DE69521648T2

DE69521648T2 - Formenabfüllverfahren

Info

Publication number: DE69521648T2
Application number: DE69521648T
Authority: DE
Inventors: Patrizio Vinciarelli
Original assignee: VLT Corp
Current assignee: Vicor Corp
Priority date: 1994-05-20
Filing date: 1995-05-22
Publication date: 2001-10-25
Anticipated expiration: 2015-05-23
Also published as: DE69521648D1; JP3352564B2; US5720324A; JPH0880529A; US5722467A; EP0688649A1; JP2002079519A; EP0688649B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Formenabfüllverfahren.
Elektronische und elekromechanische Vorrichtungen werden während ihrer Herstellung häufig mit umhüllenden Materialien (beispielsweise Epoxidharzen oder Siliconkautschuk) oder anderen flüssigen Materialien (beispielsweise Imprägnierungsmitteln) gefüllt. Unter den Aufgaben, die durch diese Füllmaterialien erfüllt werden, sind aufzuführen: elektrische Isolierung, Verleihung mechanischer Festigkeit und von mechanischem Halt, Abführung von Wärme aus dem Inneren der Vorrichtung und Verleihung von Schutz für Bestandteile innerhalb der Vorrichtung vor Einflüssen von außen. Beispielsweise ist in Fig. 1 ein Gleichspannungswandler 10 in einem geschlossenen Gehäuse dargestellt. Das Äußere des Gleichspannungswandlers besteht aus einem Kunststoffgehäuse 20 und einer Grundplatte 24 aus Metall. Leiteranschlüsse 26 für elektrische Verbindungen zu dem Gleichspannungswandler erstrecken sich durch das Kunststoffgehäuse hindurch. Innerhalb des Gleichspannungswandlers (Fig. 2A und 2B) befindet sich eine Platte 30 mit einer gedruckten Schaltung, auf der eine Vielzahl elektronischer Bauelemente montiert sind (beispielsweise Transformator 32, Induktor 34). Zwischen die Bodenfläche der Platte 30 und der Innenfläche der Grundplatte 24 sind Leistungshalbleitergeräte 36,38 und 40 montiert. Das Kunststoffgehäuse 20 und die Grundplatte 24 bilden eine Umhüllung, welche die Platte mit der gedruckten Schaltung und die Leistungsgeräte umschließt. Auf der Endstufe des Zusammenbaus wird das Innere des Gleichspannungswandlers mit Umhüllungsmaterial aus Epoxidharz gefüllt, welches dazu benutzt wird, sowohl mechanische Festigkeit zu erzielen als auch den Wärmeübergang zwischen den inneren, wärmeabgebenden Bestandteilen und den äußeren Oberflächen des Gleichspannungswandlers zu verbessern.
Bei einem bekannten Füllverfahren, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, liefert ein Ausgabewagen 100 (beispielsweise Modell CTFSD 2515 der Liquid Control Corporation, North Canton, Ohio, USA) ein Gemisch aus flüssigem Epoxidharz und flüssigem Katalysator in eine feststehende, waagerecht angeordnete, Gleichspannungswandlervorrichtung 10. Sowohl die absoluten als auch die relativen Mengen jeder ausgegebenen Flüssigkeit (aus Vorratsbehältern 104, 106 über Pumpen und Meßeinrichtungen 110, 112) werden durch eine Steuerung 108 in dem Wagen eingestellt. Die Flüssigkeiten werden vereinigt und innerhalb eines feststehenden Mischrohres 102 (beispielsweise Stativ Mixer, Nummer 60/0202/50 der Liquid Control Corp.) gründlich miteinander vermischt und das mit Katalysator versetzte Epoxidharz über eine Füllöffnung 42 im Kunststoffgehäuse 20 in das Innere der Vorrichtung 10 eingefüllt. Auf diese Weise wird eine gesteuerte Menge an mit Katalysator versetztem Epoxidharz in das Innere der Vorrichtung eingebracht.
Eine Art, wie man eine Vorrichtung mit einer Flüssigkeit füllt, besteht einfach darin, das Gemisch durch die Einfüllöffnung bei im wesentlichen Atmosphärendruck einzubringen ("Einlaufenlassen"). Eine weitere Methode besteht darin, eine Abdichtung zwischen dem Ende des Einfüllrohrs 102 und der Einfüllöffnung herzustellen und die Flüssigkeit in das Innere des Gleichrichters unter Druck einzupumpen ("Druckfüllung").
Ein weiteres Einfüllverfahren für ein Gehäuse ist aus WO 90/15709 bekannt. Der freie Raum innerhalb des Gehäuses eines elektrischen Gerätes, wie beispielsweise eines Abstandserfassers, wird bis zum Überfließen mit Kunstharz nach einem Verfahren gefüllt, bei dem das Gehäuse zwischen eine Platte und einen Deckel einer drehbaren Halterung montiert wird, wobei sich eine Füllrohröffnung des Gehäuses radial von der drehbaren Halterung weg erstreckt, und das Harz durch eine axiale Öffnung des Deckels eingefüllt wird, bis das Gehäuse und sein Füllrohr aufgrund von Zentrifugalkraft vollständig bis zum Überlaufen gefüllt sind. Das gefüllte Gehäuse wird anschließend von der drehbaren Halterung entfernt, und bei einigen Ausführungsformen wird das Füllrohr vom Rest des Gehäuses abgebrochen.
Aus JP-A-1-267009 ist ein optischer Sensor bekannt, der zum Erfassen der Anwesenheit von Harz innerhalb einer Formmulde verwendet wird. Hierfür sind Öffnungen in der Form vorgesehen, in die von einer lichtemittierenden Diode aus Licht eingestrahlt wird. Durchgelassenes Licht wird mit Hilfe eines Fotosensors erfaßt. Wenn der Stand des Harzes in der Form der Höhe des Paares aus Lichtquelle und Detektor entspricht, schwächt das Harz das Licht, das in Richtung auf den Fotosensor durchgelassen wird, und es kann dadurch bestimmt werden, daß die erforderliche menge an Harz in die Form eingefüllt worden ist.
Allgemein hat in einer Hinsicht die Erfindung gemäß Anspruch 1 ein Verfahren zum Ausfüllen von freiem Raum innerhalb einer Kammer mit einem fließfähigen Material über eine Öffnung in einer Oberfläche der Kammer zum Gegenstand und umfaßt die folgenden Schritte: Anwendung einer Zuführungskraft zur Abgabe des fließfähigen Materials über eine Öffnung, vorzugsweise durch eine Röhre, in die Kammer; Anwendung einer nach außen gerichteten Kraft, die unabhängig von der Zuführungskraft ist, um das fließfähige Material von der Öffnung wegzubewegen; messen des Ausmaßes, bis zu dem der freie Raum innerhalb der Kammer gefüllt worden ist, durch Erfassen der Bewegung des fließfähigen Materials innerhalb der Kammer nach innen in Richtung auf die Öffnung; und Steuerung der Zuführung des fließfähigen Materials, vorzugsweise durch Beenden der Strömung, als Reaktion auf die Messung.
Diese Merkmale können den Merkmalen von bestimmten Ausführungsformen zugeordnet werden, die im einzelnen im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wie folgt beschrieben werden:
Freier Raum innerhalb einer Kammer (10) wird über eine Öffnung (42) in einer Oberfläche (20) der Kammer mit Hilfe eines Verfahrens ausgefüllt, welches die folgenden Schritte umfaßt: Anwendung einer Zuführungskraft zur Abgabe des fließfähigen Materials, vorzugsweise über eine Röhre oder ein Rohr (150), über die Öffnung in die Kammer; Anwendung einer nach außen gerichteten Kraft, die unabhängig von der Zuführungskraft ist, um das fließfähige Material von der Öffnung wegzubewegen; Messen des Ausmaßes, bis zu dem der freie Raum innerhalb der Kammer gefüllt worden ist, durch Erfassen der Bewegung des fließfähigen Materials innerhalb der Kammer nach ihnen in Richtung auf die Öffnung; und Steuerung der Zuführung des fließfähigen Materials, vorzugsweise durch Beenden der Strömung, als Reaktion auf die Messung.
Es versteht sich, daß die Bezugszahlen in den vorstehenden Abschnitten lediglich zur Erläuterung der Erfindung dienen, ohne diese zu beschränken.
Die Ausführung der Erfindung kann die folgenden Merkmale umfassen: Die Zuführungskraft kann die Schwerkraft sein oder durch Pumpen des fließfähigen Materials durch eine Zuführungsleitung geliefert werden. Die Zuführung des fließfähigen Materials und die Anwendung der nach außen gerichteten Kraft kann während einander überlappender Zeiträume erfolgen. Die nach außen gerichtete Kraft kann eine Zentrifugalkraft sein. Das Messen kann kapazitives Messen sein. Die Abgabe kann über eine Röhre oder ein Rohr erfolgen. Das Messen kann ohne mechanisches Eingreifen in den Innenraum der Kammer erfolgen, beispielsweise durch Heranführen eines kapazitiven Sensors an die Außenfläche der Kammer in die Nähe der Öffnung. Das Messen kann auf die Erfassung der Bewegung des fließfähigen Materials in Richtung auf die Öffnung in entgegengesetzter Richtung zur Richtung der nach außen wirkenden Kraft ausgerichtet werden. Das Messen kann das Messen eines Grundlinienwertes nach Beginn der Abgabe, jedoch vor Erreichen der Nähe der Öffnung durch das fließfähige Material umfassen. Das Steuern der Abgabe kann das Beenden der Strömung umfassen.
Allgemein kann in anderer Hinsicht die Erfindung gemäß Anspruch 4 ein Verfahren zum Ausfüllen von freiem Raum innerhalb einer Kammer mit einem fließfähigen Material über eine Öffnung in einer Wand der Kammer darstellen, wobei die Wand eine erste Dimension sowie eine zweite Dimension, die kürzer als die erste Dimension ist, definiert und beide Dimensionen größer sind als die Tiefe der Kammer und die Öffnung in einem Teil der Wand angeordnet ist, die die erste Dimension definiert, und wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: Abgabe des fließfähigen Materials in die Kammer durch die Öffnung; Wanderlassen des fließfähigen Materials während des Füllvorganges in Richtung auf die inneren Randbereiche der Kammer, so daß sich eine Oberfläche des fließfähigen Materials während des Füllens der Kammer entlang der ersten Dimension der Kammer in Richtung auf die Öffnung zu bewegt; sowie Messen der Annäherung der Oberfläche des fließfähigen Materials an die Öffnung als Hinweis auf das Ausmaß, bis zu dem der freie Raum innerhalb der Kammer gefüllt worden ist.
Diese Merkmale können den besonderen Merkmalen der im folgenden im einzelnen beschriebenen Ausführungsformen wie folgt zugeordnet werden:
Es wird ein Verfahren zum Ausfüllen von freiem Raum innerhalb einer Kammer (10) mit einem fließfähigen Material über eine Öffnung (42) in einer Wand der Kammer beschrieben, wobei die Wand eine erste Dimension und eine zweite Dimension, die kürzer als die erste Dimension ist, definiert und beide Dimensionen größer als die Tiefe der Kammer (10) sind und die Öffnung (42) in einem Teil der Wand (20) angeordnet ist, die die erste Dimension definiert, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: Abgabe des fließfähigen Materials in die Kammer durch die Öffnung; Wandern lassen des fließfähigen Materials während des Füllvorganges in Richtung auf die inneren Randbereiche (401, 403) der Kammer, so daß sich eine Oberfläche (402a, 402b, 402c) des fließfähigen Materials während des Füllens der Kammer entlang der ersten Dimension der Kammer in Richtung auf die Öffnung zu bewegt; sowie Messen der Annäherung der Oberfläche des fließfähigen Materials an die Öffnung als Hinweis auf das Ausmaß, bis zu dem der freie Raum innerhalb der Kammer gefüllt worden ist.
Es versteht sich, daß die Bezugszahlen in dem vorausgegangenen Abschnitt lediglich zur Erläuterung angegeben sind, ohne die Erfindung zu beschränken.
Des weiteren ist Gegenstand der Erfindung gemäß Anspruch 18 eine Vorrichtung zum Ausfüllen von freiem Raum innerhalb einer Kammer mit einem fließfähigen Material durch eine Öffnung in einer Oberfläche der Kammer und durch eine Leitung für das fließfähige Material mit einem Auslaßende, wobei die Vorrichtung umfaßt:
einen vorzugsweise von der Leitung unabhängigen Mechanismus zum Bewirken einer vom Auslaßende der Leitung aus nach außen wirkenden Kraft dergestalt, daß gleichzeitig das Auslaßende an der Öffnung angeordnet sein und der Mechanismus eine Kraft ausüben kann, um das fließfähige Material von dem Auslaßende wegzuziehen,
gekennzeichnet durch einen Sensor, der derart angeordnet ist, daß er das Ausmaß, bis zu dem der freie Raum mit fließfähigen Material ausgefüllt ist, mißt, und darauf einstellbar ist, daß er die Bewegung des fließfähigen Materials nach innen in Richtung auf den Auslaß während der Füllung der Kammer erfaßt.
Merkmale der Vorrichtung können den besonderen Merkmalen von Ausführungsformen, die im folgenden beschrieben sind, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wie folgt zugeordnet werden:
Die beschriebene Vorrichtung wird dazu verwendet, freien Raum innerhalb einer Kammer (10) mit einem fließfähigen Material über eine Öffnung (42) in einer Oberfläche der Kammer und über eine Leitung (102) für das fließfähige Material mit einem Auslaßende (150) zu füllen, wobei die Vorrichtung umfaßt:
einen vorzugsweise von der Leitung unabhängigen Mechanismus (210,214) zum Bewirken einer vom Auslaßende der Leitung aus nach außen wirkenden Kraft dergestalt, daß gleichzeitig das Auslaßende (150) an der Öffnung (42) angeordnet sein und der Mechanismus eine Kraft ausüben kann, um das fließfähige Material von dem Auslaßende wegzuziehen; und einen Sensor (200), der derart angeordnet ist, daß er das Ausmaß, bis zu dem der freie Raum mit fließfähigem Material ausgefüllt ist, mißt und darauf einstellbar ist, daß er die Bewegung des fließfähigen Materials nach innen in Richtung auf den Auslaß während der Füllung der Kammer erfaßt.
Selbstverständlich sind die Bezugszahlen im vorhergehenden Absatz nur zur Erläuterung eingesetzt, ohne die Erfindung einzuschränken.
Ausführungsformen der Vorrichtung können einen Sensor enthalten, der derart angeordnet ist, daß er das Ausmaß, bis zu dem der freie Raum mit fließfähigem Material gefüllt worden ist, mißt, sowie einen Steuerungsmechanismus zum Steuern der Ausgabe des fließfähigen Materials als Reaktion auf die Messung. Die Leitung und der Mechanismus zum Bewirken der nach außen gerichteten Kraft sind unabhängig voneinander. Der Mechanismus zum Bewirken der nach auswärts gerichteten Kraft kann einen Drehtisch umfassen, der eine Zentrifugalkraft erzeugt. Der Sensor kann einen nicht-invasiven kapazitiven Sensor umfassen, der an der Öffnung angeordnet ist. Die Leitung für das fließfähige Material kann durch ein Loch in dem Sensor hindurchgehen, um die Öffnung zu erreichen.
Eine weitere Ausbildung der Erfindung besteht gemäß Anspruch 15 aus einem Verfahren zum Ausfüllen von freiem Raum innerhalb einer Kammer, die eine Öffnung besitzt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: Rotierenlassen der Kammer um eine Drehachse, die durch die Kammer hindurchgeht; Zuführung eines fließfähigen Materials in die Kammer durch die Öffnung; sowie Messen des Fortschreitens der Oberfläche des fließfähigen Materials in der Kammer in Richtung auf die Drehachse.
Diese Merkmale können den besonderen Merkmalen von weiter unten beschriebenen Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wie folgt zugeordnet werden:
Der freie Raum innerhalb einer Kammer (10), die eine Öffnung (42) besitzt, wird durch ein Verfahren ausgefüllt, daß die folgenden Schritte umfaßt: Rotierenlassen der Kammer (10) um eine Drehachse, die durch die Kammer hindurchgeht; Zuführung eines fließfähigen Materials in die Kammer durch die Öffnung (42); und Messen des Fortschreitens einer Oberfläche (402a, 402b, 402c) des fließfähigen Materials in der Kammer in Richtung auf die Drehachse.
Wiederum selbstverständlich sind die vorstehenden Merkmale nur zur Erläuterung angegeben, ohne die Erfindung zu beschränken.
Schließlich besteht in einer weiteren Ausführungsform die Erfindung gemäß Anspruch 14 aus einem Verfahren zum Ausfüllen von freiem Raum innerhalb einer Kammer, die eine erste Dimension und zwei weitere Dimensionen, die jeweils kleiner sind als die erste Dimension, aufweist, mit einem fließfähigen Material über eine Öffnung in einer Wand der Kammer, umfassend die folgenden Schritte: Zuführung des fließfähigen Materials während des Füllvorganges über die Öffnung in die Kammer, Rotierenlassen der Kammer um eine Drehachse, die durch die Öffnung hindurchgeht und die im wesentlichen senkrecht auf der Ebene steht, die durch eine erste Achse in Richtung der ersten Dimension und eine zweite Achse in Richtung einer der beiden kürzeren Dimensionen definiert wird, sowie Messen der Annäherung der Oberfläche des fließfähigen Materials an die Öffnung als Hinweis auf das Ausmaß, bis zu dem der freie Raum innerhalb der Kammer gefüllt worden ist.
Die Merkmale des beschriebenen Verfahrens können den Merkmalen von bestimmten Verfahren, die mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden, wie folgt zugeordnet werden:
Freier Raum innerhalb einer Kammer (10), die eine erste Dimension und zwei weitere Dimensionen, die jeweils kleiner sind als die erste Dimension, aufweist, wird mit einem fließfähigen Material über eine Öffnung (42) in einer Wand (20) der Kammer nach einem Verfahren mit den folgenden Schritten gefüllt: Zuführung des fließfähigen Materials während des Füllvorganges über die Öffnung in die Kammer, Rotierenlassen der Kammer um eine Drehachse, die durch die Öffnung (42) hindurchgeht und die im wesentlichen senkrecht auf der Ebene steht, die durch eine erste Achse (x) in Richtung der ersten Dimension und eine zweite Achse in Richtung einer der beiden kürzeren Dimensionen definiert wird, sowie Messen der Annäherung der Oberfläche (402a, 402b, 402c) des fließfähigen Materials an die Öffnung als Hinweis auf das Ausmaß, bis zu dem der freie Raum innerhalb der Kammer gefüllt worden ist.
Selbstverständlich sind die Bezugszahlen im vorangehenden Absatz nur zur Erläuterung angegeben, ohne die Erfindung zu beschränken.
Das Füllverfahren kann ein rasches Eingießen des einkapselnden Materials durch das gesamte freie Volumen einer Vorrichtung ermöglichen, es eignet sich zum Füllen von hochdichten Vorrichtungen und es kann so gesteuert werden, daß das Füllen automatisch beendet wird, wenn die Vorrichtung gefüllt ist.
Die Erfindung wird im folgenden in Form eines Beispiels anhand von Zeichnungen näher erläutert.
In den Zeichnungen bedeuten:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Gleichspannungswandlers in einem geschlossenen Gehäuse;
Fig. 2A und 2B eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht des Inneren des Gleichspannungswandlers;
Fig. 3 eine schematische perspektivische Ansicht einer Anordnung für einen Vorgang zum Füllen einer Vorrichtung mit einer Flüssigkeit;
Fig. 4 eine schematische perspektivische Ansicht einer weiteren Anordnung zum Füllen einer Vorrichtung mit einer Flüssigkeit;
Fig. 5A eine perspektivische Ansicht eines Teils eines kapazitiven Abstandssensors und
Fig. 5B einen Längsschnitt durch einen kapazitiven Abstandssensor;
Fig. 5C eine perspektivische Ansicht eines Teils eines anderen kapazitiven Abstandssensors und
Fig. 5D einen Längsschnitt durch einen weiteren kapazitiven Abstandssensor;
Fig. 6A einen Längsschnitt durch einen Teil der Füllvorrichtung gemäß Fig. 4;
Fig. 6B bis 6E Längsschnitte einer Vorrichtung oder Form während des Gefülltwerdens;
Fig. 7A und 7B die Ansicht eines kapazitiven Sensors von unten bzw. die perspektivische Ansicht eines derartigen Sensors und
Fig. 8 ein Blockdiagramm für eine Abgabesteuerung.
Die Gleichspannungswandler-Vorrichtung gemäß den Fig. 1, 2A und 2B wird mit einem Epoxidharz als Umhüllungsmittel gefüllt, das nach Aushärten verschiedene Funktionen ausübt. Eine Funktion besteht darin, daß es Anschlußstifte 26 mechanisch haltert, indem es die leitfähigen Vorsprünge 27, an denen die Stifte befestigt sind, praktisch vollständig umgibt. Eine weitere Funktion besteht darin, daß es den Wärmeübergang zwischen den Bestandteilen innerhalb des geschlossenen Gehäuses (beispielsweise dem Transformator 32, Induktoren 34, 35; Kondensatoren 37, 39) und anderen Oberflächen der Vorrichtung zu verbessern. Diese Funktionen erfordern es, daß das Epoxidharz das gesamte Innenvolumen der Vorrichtung, das nicht von anderen Bestandteilen anderweitig besetzt wird, das heißt, das freie Volumen von dem jeder Teil als freier Raum bezeichnet wird, auszufüllen.
Das Einlaufenlassen und das Füllen durch Druckeinwirkung erfolgen mit Hilfe des hydraulischen Druckgefälles des eintretenden flüssigen Umhüllungsmittels, um die Reibung und Oberflächenspannung längs der Strömungswege um die Bestandteile herum und zwischen ihnen zu überwinden. Wo die Dichte der inneren Bestandteile hoch ist, kann es vorkommen, daß das durch die Schwerkraft bewirkte Druckgefälle beim Füllen durch Einlaufenlassen nicht ausreicht, um das Umhüllungsmittel in einige Zwischenräume innerhalb der Vorrichtung hineinzutreiben. Beispielsweise muß das Umhüllungsmittel bei dem in den Fig. 2A und 2B dargestellten Gerät in die Einfüllöffnung 42 eintreten und um den Transformator 32 herumwandern, damit es in das Innere des Gleichspannungswandlers im Bereich seines Endes 55 gelangen kann. Jedoch steht ein Ende 63 des Transformators in sehr engem Kontakt mit der Innenoberfläche des Kunststoffgehäuses 20; das andere Ende des Transformators im Bereich 61 steht in engem Kontakt mit einer inneren Seitenoberfläche des geformten Steuergerätes 60. Die Strömung des Umhüllungsmittels über die Oberseite und den Boden des Transformators wird ebenfalls behindert, wie in Fig. 2B dargestellt, weil der Transformator praktisch die gesamte innere Höhe der Einheit ausfüllt. In gleicher Weise behindert der Induktor 34 die Strömung des Umhüllungsmittels in das Innere des Gleichspannungswandlers im Bereich des Endes 57.
Durch Erhöhung des Druckgefälles kann das Füllen durch Druck den Füllvorgang verbessern und beschleunigen. Jedoch ist das Füllen unter Druck schwieriger zu steuern, insbesondere bei einer Massenherstellung. In der hochdichten Vorrichtung der in den Fig. 2A und 2B gezeigten Art muß die Dichtung zwischen der Einfüllöffnung 42 und dem Einfüllrohr 102 dem Rückdruck des flüssigen Umhüllungsmittels über die gesamte Zeit, während der das Umhüllungsmittel in die Vorrichtung eingepresst wird, standhalten. Wenn die Dichtung nicht vollständig ist, wird flüssiges Umhüllungsmittel um die Öffnung herum ausgespritzt und zerstört den Gleichspannungswandler.
Ein dem Einlaufenlassen und dem Füllen unter Druck gemeinsames Merkmal besteht darin, daß man weiß, wann mit dem Füllen aufgehört werden muß. Wenn zu wenig Umhüllungsmittel verwendet wird, kann eine vollständige Füllung nicht stattfinden; wenn zu viel verwendet wird, tritt Überlaufen ein und das Produkt wird geschädigt. Bei einer Massenherstellung von Geräten verursachen Abmessungstoleranzen der unterschiedlichen Teile der Vorrichtung, daß das freie Volumen und die erforderliche Menge an Umhüllungsmittel von Einheit zu Einheit variieren, selbst wenn die Einheiten eine Bestückung mit gleichen Teilen aufweisen. Die Bestimmung des Zeitpunktes, wann das Einfüllen abgebrochen werden muß, wird auch dadurch beeinträchtigt, wenn die Einheiten untereinander unterschiedlich sind, beispielsweise wenn einige Einheiten einen einzigen Kondensator 39, andere zwei Kondensatoren und andere drei davon aufweisen. Eine höhere Dichte der Vorrichtung, weniger freies Volumen und die Notwendigkeit, Vorrichtungen von unterschiedlicher Größe einzeln nacheinander zu befüllen, beeinflussen ebenso die Bestimmung des Zeitpunktes, an dem das Füllen unterbrochen werden muß.
Fig. 4 zeigt einen Füllvorgang, der das rasche Einfließenlassen von umhüllendem Material über das gesamte freie Volumen einer Vorrichtung bewirkt. Er eignet sich zum Füllen von hochdichten Vorrichtungen und kann so gesteuert werden, daß das Füllen automatisch beendet wird, wenn die Vorrichtung gefüllt ist. Gemäß der Figur dreht ein Motor 210 eine horizontale Platte 212, die eine Vorrichtung 10 trägt. Ein Ausgabewagen 100 liefert flüssiges Epoxidharz und Katalysator in ein feststehendes Mischrohr 102 (beispielsweise ein Static Mixer, Nummer 60/0202/50 der Liquid Control Corp., North Canton, Ohio, USA). Das Ende des feststehenden Mischrohres ist mit einer biegsamen Polypropylenspitze 150, (beispielsweise Nr. 5115PP-B, der EFD Inc., Providence, Rhode Island, USA), ausgestattet, die durch die Mitte eines kapazitiven Sensors 200 in die Einfüllöffnung der Vorrichtung 10 führt (die Einfüllöffnung ist in Fig. 4 nicht sichtbar). Die Untereinheit aus dem feststehenden Mischrohr 102, der Spitze 150 und dem Sensor wird von einem Mechanismus 103 (schematisch dargestellt) gehaltert, welcher es erlaubt, die gesamte Untereinheit im Ganzen zu heben und zu senken, so daß das Ende der Spitze 150 in die Einfüllöffnung der Vorrichtung 10 eintreten und aus ihr herausgezogen werden kann, ohne daß die Spitze aus dem Sensor herausgezogen wird (siehe auch Fig. 6). Weder der kapazitive Sensor 200 noch das feststehende Mischrohr 102 noch die Spitze 200 rotieren. Der Boden des kapazitiven Sensors befindet sich in Kontakt mit der Außenoberfläche 204 der Vorrichtung, und das Gehäuse der Vorrichtung 10 rotiert unterhalb des Sensors um eine vertikale Achse, die durch den Mittelpunkt des Sensors 200 und der Spitze 150 hindurchgeht.
Nach der Abgabe eines Abfüllstartsignals 215 an die Abfüllsteuerung wird das Abfüllsteuersignal 214 betätigt. Dadurch werden die feststehende Mischröhre 102, die Spitze 150 und der Sensor 200 gesenkt, so daß der Sensor an der Oberfläche des Gehäuses anliegt und die Spitze in die Einfüllöffnung der Vorrichtung 10 hineinragt. Daneben werden sowohl die Drehung der Vorrichtung (durch den Motor 210) und das Pumpen des flüssigen Epoxidharzes und des Katalysators aus dem Wagen 100 initiiert. Das Verhältnis der Mengen von Harz und Katalysator wird innerhalb des Abfüllwagens 100 auf einen bestimmten Wert festgesetzt. Die Flüssigkeiten werden in dem feststehenden Mischrohr 102 vermischt und über die Spitze 150 in das Innere der Vorrichtung 10 abgegeben. Wenn das mit Katalysator versehene Epoxidharz in die Vorrichtung eingefüllt wird, treibt die durch die Drehung erzeugte Zentrifugalwirkung das flüssige, mit Katalysator versetzte Epoxidharz von der Einfüllöffnung weg in Richtung auf die inneren peripheren Oberflächen der Vorrichtung 10. Die Zentrifugalkräfte, die von der Rotationsgeschwindigkeit der Einrichtung abhängen, tragen dazu bei, das Epoxidharz durch das gesamte freie Volumen der Vorrichtung zu treiben.
Der kapazitive Sensor 200 ist (über ein Kabel 208) mit der Abfüllsteuerung 202 verbunden, wie weiter unten erläutert, die Kapazität des Sensors mißt und das Abfüllen beendet, wenn die Vorrichtung gefüllt ist. Eine Anfangskapazitätsmessung wird frühzeitig in dem Füllungszyklus vorgenommen, um einen Grundlinien-Kapazitätswert zu bestimmen. Während des Füllvorganges wird die Kapazität im wesentlichen kontinuierlich durch die Abfüllsteuerung 202 messend verfolgt, und, wenn der gemessene Wert der Kapazität sich um einen vorherbestimmten Wert von dem Grundlinien-Kapazitätswert unterscheidet, stellt die Steuerung 202 das Abfüllsteuersignal 214 zurück, wodurch die Abgabe von Epoxidharz und Katalysator eingestellt, die Mischröhre und der Sensor gehoben und die Drehung des Motors beendet werden.
Der kapazitive Sensor 200 ist eine modifizierte Version eines kapazitiven Abstanddetektors. Bau und Arbeitsweise eines derartigen Abstanddetektors sind schematisch in den Fig. 5A und 5B dargestellt. Der Sensor 300 umfaßt vier konzentrische leitende Elemente 302, 303, 304, 305, welche in einer festen konzentrischen Lagebeziehung zueinander gehaltert sind. Das Elementpaar 302, 304 (die "Schutzelemente") und das Element 303 ("Sensorelement") werden mit gleichen Spannungsquellen 312a, 312b verbunden, wobei beide Spannungsquellen zugleich mit dem mittigen Element 305 ("Erdungselement") verbunden sind. Da die Schutzelemente und das Sensorelement dasselbe Potential besitzen, wird kein elektrisches Feld zwischen ihnen induziert. Jedoch wird ein Feld zwischen demselben Sensorelement 303 und dem Erdungselement 305 induziert, und dieses Saumfeld oder Randfeld 308 verläuft zwischen den Enden der Elemente in einem Bereich außerhalb der Frontfläche des Sensors (die Frontfläche ist der Bereich, der in der Ebene 320 liegt, welche von den Enden der leitenden Elemente definiert wird). Die Ausgestaltung des Sensors führt zu einem Saumfeld oder Randfeld, das in der Nähe des mittleren Bereichs der Frontfläche verläuft, wodurch der Sensor empfindlich gegenüber Objekten gemacht wird, die in dem Bereich der Frontfläche liegen. Außerdem ist das Schutzelement absichtlich um das Sensorelement herumgelegt, so daß der Sensor im wesentlichen unempfindlich gegenüber der Anwesenheit von Objekten ist, die die Peripherie des Sensors umgeben. Wenn ein äußeres Objekt 306 entlang der Richtung z in die Nähe der Frontfläche 300 gebracht wird und entweder ein Leiter ist oder eine die Elektrizitätskonstante aufweist, die sich von der Umgebung, die sonst die Frontfläche umgibt (beispielsweise Luft), unterscheidet, wird das Rand- oder Saumfeld 308 und damit die Kapazität zwischen dem Element 303 und dem Element 305 verändert. Somit kann die Kapazität zwischen den Elementen 303 und 305 als Hinweis auf die Entfernung längs z gemessen werden. Kapazitive Abstandssensoren und ähnliche Meßausrüstungen werden von Capacitic, Inc., Ayer, Ma., USA und anderen hergestellt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Sensor jedoch nicht primär zum Messen des axialen Abstandes (beispielsweise der Entfernung z längs der Achse des Sensors) verwendet, sondern vielmehr hauptsächlich dazu, eine Änderung in der Kapazität zu messen, die auf die radial einwärts gerichtete Bewegung eines mit umhüllendem Material gefüllten Bereiches in Richtung auf die Drehachse der Vorrichtung (beispielsweise in Richtung auf die Einfüllöffnung in den Richtungen, die in Fig. 6A mit Hilfe der X gekennzeichneten Pfeile angegeben ist) zurückgeht. Das umhüllende Material muß selbstverständlich eine Dielektrizitätskonstante aufweisen, die größer ist als die Dielektrizitätskonstante des leeren freien Volumens, damit eine Änderung in der Kapazität induziert werden kann, wenn sie das Randfeld des Sensors unterbricht. Typische Epoxid-Umhüllungsmittel besitzen Dielektrizitätskonstanten im Bereich von 2,0 bis 6,0, während Luft eine Dielektrizitätskonstante von im wesentlichen 1 aufweist.
Der Sensor wird zu diesem Zweck in besonderer Weise angeordnet, wie in den Fig. 5C, 5D und 6A dargestellt. Gemäß den Figuren besitzt der Sensor 200 drei konzentrische leitende Elemente: Ein inneres Sensorelement 305, ein Schutzelement 304 und ein äußeres Erdungselement 302. Die leitenden Elemente werden durch isolierendes Material (beispielsweise die Schichten 317a, 317b in Fig. 6A) voneinander getrennt. Wenn, wie oben beschrieben, die Schutzelemente und das Sensorelement mit Spannungsquellen 312a, 312b von gleicher Spannung verbunden sind, wird ein Randfeld oder Saumfeld 318 zwischen dem Sensorelement und dem Erdungselement induziert. Während jedoch der Sensor 300 gemäß den Fig. 5A und 5B ein Saum- oder Randfeld 308 aufweist, das nahe dem Mittelpunkt der Frontfläche des Sensors 300 ist (das heißt in einer Richtung senkrecht zu z eine verhältnismäßig geringe Ausdehnung besitzt), führt die unterschiedliche Anordnung der Elemente beim Sensor 200 gemäß den Fig. 5C, 5D und 6A zu einem Feld 318, das sich breiter in Richtung auf die äußeren Enden der Frontfläche ausdehnt (das heißt, eine verhältnismäßig große Ausdehhung in Richtung längs der Ebene 320 besitzt). (Anmerkung des Übersetzers: "z" dürfte hier nicht zutreffend sein). Dies ermöglicht eine frühere Erfassung einer Bewegung von Material in den Bereich der Frontfläche des Sensors 200, weil das Saumfeld durch den führenden Rand der Masse des Umhüllungsmittels früher unterbrochen wird, wenn sich dieser Rand in der durch die Pfeile X in den Fig. 5D und 6A gekennzeichneten Richtung auf die Einfüllöffnung zu bewegt. Der Sensor wird weiter durch das Anbringen einer Durchbohrung 340 modifiziert, die sich vollständig durch die Mitte der Einheit erstreckt. Wie in Fig. 6A dargestellt, erlaubt es die Durchbohrung 340, daß die Spitze durch den Sensor 200 sowie über die Einfüllöffnung 42 in dem Kunststoffgehäuse 20 in das Innere der Vorrichtung 10 hindurchgeht.
Wie in den Fig. 6B bis 6E gezeigt, strömt beim Füllen flüssiges, mit Katalysator versehenes Epoxidharz in das Innere der Vorrichtung und wird zufolge der durch die Rotation erzeugten Zentrifugalkraft nach außen gepreßt (In den Fig. 6B bis 6E ist zu Vereinfachungszwecken die Kammer der Vorrichtung dargestellt, als würde sie keine weiteren Bestandteile enthalten). Wenn das Epoxidharz durch die Spitze 150 heraustritt, kommt es mit der Innenoberfläche der Grundplatte 24 in Berührung (und, falls die Vorrichtung Teile enthielte, würde es mit diesen Teilen in Berührung treten). Das Epoxidharz wird durch die Wirkung der Zentrifugalkraft dazu gezwungen, von der Einfüllstelle aus nach außen zu strömen, wie durch die Pfeile angedeutet. Die Fließrichtung erstreckt sich weg von der Einfüllöffnung in Richtung auf die inneren peripheren Oberflächen der Kammer, beispielsweise in Richtung auf die Oberflächen 401, 403.
Mit fortschreitendem Einfüllen bewegt sich die Wand, welche nicht ausgefüllten, noch freien Raum von dem Bereich des bereits mit Epoxidharz gefüllten freiem Raums 400 trennt, nach innen in Richtung auf die Einfüllöffnung, wie durch die Einwärtsbewegung der Oberflächen 402A, 402B, 402C in den Fig. 6B bis 6D angezeigt wird. Die Einwärtsbewegung erfolgt von den inneren peripheren Oberflächen der Vorrichtung weg in Richtung auf den Rotationsmittelpunkt. In den Fig. 6A und 6E ist der Füllvorgang fast als vervollständigt dargestellt, und der noch nicht gefüllte Bereich hat begonnen, eine schrumpfende, strudelförmige Vertiefung 420 im Bereich der Einfüllöffnung 42 auszubilden. Das Innere des Strudels ist von Luft ausgefüllt, während der Bereich um die Vertiefung herum von flüssigem, mit Katalysator versetztem Epoxidharz 400 mit unterschiedlicher Dielektrizitätskonstante ausgefüllt ist. Mit fortschreitender Füllung strömt das Epoxidharz 400 radial nach innen unter das Sensorelement 302 (Fig. 6A) und verursacht dabei eine Änderung der Kapazität zwischen den Elementen 302 und 305. Die Abfüllsteuerung 202 erfaßt diese Änderung der Kapazität und stellt daraufhin das Abfüllsteuerungssignal 214 zurück, wodurch die Strömung des mit Katalysator versetzten Epoxidharzes abgeschaltet wird.
Beim Füllen durch Einlaufenlassen oder unter Druck wird die Flüssigkeit durch eine Kraft, die lediglich von einem durch die Schwerkraft hervorgerufenen Druckgefälle stammt oder die durch eine zusätzliche Druckquelle, die mit der Abgabequelle für die Flüssigkeit verbunden ist, hervorgerufen sein kann nach innen in eine Vorrichtung hineingedrückt. Derartige Verfahren können als Eindrückverfahren bezeichnet werden. In dem erläuterten System wird das Eindrücken durch eine nach außen gerichtete Kraft ergänzt, die unabhängig von sowohl der Schwerkraft als auch der Flüssigkeitsabgabequelle ist und durch diese nicht hervorgerufen wird. Die nach außen gerichtete Kraft bewegt das flüssige Material vom Eintrittspunkt weg in Richtung auf die peripheren inneren Oberflächen der Vorrichtung. Solange, wie die nach außen gerichteten Kräfte die Flüssigkeit in die inneren peripheren Bereiche der Vorrichtung schneller bewegen, als die Flüssigkeit aus der Abgabequelle zugeführt wird, entstehen keine Stauungen oder Überläufe und das Füllen des freien Volumens schreitet in einer nach innen gerichteten Richtung von den peripheren inneren Bereichen der Vorrichtung in Richtung auf die Einfüllöffnung fort.
Ein wichtiger Vorteil des Füllsystems gemäß den Fig. 4 und 6A besteht darin, daß die Fülleinrichtung sehr wenig Unterhaltsaufwand erfordert. Der Sensor 200 ist völlig nichtinvasiv (das heißt, er tritt nicht in die geschlossene Kammer der Vorrichtung ein) und kommt daher nie in Berührung mit dem flüssigen, mit Katalysator versetzten Epoxidharz. Das Füllsystem verringert ferner die Aussetzung der Spitze 150 gegenüber dem flüssigen Epoxidharz und verhindert so ein Verstopfen der Spitze zufolge der Bildung von ausgehärtetem Epoxidharz um ihr Ende herum.
In einem Beispiel für zentrifugales Füllen wurde eine Vorrichtung oder Form 10 der in den Fig. 1, 2A und 2B gezeigten Art mit einem Gemisch aus Epoxidharz und Katalysator gefüllt. Die ungefähren Außenabmessungen (bis zum Rand der Grundplatte 24) der Vorrichtung betrugen 4,5" · 2,4" · 0,5" (11,684 cm · 6,096 cm · 1,27 cm). Die Länge und Breite des Kunststoffgehäuses 20 betrugen etwa 4,5" · 1,9" (11,43 cm · 4,826 cm). Das Epoxidharz war Castall® 301FR (mit einer Dielektrizitätskonstante von 5,6), und der Katalysator war Castall® E-67S, beide hergestellt von Castall Inc., East Weymouth, Ma., USA. Epoxidharz und Katalysator wurden beide mittels eines Abgabewagens der Marke Liquid Controls®, Modell CTFSD 2515 abgegeben. Das Epoxidharz wurde auf einer Vorheiztemperatur von 65ºC im Abgabewagen gehalten. Der Katalysator wurde nicht vorerhitzt. Der Wagen wurde so eingestellt, daß er ein Mischungsverhältnis von 11,9 Teilen Katalysator zu 100 Teilen Harz, bezogen auf das Volumen, abgab. Das feststehende Mischrohr und die Spitze aus Polypropylen bestanden aus den oben erwähnten Einheiten Liquid Controls und EFD.
Ein kapazitiver Sensor, Teil Nr. WPC-200 der Capacitec Inc., wie er in den Fig. 7A und 7B dargestellt ist, wurde in Verbindung mit einer Abfüllsteuerung 202, wie sie in Fig. 8 dargestellt ist, verwendet. Gemäß Fig. 7A waren die drei leitenden Elemente, das Erdungselement 302, das Schutz- oder Abschirmelement 304 und das Sensorelement 305, durch Schichten aus isolierendem Material 317a, 317b voneinander getrennt. Der Außendurchmesser des Erdungselement 302 des Sensors betrug etwa 0,38" (0,9652 cm); der Außendurchmesser des Abschirmelements betrug etwa 0,23" (0,5842 cm); der Außendurchmesser des Sensorelements betrug etwa 0,20" (0,508 cm). Eine Bohrung 340 mit einem Durchmesser von 0,078" (0,19812 cm) ging zentral durch die gesamte Länge der Einheit hindurch, um den Durchtritt der Abfüllspitze zu gestatten.
Die Abfüllsteuerung 202 gemäß den Fig. 4 und 8 kann ein Verschiebungsverstärker 510 (Modell 410-5C der Capacitec Inc.) zusammen mit einer Interface-Schaltung 520 sein. Der Verschiebungsverstärker 510 umfaßt eine Schaltung, die eine Analogspannung Vc mit einem Wert zwischen null und zehn Volt liefert, die für die Kapazität des Sensors kennzeichnend ist. Ein Ausgang von zehn Volt zeigt an, daß sich Material weit weg vom Sensor befindet; in dem Maße, wie das Material in den Bereich nahe der Frontfläche des Sensors kommt, fällt die Spannung Vc.
Nach Beginn eines Füllzyklus (beispielsweise, wenn das Abfüllstartsignal 215 aktiviert wird), wird ein Zeitverzögerungsteil 524 aktiviert, welches ein Abfüllsperrglied 522 einstellt. Das Einstellen des Abfüllsperrglieds 522 aktiviert den Motor 210, der (mit 1000 UpM) zu rotieren beginnt; es senkt ferner die Mischröhre 102, die Spitze 150 und den Sensor 200; ferner signalisiert es dem Wagen 100, daß er mit der Abgabe von Epoxidharz und Katalysator (mit einer Abgabegeschwindigkeit von etwa 0,66 cm³/s) beginnt. Am Ende des durch das Zeitverzögerungsteil bestimmten Intervalls (4 Sekunden) wird ein Zeitgeber für das Abtasten 526 ausgelöst, der einen Pulsausgang (einige 10 Millisekunden) erzeugt, wodurch der hysteretische Vergleicher 534 zurückgestellt und der Schaltung für das Abtasten und Halten 528 signalisiert wird, einen Wert abzutasten. Der Abtastwert, Vcb, gibt den Wert für die Grundlinien-Kapazität des Sensors für die zu füllende Vorrichtung 10 wieder. Der Zweck des Zeitverzögerungsteils liegt darin, ein teilweise erfolgendes Füllen stattfinden zu lassen, bevor der Grundlinienwert Vcb, ermittelt wird. Ohne die Verzögerung können Messungen von Vc sehr frühzeitig im Füllzyklus durch Sensorrauschen gestört werden, das durch Vibrationen des Kunststoffgehäuses 20 verursacht wird. Mit fortschreitender Füllung hilft die mechanische Dämpfung des Umhüllungsmittels, das Ablesen von Vc zu stabilisieren.
Mit fortschreitender Füllung bleibt der Wert von Vc dicht bei dem Wert von Vcb, bis die radial nach innen gerichtete Bewegung der Oberfläche des Umhüllungsmittels richtig in den Bereich der Umgebung der Einfüllöffnung, angrenzend an die Frontfläche des Sensors 200, gelangt. An diesem Punkt beginnt Vc scharf zu sinken, und die Ausgabe der differenzierenden Zusammenführung 530, Vd = Vcb - Vc, beginnt, scharf anzusteigen.
Das Signal Vd wird durch den Verstärker 532 verstärkt und als Eingabe dem hysteretischen Vergleicher 534, Vein, zugeführt. Wenn der Wert von Vein einen Schwellenwert, Vt (etwa 0,5 Volt) überschreitet, stellt die positiv verlaufende Flanke an der Ausgabe des Vergleichers 534 das Abfüllsperrglied zurück, beendet den Füllvorgang, stellt den Motor ab und hebt das Rohr, die Spitze und den Sensor.
Das Erfassen eines Grundlinienwertes für den Sensorausgang zu einem frühen Zeitpunkt des Befüllungszyklus und das Beendigen des Zyklus bei einer Abweichung von dem Grundlinienwert gestatten eine genaue Füllung von Vorrichtungen bzw. Formen, unabhängig von Änderungen, (beispielsweise in Größe und Form sowie an inneren Teilen), die von Einheit zu Einheit auftreten können, sowie unabhängig von anderen Faktoren, die sonst den absoluten Wert des Sensorausgangs beeinträchtigen können (beispielsweise Umweltvariablen, wie beispielsweise Temperatur). Das System ist erfolgreich dazu verwendet worden, Vorrichtungen derart, wie sie in Fig. 1 dargestellt sind und die eine Vielzahl von unterschiedlichen Anordnungen der inneren Teile aufweisen, zu befüllen sowie Vorrichtungen zu befüllen, die nur die halbe Länge aufweisen, jedoch sonst ähnliche Abmessungen und einen ähnlichen inneren Grundaufbau besitzen, wie die Vorrichtung gemäß Fig. 1.
Die annehmbare Abgabegeschwindigkeit sowie Fülldauer für eine bestimmte Vorrichtung ist eine Funktion der Viskosität der einzufüllenden Flüssigkeit, des zu füllenden freien Volumens, der Dichte der inneren Bauteile und der Drehgeschwindigkeit der Platte. Wenn alle anderen Faktoren gleichbleiben, erhöht eine Erhöhung der Drehgeschwindigkeit die zulässige Abgabegeschwindigkeit und vermindert die Fülldauer. Jedoch erhöht eine erhöhte Drehgeschwindigkeit auch den Druck innerhalb der Vorrichtung während des Füllvorganges, und diese Drücke müssen unter Werten gehalten werden, bei denen Flüssigkeit aus etwa vorhandenen Nähten oder Abdichtungen herausgedrückt wird (beispielsweise in der Vorrichtung gemäß Fig. 1 den Abdichtungen zwischen dem Gehäuse 20 und den Stiften 26 oder zwischen Gehäuse und Grundplatte 24), oder bei denen die inneren Bestandteile Schaden leiden könnten. Für die Vorrichtung gemäß Fig. 1 wurden Umdrehungsgeschwindigkeiten von bis zu 6000 Upm als erfolgreich getestet. Abgabegeschwindigkeiten und Drehgeschwindigkeit können selbstverständlich entweder manuell oder automatisch auf eine Vielzahl von vorherbestimmten Werten eingestellt werden, um eine große Vielzahl unterschiedlicher Arten von Vorrichtungen befüllen zu können.

Claims

1. Verfahren zum Ausfüllen von freiem Raum innerhalb einer Kammer mit einem fließfähigen Material über eine Öffnung in einer Oberfläche der Kammer, umfassend die folgenden Schritte: Anwendung einer Zuführungskraft zur Abgabe des fließfähigen Materials über eine Öffnung, vorzugsweise durch eine Röhre, in die Kammer; Anwendung einer nach außen gerichteten Kraft, die unabhängig von der Zuführungskraft ist, um das fließfähige Material von der Öffnung wegzubewegen; Messen des Ausmaßes, bis zu dem der freie Raum innerhalb der Kammer gefüllt worden ist, durch Erfassen der Bewegung des fließfähigen Materials innerhalb der Kammer nach innen in Richtung auf die Öffnung; und Steuerung der Zuführung des fließfähigen Materials, vorzugsweise durch Beenden der Strömung, als Reaktion auf die Messung.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Zuführungskraft die Schwerkraft umfaßt.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Zuführungskraft in Verbindung mit dem Pumpen des fließfähigen Materials durch eine Zuführungsleitung verknüpft ist.

4. Verfahren zum Ausfüllen von freiem Raum innerhalb einer Kammer mit einem fließfähigen Material über eine Öffnung in einer Wand der Kammer, wobei die Wand eine erste Dimension sowie eine zweite Dimension, die kürzer als die erste Dimension ist, definiert und beide Dimensionen größer sind als die Tiefe der Kammer und die Öffnung in einem Teil der Wand angeordnet ist, die die erste Dimension definiert, und wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: Abgabe des fließfähigen Materials in die Kammer durch die Öffnung; Wandern lassen des fließfähigen Materials während des Füllvorganges in Richtung auf die inneren Randbereiche der Kammer, so daß sich eine Oberfläche des fließfähigen Materials während des Füllens der Kammer entlang der ersten Dimension der Kammer in Richtung auf die Öffnung zu bewegt; sowie Messen der Annäherung der Oberfläche des fließfähigen Materials an die Öffnung als Hinweis auf das Ausmaß, bis zu dem der freie Raum innerhalb der Kammer gefüllt worden ist.

5. Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei das fließfähige Material von der Öffnung weg in Richtung auf die inneren Randbereiche durch eine nach außen gerichtete Kraft, vorzugsweise unabhängig von der Zuführung, wandern gelassen wird.

6. Verfahren gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei außerdem die Zuführung des fließfähigen Materials als Reaktion auf das Messen gesteuert wird.

7. Verfahren gemäß Anspruch 3 oder 5, wobei die Zuführung des fließfähigen Materials und die Anwendung der nach außen gerichteten Kraft während überlappender Zeitabschnitte stattfinden.

8. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die nach außen gerichtete Kraft eine Zentrifugalkraft umfaßt, die derart wirkt, daß sie das fließfähige Material von der Öffnung weg in Richtung auf die Innenoberflächen der Kammer zieht.

9. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Messen erfolgt, ohne daß in den Innenraum der Kammer mechanisch eingedrungen wird.

10. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Messen kapazitives Messen umfaßt.

11. Verfahren gemäß den Ansprüchen 9 und 10, wobei das Messen das Berühren der äußeren Oberfläche der Kammer in der Nähe der Öffnung durch einen kapazitiven Meßfühler umfaßt.

12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Messen auf der Erfassung der Bewegung des fließfähigen Materials in Richtung auf die Öffnung entgegengesetzt zu der Richtung der nach außen gerichteten Kraft beruht.

13. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Messen ein Messen des Grundlinienwertes nach Beginn der Zuführung, jedoch vor Annäherung des fließfähigen Materials an die Umgebung der Öffnung umfaßt.

14. Verfahren zum Ausfüllen von freiem Raum innerhalb einer Kammer, die eine erste Dimension und zwei weitere Dimensionen, die jeweils kleiner sind als die erste Dimension aufweist, mit einem fließfähigen Material über eine Öffnung in einer Wand der Kammer, umfassend die folgenden Schritte: Zuführung des fließfähigen Materials während des Füllvorganges über die Öffnung in die Kammer, Rotierenlassen der Kammer um eine Drehachse, die durch die Öffnung hindurch geht und die im wesentlichen senkrecht auf der Ebene steht, die durch eine erste Achse in Richtung der ersten Dimension und eine zweite Achse in Richtung einer der beiden kürzeren Dimensionen definiert wird, sowie Messen der Annäherung der Oberfläche des fließfähigen Materials an die Öffnung als Hinweis auf das Ausmaß, bis zu dem der freie Raum innerhalb der Kammer gefüllt worden ist.

15. Verfahren zum Ausfüllen von freiem Raum innerhalb einer Kammer, die eine Öffnung besitzt, umfassend die folgenden Schritte: Rotierenlassen der Kammer um eine Drehachse, die durch die Kammer hindurchgeht; Zuführung eines fließfähigen Materials in die Kammer durch die Öffnung; sowie Messen des Fortschreitens der Oberfläche des fließfähigen Materials in der Kammer in Richtung auf die Drehachse.

16. Verfahren gemäß Anspruch 14 oder 15, wobei das Messen die Gewinnung eines Grundlinienwertes vor einem vorherbestimmten Punkt des Füllvorganges umfaßt.

17. Verfahren gemäß Anspruch 14 oder 15, wobei das Messen mit einem kapazitiven Meßfühler durchgeführt wird.

18. Vorrichtung zum Ausfüllen von freiem Raum innerhalb einer Kammer mit einem fließfähigen Material durch eine Öffnung in einer Oberfläche der Kammer und durch eine Leitung für das fließfähige Material mit einem Auslaßende, wobei die Vorrichtung umfaßt: einen vorzugsweise von der Leitung unabhängigen Mechanismus zum Bewirken einer vom Auslaßende der Leitung aus nach außen wirkenden Kraft, dergestalt, daß gleichzeitig das Auslaßende an der Öffnung angeordnet sein und der Mechanismus eine Kraft ausüben kann, um das fließfähige Material von dem Auslaßende wegzuziehen, und gekennzeichnet durch einen Sensor, der derart angeordnet ist, daß er das Ausmaß, bis zu dem der freie Raum mit fließfähigem Material ausgefüllt ist, mißt und darauf einstellbar ist, daß er die Bewegung des fließfähigen Materials nach innen in Richtung auf den Auslaß während der Füllung der Kammer erfaßt.

19. Vorrichtung gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem Mittel umfaßt, die eine Zuführungskraft auf das fließfähige Material in der Leitung ausüben, wobei die Mittel unabhängig von dem Mechanismus sind.

20. Vorrichtung gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Mechanismus außerdem einen Rotor umfaßt, der eine Zentrifugalkraft erzeugt.

21. Vorrichtung gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem der Rotor einen Halterungsmechanismus, um die Kammer in einer vorherbestimmten Stellung zu halten, bei der die Öffnung derart angeordnet ist, daß sie fließfähiges Material von dem Auslaß aufnimmt, sowie einen eine Zentrifugalkraft ausübenden Mechanismus umfaßt, der eine Drehachse aufweist, die durch die Kammer, vorzugsweise durch deren Öffnung, hindurchgeht, während sie sich in der vorherbestimmten Stellung befindet.

22. Vorrichtung gemäß Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem der Trägermechanismus derart angeordnet ist, daß er die Kammer in allgemein waagerechter Stellung hält, wobei die Öffnung nach oben in Richtung auf das Auslaßende und in Flucht mit diesem ausgerichtet ist, so daß die Kammer einer Drehbewegung durch den eine Zentrifugalkraft ausübenden Mechanismus um eine senkrechte Achse unterworfen werden kann, die mit der Öffnung allgemein in Flucht steht.

24. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem mit einem Steuermechanismus zum Steuern der Abgabe des fließfähigen Materials als Reaktion auf die Messung ausgestattet ist.

24. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem der Sensor einen nicht in das Innere der Kammer eindringenden, kapazitiven Meßfühler umfaßt, der an der Öffnung angeordnet ist.

25. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem die Leitung für das fließfähige Material durch ein Loch in dem Sensor hindurchgeht, um die Öffnung zu erreichen.