ist, dass sie direkt an das distale Ende 124 angrenzt, ist zu verstehen, dass die Nut 125 auch an anderer Stelle an der Welle 120 angeordnet sein kann, zum Beispiel in der Nähe, aber nicht direkt angrenzend an das distale Ende 124, in der Nähe zu oder Richtung angrenzend an das proximale Ende 122, oder ungefähr mittig zwischen dem distalen Ende 124 und dem proximalen Ende 122.
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Der Abschnitt der Welle 120 mit der Nut 125 weist weniger Strukturmaterial auf als der Rest der Welle 120. In einer Ebene orthogonal zu dem linearen Abstand von dem proximalen Ende 122 zu dem distalen Ende 124 betrachtet, ist eine Querschnittsfläche der Nut 125 kleiner als eine Querschnittsfläche der Welle 120 ohne die Nut 125.
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Die Nut 125 weist mindestens eine Wand 126 und einen Grund 127 auf. Abhängig von der Form der Nut 125 können zusätzliche Wände 126 vorhanden sein. Zum Beispiel kann die Nut 125, wenn die Nut 125 im Wesentlichen quaderförmig oder pyramidenförmig ist, wie in 9A gezeigt, drei Wände 126 aufweisen. In Bezug auf den beispielhaften Aspekt von 9B kann die Nut 125 auch eine einzelne Wand 126 aufweisen. Die Dimensionen der Wände 126 und des Grundes 127 können je nach gewünschter Ausschnittform und -größe variiert werden und könnten zum Beispiel von der gewünschten Verwendung des Spenders 100 oder von dem abzugebenden Fluidmaterial abhängen. In einigen Aspekten kann die Welle 120 eine abgewinkelte ebene Fläche aufweisen (zum Beispiel in einem Winkel zwischen 0 und 90 Grad relativ zu der Rotationsachse A), die die Nut 125 definiert, wobei die Nut 125 eine einzelne Wand 126 und keinen definierten Grund 127 aufweisen kann.
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Die Nut 125 definiert zumindest teilweise einen Durchgang 150 zwischen der Fluidkammer 106 und dem Auslass 108. Die Welle 120 kann in einer Vielzahl von Positionen angeordnet sein, wobei jede Position einer Konfiguration des Durchgangs 150 entspricht, in welcher der Durchgang 150 operativ geöffnet oder geschlossen werden kann. Wenn der Durchgang 150 zumindest teilweise geöffnet ist, kann das Fluidmaterial von der Fluidkammer 106 zu dem Auslass 108 fließen, und wenn der Durchgang 150 geschlossen ist, ist das Fluidmaterial daran gehindert, durch den Durchgang 150 zum Auslass 108 zu gelangen. Der Durchgang 150 ist ausgebildet, verschiedene Konfigurationen aufzuweisen, in welchen der Durchgang 150 vollständig geschlossen, vollständig geöffnet oder teilweise geöffnet und teilweise geschlossen sein kann. Wenn der Durchgang 150 in einer vollständig geöffneten Konfiguration ist, kann die größte Menge an Fluidmaterial hindurch gelangen, als wenn der Durchgang 150 in irgendeiner anderen Konfiguration ist.
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Wenn sich der Aktuator 110 dreht, kann er die Welle 120 entlang einer Drehachse A drehen. Wenn sich die Welle 120 dreht, dreht sich auch die Nut 125. Der Spender 100 kann eine geschlossene Konfiguration aufweisen, in welcher verhindert wird, dass das Fluidmaterial in die Nut 125 und durch den Durchgang 150 gelangt. Die Welle 120 kann in eine oder mehrere offene Konfigurationen gedreht werden, in welchen das Fluidmaterial in die Nut 125 und durch den Durchgang 150 fließen kann.
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Bezugnehmend zu den 10A bis 10D ist eine Vielzahl von offenen Konfigurationen ausgebildet, wobei jede offene Konfiguration einen unterschiedlich dimensionierten Eingang zu dem Durchgang 150 definiert, der durch einen Durchgangseinlass 152 dargestellt ist. Zum Beispiel ist der Durchgangseinlass 152 von 10B kleiner als der in 10C und in 10D dargestellte Durchgangseinlass 152. Je größer der Durchgangseinlass 152 ist, desto mehr Fluidmaterial kann aus dem Inneren der Fluidkammer 106 in den Durchgang 150 eintreten. Der Spender 100 kann zwischen einer beliebigen der Vielzahl von offenen Konfigurationen und den geschlossenen Konfigurationen wechseln, um das gewünschte Abgabemuster des Fluidmaterials auf einem Substrat zu erhalten.
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Der Spender kann ferner eine Buchse 130 aufweisen, die ausgebildet ist, um gleitend in die Welle 120 einzugreifen. Wie in den 11A bis 11C gezeigt, weist die Buchse 130 eine Einlassöffnung 142 an einem proximalen Ende 132 und eine Auslassöffnung 144 an einem distalen Ende 134 auf. Die Buchse 130 weist eine Innenfläche 136 auf, die einen Durchgang 138 definiert, der sich durch die Buchse 130 zwischen der Einlassöffnung 142 und der Auslassöffnung 144 erstreckt.
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Die Einlassöffnung 142 kann dimensioniert sein, so dass die Welle 120 herausnehmbar in den Durchgang 138 eingefügt werden kann. In einigen Aspekten kann es vorteilhaft sein, dass sich die Welle 120 frei um die Rotationsachse A drehen kann, während sich die Welle 120 zumindest teilweise innerhalb des Durchgangs 138 befindet. Alternativ kann die Buchse 130 so ausgebildet sein, dass sie sich um die Welle 120 und um die Rotationsachse A dreht.
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Wenn die Welle 120 in die Buchse 130 eingefügt ist, sollte der Abstand zwischen der Innenfläche 136 der Buchse 130 und dem Abschnitt der Welle 120 ohne die Nut 125 groß genug sein, dass sich die Welle 120 relativ zur Buchse 130 frei bewegen kann, aber klein genug sein, dass das abzugebende Fluidmaterial nicht durch den Raum zwischen der Welle 120 und der Innenfläche 136 hindurch gelangen kann.
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In einigen Aspekten sollte der Abstand zwischen der Innenfläche 136 und der Nut 125 auf der Welle 120 groß genug sein, um den Durchgang 150 zu definieren, durch welchen dem Fluidmaterial der Durchfluss gewährt werden kann.
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Die Buchse 130 kann einen Ausschnitt 140 aufweisen, der einen Abschnitt der Einlassöffnung 142 definiert. Der Ausschnitt 140 kann verschiedene Formen umfassen, und diese Offenbarung ist nicht nur auf die in den Figuren gezeigten Ausschnitte beschränkt. In einigen Aspekten kann der Ausschnitt 140 eine oder mehrere dreieckige, rechteckige oder kreisförmige Komponenten aufweisen.
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Die Buchse 130 kann relativ zu der Welle 120 bewegbar sein oder die Welle 120 kann relativ zu der Buchse 130 bewegbar sein. In Abhängigkeit von der relativen Position der Welle 120 und der Buchse 130 kann der Ausschnitt 140 die Nut 125 überlappen. Wenn der Ausschnitt 140 die Nut 125 überlappt, wird Fluidmaterial innerhalb der Fluidkammer 106 Eintritt in den Durchgang 150 gewährt.
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Die relative Position der Nut 125 zu dem Ausschnitt 140 kann bestimmen, wie viel des Fluidmaterials in den Durchgang 150 eintreten kann. Wieder Bezug nehmend auf 10A, wenn keine Überlappung vorhanden ist, ist das Fluidmaterial vom Eintritt in den Durchgang 150 ausgeschlossen. Mit zunehmender Überlappung nimmt auch die Menge des Fluidmaterials zu, die zu einem bestimmten Zeitpunkt in den Durchgang 150 eintreten kann. Die Position der Einlassöffnung 142 der Buchse 130 relativ zur Nut 125 kann den Durchgangseinlass 152 definieren. 10D zeigt die maximale Überlappung zwischen der Nut 125 und dem Ausschnitt 140, welche auch die maximale Überlappung zwischen der Einlassöffnung 142 und dem Durchgangseinlass 152 zeigt. Die maximale Überlappung ermöglicht den Eintritt der größten Menge an Fluid in den Durchgang 150.
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Der Ausschnitt 140 kann so dimensioniert sein, so dass, wenn er sich relativ zu der Nut 125 bewegt, den Durchgangseinlass 152 vergrößert oder verkleinert in linearer Weise. In einigen Aspekten können die Buchse 130 und die Welle 120 so dimensioniert sein, dass ein linearer Zusammenhang zwischen dem relativen Drehwinkel und der Durchflussrate des Fluidmaterials durch den Durchgang 150 besteht.
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Die hier offenbarten Aspekte bieten eine Reihe von Vorteilen gegenüber bestehender Technologie. Zurzeit verwendete Vorrichtungen zur Abgabe eines Fluidmaterials auf ein Substrat verwenden eine kolbenartige Nadel, die sich axial auf eine Auslassöffnung zu und von dieser weg bewegt, um die Auslassöffnung zu öffnen bzw. zu schließen, und einen Auslass damit das Fluidmaterial den Spender verlässt. Ein solcher Aufbau erfordert ein Signal, das an den Spender gesendet wird, um zu bewirken, dass ein Aktuator die Nadel bewegt. Zusätzlich verwenden diese Systeme oft Luft oder ein weiteres kompressibles Gas, um die Bewegung der Nadel zu bewirken. Aus diesem Grund dauert der Abgabeprozess bis zu mehreren hundert Millisekunden, um ihn abzuschließen.
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Es ist oft wünschenswert, einen Abgabevorgang in kürzerer Zeit abzuschließen. Die in dieser Anmeldung beschriebenen Aspekte können einen Aktuator 110 betreiben, um die Welle 120 in die gewünschte Abgabekonfiguration zu bewegen, und zwar in wesentlich kürzerer Zeit als bei bestehenden Systemen. Zum Beispiel kann in einigen Aspekten die Welle 120 in zwischen etwa 100 Millisekunden und etwa 200 Millisekunden, in zwischen etwa 50 Millisekunden und etwa 100 Millisekunden, in zwischen etwa 10 Millisekunden und etwa 50 Millisekunden und in zwischen etwa 1 Millisekunde und etwa 10 Millisekunden bewegt werden.
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Die verringerte Reaktionszeit ermöglicht eine schnellere Einstellung des Abgabeprozesses und erlaubt eine Variation der Abgabeparameter. Zum Beispiel kann der Abgabeprozess ein wechselseitiges Öffnen und Schließen aufweisen, was zu einer Ablagerung des Fluidmaterials auf einem Substrat führt. Ein solcher Prozess kann zu verschiedenen Größen, Formen und Dimensionen des abgegebenen Materials führen, zum Beispiel, Material in Form von Tropfen, Raupen oder länglichen Streifen.
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Die Größe und Form der abgegebenen Raupen kann eingestellt werden, indem der Aktuator 110 angewiesen wird, die Welle 120 von einer geschlossenen Konfiguration in eine offene Konfiguration zu bewegen (was dazu führt, dass das Fluidmaterial durch den Durchgang 150 gelangt) und dann, nach einer vorher festgelegten Dauer, die Welle 120 von der offenen Konfiguration in die geschlossene Konfiguration zu bewegen (was dazu führt, dass das Fluidmaterial am Eintritt in den Durchgang 150 gehindert wird). Dieser Zyklus kann wiederholt werden, um eine Vielzahl von Raupen des Fluidmaterials abzugeben. Es wird verstanden, dass der spezifische Prozess zur Abgabe des Fluidmaterials zusätzliche oder andere Schritte aufweisen kann, und dass die spezifische offene Konfiguration des Spenders 100 von der gewünschten Größe und Form des abgegebenen Fluidmaterials abhängt.
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Andere geeignete Prozesse können ebenfalls verwendet werden, um verschiedene Formen des abgegebenen Fluids zu bilden. Zum Beispiel, wieder unter Bezugnahme auf die 10A bis 10D, kann der Aktuator 110die Welle 120 von einer der mehreren ausgebildeten offenen Konfigurationen in eine weitere der ausgebildeten offenen Konfigurationen bewegen, in welcher der Durchgang 150 mehr oder weniger als in der vorherigen offenen Konfiguration blockiert ist. In einem solchen Szenario wird das abgegebene Fluid in einer ersten Form gebildet, wenn sich die Welle 120 in der ersten der obigen offenen Konfigurationen befindet, und in einer zweiten Form, wenn sich die Welle 120 in der zweiten der obigen offenen Konfigurationen befindet.
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Es wird verstanden werden, dass andere Schritte in den Abgabeprozess involviert sein können, um zu unterschiedlichen Formen und Größen des abgegebenen Fluids zu führen. Wiederholtes Öffnen und Schließen der Welle 120 kann, zum Beispiel, zu einer gleichmäßigen linearen Abgabe des Fluidmaterials auf dem Substrat in Form einer Vielzahl gleichförmiger Tropfen oder in Form von Tropfen, die sich in Größe und Form unterscheiden, führen.
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Das Fluidmaterial kann der Fluidkammer 106 und dem Auslass 108 durch den Durchgang 150 durch eine Vielzahl geeigneter Verfahren zugeführt werden, zum Beispiel, durch eine Pumpe oder eine andere Verdrängungsvorrichtung, durch Anlegen von Druck durch eine Luft oder ein Gas oder durch Vakuum. In einigen Aspekten wird das Fluidmaterial ständig unter Druck gehalten, um einen konstanten Fluss zu gewährleisten. Während diese Offenbarung nicht auf einen bestimmten Abgabedruck beschränkt ist, wird verstanden, dass ein geeigneter Druck hoch genug ist, um das Fluidmaterial mit einer gewünschten Durchflussrate durch den Durchgang 150 zu bewegen, wenn der Durchgang 150 unbehindert ist, aber niedrig genug ist, um die Dichtungen oder andere Komponenten des Abgabesystems 10 nicht zu beschädigen.
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In einigen Aspekten kann das Abgabesystem 10 einen oder mehrere Sensoren (nicht dargestellt) aufweisen, um den Druck in verschiedenen Abschnitten des Abgabesystems 10 zu messen und auf der Basis der Messungen Befehle zur Erhöhung oder Verringerung des Drucks des Fluidmaterials weiterzugeben.
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Die schnellere Betätigungszeit der in dieser Anmeldung offenbaren Aspekte ermöglicht die Abgabe eines gewünschten Musters auf einem Substrat mit einer schnelleren Rate als mit bestehender Technologie. Zusätzlich oder alternativ kann das von einem Abgabesystem dieser Anmeldung abgegebene Muster mehr Variationen pro Auftragsbereich oder pro Periodendauer aufweisen. Dies ermöglicht eine präzisere Regelung des Auftragens und der Veränderung des Fluidmaterials auf das Substrat.
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Darüber hinaus verringert die verringerte Betätigungszeit unnötige Unterbrechungen in der Produktion. Bestehende Systeme hingegen weisen aufgrund der längeren Betätigungszeit für die Bewegung einer kolbenartigen Nadel zum Öffnen oder Schließen einer Auslassöffnung größere Verzögerungen auf. Einige bestehende Systeme, die Auslassöffnungen mit fester Größe aufweisen, müssen den Materialdruck berücksichtigen und entsprechend ändern, um den Ausgangsfluss und/oder die Form des abgegebenen Materials zu variieren. Außerdem müssen einige bestehende Systeme die Geschwindigkeit des Dosiergeräts ändern. Der schnellere Betrieb reduziert Produktionsverzögerungen und erhöht die Effizienz der Anlagenbetreiber.
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Zusätzlich erlauben die hierin offenbaren Aspekte eine Variation des Durchgangseinlass 152, welche, wiederum, die endgültige Größe und Form des abgegebenen Fluidmaterials variieren. Bestehende Systeme erlauben keine Anpassung der Größe und Form des abgegebenen Materials während des Betriebs. Stattdessen müssen die bestehenden Systeme angehalten oder abgeschaltet werden, um die Größe der Auslassöffnung zu ändern oder um eine oder mehrere Komponenten des Systems auszutauschen, um eine anders dimensionierte Auslassöffnung zu erhalten. Die beschriebenen Aspekte ermöglichen es dem Spender 100, den Druck auf das Fluidmaterial konstant zu halten und gleichzeitig die Größe der Auslassöffnung zu variieren. Die Größe der Auslassöffnung kann ohne lange Ausfallzeiten variiert werden, wodurch die Fertigungsleistung erhöht und die Arbeitsstunden im Betrieb verringert werden.
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Während Systeme und Verfahren in Verbindung mit den verschiedenen Aspekten der verschiedenen Figuren beschrieben wurden, wird der Fachmann erkennen, dass Änderungen an den Aspekten vorgenommen werden können, ohne von dem breiten Erfindungskonzept abzuweichen. Es versteht sich daher, dass diese Offenbarung nicht auf die einzelnen offenbarten Aspekte beschränkt ist, und es ist beabsichtigt, Änderungen innerhalb des Geistes und Umfangs der vorliegenden Offenbarung, wie durch die Ansprüche definiert, abzudecken.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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