NL2005787C2 - Materiaalafgifte-inrichting, materiaalafgiftesysteem en werkwijze voor het gestuurd aan een object afgeven van een materiaal. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Materiaalafgifte-inrichting, materiaalafgiftesysteem en werkwijze voor het gestuurd aan een object afgeven van een materiaal.

5 BESCHRIJVING

De onderhavige uitvinding heeft in het algemeen betrekking op het op een object aanbrengen van een materiaal, zoals een laklaag, lijmlaag of een andere vloeibare of stroperige substantie, zoals siliconen, harsen, epoxies en dergelijke, dan wel een gas of gasmengsel voor het bijvoorbeeld nauwkeurig 10 reinigen of behandelen van het object of delen van een object.

Het afgeven van een materiaal aan een object is een proces dat in veel bedrijfstakken plaatsvindt. Bijvoorbeeld bij het met een isolatielaag bekleden van platen met gedrukte bedrading (Printed Circuit Boards), PCB’s, het aanbrengen 15 van lak of verf op een voorwerp, het opbrengen van een lijmlaag of lijmsporen, het aanbrengen van een kering of afdichtlaag bij behuizingen, het ondervullen van componenten, enz. In veel van deze gevallen is het noodzakelijk dat een van te voren vastgestelde hoeveelheid materiaal wordt afgegeven, bijvoorbeeld om een qua dikte homogene verdeling van een coating of verflaag te bewerkstelligen of 20 voor het bijvoorbeeld gegarandeerd met een materiaal vullen van holtes, zoals via’s in een PCB of holle ruimtes onder componenten op een PCB.

In het bijzonder voor het afgeven van materiaal aan objecten van relatief kleine afmetingen, dat wil zeggen van een paar mm tot enkele tientallen cm, 25 zijn in de praktijk diverse geautomatiseerde materiaalafgifte-inrichtingen bekend, voorzien van een materiaalopslaghouder voor het onder een werkdruk houden van een materiaal voor het verschaffen van een materiaalstroom.

Door omgevingsinvloeden, zoals veranderingen in temperatuur en 30 vochtigheidsgraad en door variaties in de materiaalsamenstelling, vervuiling van systeemcomponenten en dergelijke is de onder een bepaalde werkdruk afgegeven hoeveelheid materiaal niet constant.

Het Amerikaanse octrooi US 6,692,572 beschrijft een dergelijke 35 materiaalafgifte-inrichting voor het aan een object afgeven van een materiaal, welke 2 inrichting onder andere is voorzien van een in de materiaalstroom opgenomen doseerklep en een stromingsmeter voor het meten van een door de materiaalstroom afgegeven hoeveelheid materiaal. Op basis van de door de stromingsmeter gemeten afgegeven hoeveelheid materiaal wordt de doseerklep gestuurd voor het 5 zoveel mogelijk afgeven van een ingestelde hoeveelheid materiaal.

Een doseerklep zoals beschreven in het bovengenoemde Amerikaanse octrooi is een mechanisme om de materiaalstroom te sturen door deze bijvoorbeeld ongehinderd vanaf de materiaalopslaghouder door te laten dan 10 wel gedeeltelijk of geheel te blokkeren. Dergelijke doseerkleppen bezitten één of meer in de materiaalstroom bewegende componenten, dat wil zeggen bewegende onderdelen die direct in aanraking zijn met de materiaalstroom.

Bewegende onderdelen in de materiaalstroom zijn door het fysieke 15 contact met de materiaalstroom niet alleen onderhevig aan slijtage, maar raken ook vervuild of aangetast bij het gebruik van een bijvoorbeeld agressief materiaal of een lijm of dergelijke. De levensduur van een dergelijke doseerklep bepaalt in hoge mate de effectieve bedrijfsduur van de inrichting en vormt derhalve een beperkende factor in het gebruik van de inrichting. Noodzakelijk onderhoud aan en vervanging 20 van de doseerklep verhogen de bedrijfskosten van de inrichting.

Een ander nadeel van componenten of onderdelen die in aanraking zijn met een materiaalstroom wordt gevormd door een eventule ongewenste beïnvloeding van de materiaalstroom, bijvoorbeeld doordat deeltjes van deze 25 onderdelen in de materiaalstroom terecht komen waardoor de kwaliteit en samenstelling van het af te geven materiaal ongewenst worden beïnvloed. Het voorkomen hiervan vereist in het algemeen het gebruik van componenten van bijzondere samenstelling, hetgeen een aanzienlijke verhoging van de kosten van dergelijke doseerkleppen tot gevolg heeft.

30

Ook de in het bovengenoemde Amerikaanse octrooi toegepaste doseerklep bezit deze nadelen.

Aan de uitvinding ligt derhalve de opgave ten grondslag een 35 configuratie voor een materiaalafgifte-inrichting en materiaalafgifte-werkwijze aan te 3 geven waarmee het afgeven van een materiaal zodanig gestuurd kan plaatsvinden dat de levensduur van de totale materiaalafgifte-inrichting wordt verbeterd, en waarbij de configuratie tevens de mogelijkheid biedt waarbij ongewenste beïnvloeding van de samenstelling van de materiaalstroom wordt vermeden.

5

In een eerste aspect verschaft de uitvinding hiertoe een materiaalafgifte-inrichting voor het gestuurd aan een object afgeven van een materiaal, omvattende een materiaalopslaghouder voor het onder een werkdruk houden van een materiaal voor het verschaffen van een materiaalstroom en een 10 stromingsmeter voor het meten van een door de materiaalstroom afgegeven hoeveelheid materiaal, met het kenmerk, dat de materiaalafgifte-inrichting verder een drukstuurorgaan omvat voor het op basis van de gemeten afgegeven hoeveelheid materiaal sturen van de werkdruk op het materiaal in de materiaalopslaghouder.

15

Aan de uitvinding ligt het inzicht ten grondslag dat door het beïnvloeden van de op het materiaal in de materiaalopslaghouder uitgeoefende werkdruk, de door de materiaalafgifte-inrichting afgegeven hoeveelheid materiaal nauwkeurig kan worden gestuurd. Hierdoor kan worden afgezien van een 20 doseerklep in de materiaalstroom zelf, waardoor niet alleen de levensduur van de totale materiaalafgifte-inrichting wordt verbeterd maar tevens elke beïnvloeding van de samenstelling van de materiaalstroom effectief wordt voorkomen.

De materiaalafgifte-inrichting volgens de onderhavige uitvinding is 25 geschikt voor het afgeven van allerlei materialen, zowel dun als dik vloeibaar of gasvormig. In principe is de viscositeit van het materiaal bepalend daarvoor of het materiaal geschikt is voor gebruik in de materiaalafgifte-inrichting. Hierbij kan men als leidraad nemen dat materialen met een viscositeit in de orde grootte van 5.000 Centipoise of lager, waaronder dus begrepen zowel vloeistoffen als gassen, 30 uitermate geschikt zijn.

In de materiaalafgifte-inrichting volgens de uitvinding wordt de druk op het materiaal in de materiaalhouder gestuurd door middel van een drukstuurorgaan, dat is ingericht voor het op basis van de gemeten afgegeven 4 hoeveelheid materiaal sturen van de werkdruk op het materiaal in de materiaalopslaghouder.

Voor het onder een werkdruk houden van het materiaal in de 5 materiaalopslaghouder voorziet de uitvinding in een uitvoeringsvorm daarin, dat de materiaalafgifte-inrichting een met de materiaalopslaghouder gekoppeld drukvat met een drukfluïdum omvat, voor het met het drukfluïdum onder de werkdruk houden van het materiaal in de materiaalopslaghouder.

10 Het sturen van de werkdruk op het materiaal in de materiaal opslaghouder kan volgens de uitvinding effectief worden bewerkstelligd in een uitvoeringsvorm waarin het drukstuurorgaan met het drukvat is gekoppeld en is ingericht voor het sturen van de door het drukfluïdum op het materiaal in de materiaalopslaghouder uitgeoefende werkdruk. Dat wil zeggen, door middel van het 15 inbrengen of wegvoeren van drukfluïdum, zoals lucht of een ander gas, zoals bijvoorbeeld een edelgas, of gasmengsel, in of uit de materiaalopslaghouder kan de werkdruk op het materiaal en hiermee de met de materiaalstroom afgegeven hoeveelheid materiaal effectief worden gevarieerd.

20 Het gebruik van bijvoorbeeld een edelgas heeft het voordeel dat er geen ongewenste interactie van het fluïdum in het drukvat met het materiaal in de materiaalopslaghouder plaatsvindt. In plaats van een gas kan elk ander type drukfluïdum worden toegepast, mits dit drukfluïdum zich niet vermengt met het materiaal in de materiaalhouder. Afhankelijk van het materiaal in de 25 materiaalhouder kan dit drukfluïdum dus zowel een vloeistof als een gas zijn.

In het algemeen kan de werkdruk worden ontbonden of samengesteld gedacht uit een vaste of statische drukcomponent en een variabele of dynamische drukcomponent, waarbij het drukstuurorgaan is ingericht om de 30 dynamische drukcomponent te sturen.

De statische werkdruk is de vaste of ingestelde druk die op het materiaal in de materiaalopslaghouder wordt uitgeoefend en de dynamische werkdruk kan worden gezien als de gestuurde werkdruk, gesuperponeerd op de 35 statische werkdruk. In de praktijk, bij het bijvoorbeeld coaten van een object, kan de 5 statische werkdruk een waarde hebben tussen O en 9 bar, terwijl de dynamische werkdruk hier slechts een fractie van is, bijvoorbeeld 0,01-0,5 bar. Derhalve kan de afgegeven hoeveelheid materiaal met relatief geringe drukvariaties nauwkeurig worden gestuurd, zoals beoogd.

5

Bij gebruik van een drukvat kan via bijvoorbeeld een eerste reduceerventiel de statische werkdruk op het materiaal in de materiaalopslaghouder worden uitgeoefend en kan via het drukstuurorgaan afzonderlijk de dynamische werkdruk worden gevarieerd. Op deze wijze stuurt het drukvat direct de statische 10 werkdruk van het materiaal in de materiaalopslaghouder en stuurt het drukstuurorgaan direct de dynamische werkdruk, door het toe- dan wel afvoeren van drukfluïdum naar en van de materiaalopslaghouder.

In een praktische toepassing van de uitvinding is het 15 drukstuurorgaan een luchtdrukregelaar, ingericht om de druk op het materiaal in de materiaalopslaghouder te sturen door middel van, bijvoorbeeld, perslucht, waarbij het materiaal in de materiaalopslaghouder een vloeistof is.

In plaats van of in aanvulling op het gebruik van een drukvat met 20 een drukfluïdum, kan het materiaal in de materiaalopslaghouder ook op mechanische wijze onder een werkdruk worden gehouden, bijvoorbeeld door middel van een op het materiaal in een gesloten materiaalopslaghouder werkende zuiger of dergelijke. In een nog weer verdere uitvoeringsvorm van de materiaalafgifte-inrichting volgens de uitvinding is het drukstuurorgaan met de materiaal-25 opslaghouder gekoppeld en ingericht om een inhoudsvolume van de materiaalopslaghouder te variëren. Bij het gebruik van een zuiger wordt het inhoudsvolume bijvoorbeeld gevarieerd door het variëren van de positie van de zuiger in de materiaalopslaghouder.

30 In een nog verdere aanvulling op het gebruik van een drukvat met een drukfluïdum, kan het materiaal in de materiaalopslaghouder ook in een samendrukbare houder, bijvoorbeeld een opslagzak, in de materiaalopslaghouder worden opgeslagen, waarbij de druk op de opslagzak zowel op mechanische wijze alsmede met behulp van een drukfluïdum kan worden bewerkstelligt.

35 6

Voor een deskundige zijn verdere vormen van volumevariaties middels het drukstuurorgaan overeenkomstig de uitvinding voorstelbaar en realiseerbaar.

5 In een uitvoeringsvorm van de uitvinding omvat de materiaalafgifte- inrichting een drukstuurorgaan dat middels een elektrisch signaal instelbaar is en waarin de stromingsmeter een met de stromingssnelheid van de materiaalstroom corresponderend elektrisch signaal verschaft, alsmede een met de stromingsmeter en het drukstuurorgaan gekoppelde elektronische stuureenheid. De elektronische 10 stuureenheid, zoals een microprocessor of microcomputer, omvat met de stromingsmeter gekoppelde signaalinvoermiddelen, met het drukstuurorgaan gekoppelde signaaluitvoermiddelen en instelmiddelen voor het instellen van een door de materiaalstroom af te geven gewenste hoeveelheid materiaal. De stuureenheid is zodanig ingericht om het drukstuurorgaan te sturen op basis van de, 15 uit de door de stromingsmeter gemeten stromingssnelheid, bepaalde afgegeven hoeveelheid materiaal en een ingestelde gewenste hoeveelheid af te geven materiaal.

De instelmiddelen omvatten invoermiddelen voor het bijvoorbeeld 20 door een gebruiker instellen van de gewenste hoeveelheid af te geven materiaal. De elektronische stuureenheid is ingericht om de hoeveelheid afgegeven materiaal te vergelijken met de instelmiddelen en om op basis hiervan het drukstuurorgaan aan te sturen.

25 De invoermiddelen kunnen bijvoorbeeld een software-menu omvatten op een met de processor of computer gekoppeld display, bijvoorbeeld in de vorm van een aanraakscherm voor het instellen van een gewenste hoeveelheid materiaal en/of een toetsenbord. De door de stromingsmeter gemeten waarden kunnen hierbij in vergelijking tot de ingestelde waarde(n) worden weergegeven, 30 bijvoorbeeld grafisch gevisualiseerd. De ingestelde en gemeten waarden kunnen verder als logging in een geheugen worden opgeslagen, bijvoorbeeld ten behoeve van kwaliteitsinspecties, afleverrapporten en dergelijke.

7

In een uitvoeringsvorm van de uitvinding stuurt de stuureenheid het drukstuurorgaan aan op basis van de gemeten hoeveelheid afgegeven materiaal en de gewenste stromingssnelheid, ingesteld door de instelmiddelen.

5 De elektronische stuureenheid kan worden gerealiseerd met een (standaard) microprocessor of microcomputer of als een speciale geïntegreerde elektronische schakeling, waaronder begrepen een zogeheten “Very Large Scale Integrated circuit”, VLSI, of een “Application Specific Integrated Circuit”, ASIC, bijvoorbeeld als een in een machine ingebedde schakeling of andere vergelijkbare 10 technieken.

In een uitvoeringsvorm van de uitvinding is de stromingsmeter ingericht om de afgegeven hoeveelheid materiaal te meten op basis van de temperatuur lokaal in de materiaalstroom.

15

In een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding is de stromingsmeter ingericht om de afgegeven hoeveelheid materiaal te meten op basis van tenminste een uit de groep omvattende temperatuurdifferentietechnieken, ultrasoontechnieken, coriolistechnieken en infraroodtechnieken.

20

De stromingsmeter omvat een kanaal, zoals een pijp, buis of leiding waardoorheen de materiaalstroom vloeit. Door het nauwkeurig meten van de temperatuur van de materiaalstroom op twee of meer onderling verschoven vaste meetpunten van het kanaal kan uit het tijdsverschil tussen de meting van 25 overeenkomstige temperaturen of een overeenkomstig temperatuurverloop en de bekende afstand tussen deze punten, nauwkeurig de snelheid van de materiaalstroom worden berekend.

Als de afmetingen van de doorstroomopening van het kanaal 30 waardoorheen de materiaalstroom vloeit bekend zijn, kan uit deze gegevens nauwkeurig de hoeveel afgegeven materiaal worden bepaald, zonder dat er componenten, laat staan beweegbare componenten, anders dan het kanaal zelf in aanraking zijn of komen met de materiaalstroom.

8

Begrepen zal worden dat het uit de snelheid van de materiaalstroom en de afmetingen van de doorstroomopening van het kanaal bepalen van de afgegeven hoeveelheid materiaal niet alleen door de elektronische stuureenheid kan worden uitgevoerd, maar ook direct door de stromingsmeter zelf 5 en zonodig door het drukstuurorgaan.

Uiteraard kan de afgegeven hoeveelheid materiaal ook met andere middelen voor het meten van de stromingssnelheid van de materiaalstroom worden gemeten en bepaald, zoals bij een deskundige bekend mag worden verondersteld.

10

Voor het in- en uitschakelen van de aan het object af te geven materiaalstroom is in een uitvoeringsvorm van de uitvinding een ventiel in de materiaalstroom opgenomen. Dit ventiel is het laatste element van de materiaalafgifte-inrichting waardoorheen de materiaalstroom vloeit voordat het 15 materiaal aan het object wordt afgegeven.

In een typisch voorbeeld omvat het ventiel een uitstroomopening die door een naaldvormig element kan worden vrijgegeven of geblokkeerd. Het ventiel wordt gebruikt voor het gestuurd starten en stoppen van het aan het object 20 afgeven van materiaal.

In een uitvoeringsvorm van de uitvinding waarin het ventiel voor het in- en uitschakelen van de materiaalstroom middels een elektrisch signaal kan worden gestuurd, is de elektronische stuureenheid voorzien van een met het ventiel 25 gekoppelde stuuruitgang voor het sturen van het ventiel.

Zowel de elektronische stuureenheid als het drukstuurorgaan kunnen zijn ingericht om het ventiel te sturen, voor het bijvoorbeeld gelijktijdig sturen van de werkdruk op het materiaal in de materiaalopslaghouder, afhankelijk 30 van het stoppen of starten van de materiaalstroom.

In een praktische toepassing van de materiaalafgifte-inrichting volgens de uitvinding is het object een plaat met gedrukte bedrading, PCB, en is het materiaal een op de PCB aan te brengen coating materiaal of een behuizing waar 35 bijvoorbeeld pakking in moet worden gelegd.

9

De onderhavige uitvinding heeft tevens betrekking op een materiaalafgiftesysteem ingericht voor het gestuurd aan een object afgeven van tenminste één materiaal, waarin het materiaalafgiftesysteem een aantal 5 materiaalafgifte-inrichtingen volgens de uitvinding omvat, zoals boven beschreven. Op deze wijze is het mogelijk om bijvoorbeeld een grotere hoeveelheid materiaal verdeeld over verschillende materiaalopslaghouders in één procesgang aan een object te verschaffen, of om eenvoudig verschillende materialen aan een object af te geven.

10

In een verdere uitvoeringsvorm omvat het materiaalafgiftesysteem volgens de uitvinding een mengkamer, ingericht voor het mengen van één of meer door één of meer materiaalopslaghouders afgegeven materiaalstromen, voor het afgeven van een gemengde materiaalstroom.

15

De mengkamer is ingericht om de verschillende materialen in de verschillende materiaalopslaghouders te mengen voordat deze aan een object worden afgegeven. Hierbij is het materiaalafgiftesysteem ingericht om niet alleen het gemengde materiaal af te geven, maar tevens voor het in een gewenste 20 verhouding mengen van de verschillende materialen uit de materiaalopslaghouders. Bij het gebruik van een elektronische stuureenheid kan deze zijn ingericht om de mengverhouding te sturen in relatie tot de gemeten afgegeven hoeveelheid materiaal en om de verschillende drukstuurorganen afzonderlijk te sturen.

25 De mengkamer kan verder een ventiel omvatten ingericht voor het in- en uitschakelen van het aan het object afgegeven van de gemengde materiaalstroom. De mengkamer kan echter ook meerdere ventielen omvatten voor het afzonderlijk in- en uitschakelen van de materiaalstromen van de verschillende materiaalopslaghouders.

30

In een uitvoeringsvorm van het materiaalafgiftesysteem voorzien van processor gestuurde materiaalafgifte-inrichtingen zijn met voordeel de diverse elektronische stuureenheden van de verschillende materiaalafgifte-inrichtingen tot een enkele elektronische stuureenheid geïntegreerd. De enkele elektronische 10 stuureenheid kan een stuuruitgang bezitten voor het sturen van één of meer van de ventielen.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor het 5 gestuurd aan een object afgeven van een materiaal uit een materiaalstroom afkomstig van een materiaalopslaghouder waarin het materiaal onder een werkdruk wordt gehouden, omvattende het meten van de door de materiaalstroom afgegeven hoeveelheid materiaal, met het kenmerk, dat op basis van de gemeten afgegeven hoeveelheid materiaal de werkdruk op het materiaal in de materiaalopslaghouder 10 wordt gestuurd.

In een uitvoeringsvorm waarin het materiaal in de materiaalopslaghouder door een drukfluïdum onder de werkdruk wordt gehouden, wordt de werkdruk gestuurd door het sturen van de door het drukfluïdum op het materiaal in 15 de materiaalopslaghouder uitgeoefende druk. De werkdruk kan echter ook in plaats van of in aanvulling op het drukfluïdum door het variëren van een inhoudsvolume van de materiaalopslaghouder worden gestuurd, bij voorkeur aan de hand van een instelbare gewenste hoeveelheid materiaal.

20 De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van de bijgesloten figuren, welke slechts ter illustratie van de uitvinding dienen en niet als een beperking hiervan mogen worden uitgelegd.

Fig. 1 toont in schemavorm een voorbeeld van een uitvoeringsvorm 25 van de materiaalafgifte-inrichting volgens de uitvinding.

Fig. 2 toont in schemavorm een voorbeeld van een uitvoeringsvorm van een gedeelte van een materiaalafgiftesysteem volgens de uitvinding.

30 In de getoonde voorbeelden wordt met name ingegaan op een toepassing van de materiaalafgifte-inrichting bij het coaten van Printed Circuit Board’s. Zoals een vakman begrijpt, is de uitvinding ook uitermate geschikt voor bijvoorbeeld het met een isolatielaag bekleden van platen met gedrukte bedrading (Printed Circuit Boards), PCB’s, het aanbrengen van lak of verf op een voorwerp, 11 het opbrengen van een lijmlaag of lijmsporen, het aanbrengen van een kering of afdichtlaag bij behuizingen, het ondervullen van componenten, enz.

5 Fig. 1 toont schematisch een voorbeeld van een uitvoeringsvorm van een materiaalafgifte-inrichting 1 voor het gestuurd afgeven van materiaal 8 volgens de uitvinding. De materiaalafgifte-inrichting 1 omvat een materiaalopslaghouder 7 die is ingericht voor het onder een werkdruk houden van het materiaal 8.

10

In het voorbeeld in figuur 1 is het materiaal 8 in de materiaalopslaghouder 7 bijvoorbeeld een coatingmateriaal, geschikt voor bijvoorbeeld het geheel of gedeeltelijk coaten (bekleden) van een object 17 in de vorm van een plaat met gedrukte bedrading, “Printed Circuit Board”, PCB.

15 Gebruikelijke inhouden voor de materiaalopslaghouder 7 zijn dan bijvoorbeeld 10 cc, 30cc, 100cc of 250cc. De onderhavige uitvinding is echter toepasbaar voor andere volumes van de materiaalopslaghouder 7 en voor andere materialen 8 en objecten 17, zoals in het voorgaande toegelicht.

20 De materiaalafgifte-inrichting 1 omvat verder een stromingsmeter 4, ingericht voor het meten van de snelheid van een materiaalstroom 5 in een kanaal of leiding 23 vanaf de materiaalopslaghouder 7 naar een uitstroomopening 12 van een ventiel 11. In dit voorbeeld is de stromingsmeter 4 geschikt om de stromingssnelheid van het materiaal in de materiaalstroom 5 te bepalen door middel van een 25 zeer nauwkeurige meting van de temperatuur c.q. het temperatuurverloop van de materiaalstroom 5 en de verstreken tijd tussen overeenkomstige temperaturen op een eerste meetpunt 22 en een in de stromingsrichting van de materiaalstroom 5 verschoven, op een vaste en bekende afstand gelegen, tweede meetpunt 21.

30 Hoewel de stromingsmeter 4 in dit voorbeeld geschikt is om de stromingssnelheid van het materiaal in de materiaalstroom 5 te bepalen door middel van temperatuurmetingen, zijn ook andere type stromingsmeter 4 met andere technieken bruikbaar. Denk hierbij bijvoorbeeld aan stromingsmeters die de snelheid van het materiaal meten op basis van ultrasone technieken, doppler 35 effecten, infrarood technieken, coriolis effecten, etc.

12

De meetpunten 21, 22 grijpen extern van de materiaalstroom 5 op de leiding 23 aan en zijn niet in fysisch contact met de materiaalstroom. Dit heeft het voordeel dat de materiaalstroom in de leiding 23 nergens wordt gehinderd of 5 beïnvloed door een component van de inrichting, anders dan het ventiel 11 dat is ingericht voor het starten en stoppen van de materiaal-afgifte aan het object 17. Uiteraard kan op meer dan twee meetpunten 21, 22 worden gemeten.

Een stromingsmeter 4 van dit soort is onder andere in de handel 10 verkrijgbaar van de firma Bronkhorst High Tech, bijvoorbeeld LIQUI-FLOW series L10I/L20I. Uiteraard zijn andere soorten stromingsmeters toepasbaar bij de materiaalafgifte-inrichting 1 volgens de onderhavige uitvinding, waaronder begrepen meters voor het meten van de stromingssnelheid van de materiaalstroom 5 gebaseerd op andere meetprincipes, bijvoorbeeld coriolis technieken, zoals bij een 15 deskundige op zichzelf bekend.

Een andere stromingsmeter geschikt voor gebruik in de materiaalafgifte-inrichting 1 is een stromingsmeter van de firma Bronkhorst, bijvoorbeeld de “L23-ABD-00-K Digitale Liquid Flow Meter” uit de LIQUI-FLOW 20 productseries. Deze stromingsmeter is slechts bedoelt als een voorbeeld uit vele geschikte stromingsmeters voor de materiaalafgifte-inrichting 1.

Zoals bij deskundigen bekend kan de door de materiaalstroom 5 afgegeven hoeveelheid materiaal bij een geopend ventiel 11 in essentie worden 25 berekend door de gemeten stromingssnelheid van de materiaalstroom 5 te vermenigvuldigen met het doorsnede-oppervlak van de leiding 23 waar de materiaalstroom 5 doorheen vloeit, zonodig gecorrigeerd met correctiefactoren voor de viscositeit van het materiaal 8, de samenstelling van het materiaal 8 en dergelijke.

30 Voorts omvat de materiaalafgifte-inrichting een drukstuurorgaan 9 ingericht voor het sturen van de werkdruk op het materiaal 8 in de materiaalopslaghouder 7. Het drukstuurorgaan 9 is in dit geval een op zichzelf bekende drukregelaar, die de werkdruk op het materiaal 8 stuurt door middel van het inbrengen of uitnemen van een drukfluïdum 6 zoals lucht in de materiaal-35 opslaghouder 7.

13

Het drukstuurorgaan 9 omvat hierbij een luchtinlaat/luchtuitlaat 13 die gekoppeld is met een drukvat 24 voor het inbrengen en uitnemen van de lucht 6, bijvoorbeeld perslucht. Begrepen zal worden dat andere soorten drukfluïdum 6 5 kunnen worden toegepast, zoals edelgas of een niet met het materiaal 8 in de materiaalopslaghouder 7 reagerende of inter acterende vloeistof, zoals in de voorgaande inleiding toegelicht.

Het drukstuurorgaan 7 kan een drukregelaar zijn van de firma SMC, 10 bijvoorbeeld artikelnummer ITV1030-31-F1CS-Q. Deze drukregelaar is slechts een voorbeeld uit vele voor de materiaalafgifte-inrichting geschikte drukregelaars.

Hoewel in het voorbeeld van figuur 1 het drukfluïdum 6 via het drukstuurorgaan 9 als geheel op het materiaal 8 in de materiaalopslaghouder 7 15 werkt, kan het drukvat 24 via bijvoorbeeld een reduceerventiel of dergelijke direct met de materiaalopslaghouder 7 zijn verbonden (niet getoond), voor het op het materiaal 8 uitoefenen van een statische drukcomponent van de werkdruk. Het reduceerventiel kan daarbij instelbaar zijn voor het instellen van de statische drukcomponent van de werkdruk. Waarbij uiteraard de druk van het drukfluïdum in 20 het drukvat 24 hoger is dan de hoogste werkdruk in de materiaalopslaghouder 7. het drukstuurorgaan 9 regelt dan enkel de noodzakelijke drukvariaties in afhankelijkheid van de meetresultaten van de stromingsmeter 4, dat wil zeggen de dynamische drukcomponent van de werkdruk in de materiaalopslaghouder 7, voor het aan het object 17 afgeven van een gewenste hoeveelheid materiaal 8. In een 25 praktische toepassing heeft de aangelegde statische drukcomponent een waarde tussen 0 en 9 bar, terwijl de dynamische drukcomponent 0,01-0,5 bar bedraagt.

In de uitvoeringsvorm van figuur 1 is het drukstuurorgaan 9 van een type dat middels een elektrisch signaal instelbaar is en verschaft de stromingsmeter 30 4 een met de stromingssnelheid van de materiaalstroom 5 corresponderend elektrisch signaal of direct een met de aan het object 17 afgegeven hoeveelheid materiaal corresponderend elektrisch signaal. De elektrische signalen kunnen analoge of digitale signalen zijn, in de vorm van een spanning en/of stroom. Zonodig kan de communicatie tussen de diverse componenten draadloos zijn 35 uitgevoerd. De materiaalafgifte-inrichting 1 is verder voorzien van een elektronische 14 stuureenheid 10, omvattende een processor 15, met de stromingsmeter 4 gekoppelde signaal-invoermiddelen 20 en met het drukstuurorgaan 9 gekoppelde signaal-uitvoermiddelen 19. Voor het instellen van een door de materiaalstroom 5 af te geven gewenste hoeveelheid materiaal zijn met de processor 15 gekoppelde 5 instelmiddelen 18 verschaft. Deze instelmiddelen kunnen elke gewenste vorm bezitten, zoals software menugestuurd, hardware waaronder begrepen knoppen, toetsenborden, aanraakschermen en dergelijke.

De elektronische stuureenheid is ingericht om het drukstuurorgaan ïo 9 te sturen op basis van de uit de meting van de stromingsmeter 4 afgegeven hoeveelheid materiaal en een ingestelde gewenste hoeveelheid af te geven materiaal. Hiervoor zijn in de praktijk, in het bijzonder in de meet- en regeltechniek, op zichzelf bekende stuuralgoritmen toepasbaar, die bij een deskundige bekend mogen worden geacht. Doel is om de werkelijk afgegeven hoeveelheid materiaal zo 15 nauwkeurig mogelijk gelijk te doen zijn aan de ingestelde hoeveelheid af te geven materiaal, ongeacht op het materiaal inwerkende fysische invloeden, zoals temperatuur, vochtigheidsgraad en dergelijke die tot variaties in de materiaalstroom leiden, zoals in de inleiding besproken.

20 Met het verwijzingscijfer 16 is een opslaginrichting aangeduid, in verbinding met de processor 15, voor het opslaan en bewaren (loggen) van ingestelde en gemeten waarden, bijvoorbeeld ten behoeve van kwaliteitsinspecties, afleverrapporten en dergelijke.

25 Voor het in- en uitschakelen van het aan een object 17 af te geven materiaal 8 is het ventiel 11 voorzien van een langwerpige naald- of penvormige zuiger 3, die in het vlak van de tekening gezien omhoog of omlaag kan worden verplaatst. Als de zuiger 3 omlaag is geplaatst, zal de uitstroomopening 12 in het ventiel 11 worden geblokkeerd. Deze blokkering kan worden opgeheven door de 30 zuiger 3 omhoog te plaatsen, waardoor het materiaal 8 in de materiaalstroom 5 via de uitstroomopening 12 op het object 17 wordt gebracht. Op de zuiger 3 werkt een veer 25 voor het in de gesloten of geblokkeerde toestand houden van het ventiel 1.

Het blokkeren en vrijgeven van de uitstroomopening 12 van het 35 ventiel 1 kan worden bewerkstelligd door middel van het inbrengen van lucht in de 15 deactiveeropening 2 respectievelijk de activeeropening 14. Door het onder druk inbrengen van lucht in de deactiveeropening 2 zal er druk worden opgebouwd aan de bovenkant van de zuiger 3, waardoor de zuiger 3 naar beneden wordt geforceerd. Wanneer lucht wordt ingebracht via de activeeropening 14 zal er druk 5 worden opgebouwd aan de onderkant van de zuiger 3, waardoor de zuiger 3 naar boven wordt gedwongen. Ventielen 11 van dit type zijn op zichzelf in de praktijk bekend.

In figuur 1 wordt als voorbeeld een zuiger 3 in een ventiel 11 10 gebruikt als zijnde een middel om het afgeven van een materiaal 8 in- en uit te schakelen. Als het ware functioneert het ventiel hierbij als een afsluiter voor de materiaalstroom. Zoals een deskundige zal begrijpen zijn er vele manieren om, naast het gebruik van een zuiger 3, het aan een object 17 afgeven van een materiaal 8 in de materiaalstroom 5 in- en uit te schakelen, door bijvoorbeeld 15 gebruik te maken van andere typen afsluiters.

In een verder voorbeeld volgens de uitvinding wordt het verplaatsen van de zuiger 3 langs elektrische weg via de elektronische stuureenheid 10 bekrachtigd, zoals aangegeven door de onderbroken lijn 24 getekend in figuur 1. 20 Tegelijk met het blokkeren/vrijgeven van de uitstroomopening 12 kan dan desgewenst de druk op het materiaal 8 in de materiaalopslaghouder 7 worden aangepast.

Fig. 2 toont in schemavorm een uitvoeringsvorm van een gedeelte 25 van een materiaalafgiftesysteem 31 volgens de uitvinding, waarin twee met het ventiel 11 in figuur 1 overeenkomende ventielen 34, 35 en een mengkamer 37 zijn getoond. De ventielen 34 en 35 maken deel uit van afzonderlijke materiaal-afgifte-inrichtingen zoals in het voorgaande beschreven. Een eerste materiaal in een eerste materiaalstroom 32 vloeit het eerste ventiel 35 binnen en een tweede 30 materiaal in een tweede afzonderlijke materiaalstroom 33 vloeit het tweede ventiel 34 binnen. Het in de mengkamer 37 via de uitstroomopeningen 41 respectievelijk 42 stromen van de materialen in beide materiaalstromen 32, 33 kan afzonderlijk worden in- en uitgeschakeld met behulp van zuigers 43 en 44 van de betreffende ventielen 34, 35.

35 16

Voor het sturen van de materiaalstromen 32 en 33 zijn de in figuur 1 getoonde en stromingsmeter, drukstuurorgaan, materiaalopslaghouder en bijvoorbeeld het drukvat voor elk van de ventielen 34, 35 voorzien (niet afzonderlijk getoond in figuur 2). De elektronische stuureenheden voor elk van de 5 materiaalafgifte-inrichtingen behorende bij de ventielen 34, 35 kunnen met voordeel tot een enkele elektronische stuureenheid zijn gecombineerd.

Wanneer beide materialen gemengd moeten worden zullen de beide uitstroomopeningen 41, 42 worden vrijgegeven, zodat de materialen in de 10 materiaalstromen 32, 33 in de mengkamer 37 vloeien. In deze mengkamer zullen de beide materialen worden gemengd, zodat er een mengmateriaal 36 ontstaat. Dit mengmateriaal 36 wordt in een afgiftekanaal 39 nog verder gemend 38 en uiteindelijke wordt via de opening 40 in het afgiftekanaal 39 het mengmateriaal 38 aan een object afgegeven.

15

Zonodig kan in het afgiftekanaal 39 een verder ventiel worden aangebracht (niet getoond) om de materiaalafgifte aan het object in- of uit te schakelen. Uiteraard kan ook slechts één materiaalstroom 32, 33 tegelijk aan het object worden toegevoerd door het geschikt sturen van de ventielen 34, 35.

20

Figuur 2 toont in schemavorm een uitvoeringsvorm van een gedeelte van een materiaalafgifte-inrichting 31 die tevens geschikt is voor het mengen van twee materialen. De gewenste mengverhouding kan hierbij afzonderlijk gestuurd worden, aangezien de materiaalstromen 32, 33 van beide materialen 25 afzonderlijk worden gemeten. Op een dergelijke manier kan de mengverhouding op een dynamische wijze worden geregeld.

Hoewel niet getoond kunnen meer dan twee materiaalafgifte-inrichtingen volgens de uitvinding tot een materiaalafgiftesysteem 31 worden 30 gecombineerd.

De uitvinding verschaft verder een werkwijze voor het gestuurd aan een object 17 afgeven van een materiaal uit een materiaalstroom 5, 32, 33 afkomstig van een materiaalopslaghouder 7 waarin het materiaal onder een 35 werkdruk wordt gehouden. Waartoe de door een materiaalstroom 5, 32, 33 17 afgegeven hoeveelheid materiaal wordt gemeten en waarbij op basis van de gemeten afgegeven hoeveelheid materiaal en een ingestelde gewenste hoeveelheid materiaal de werkdruk op het materiaal in de materiaalopslaghouder 7 wordt gestuurd. Bijvoorbeeld door het sturen van de door een drukfluïdum 6 op het 5 materiaal in de materiaalopslaghouder 7 uitgeoefende druk en/of door het variëren van een inhoudsvolume van de materiaalopslaghouder. Deze laatsgenoemde uitvoeringsvorm van de uitvinding is niet expliciet getoond. Voor een deskundige is het evenwel voorstelbaar om in de opslaghouder 7 een zich over het inwendige doorsnede-oppervlak van de opslaghouder uitstrekkende, in de richting van en naar 10 het materiaal 8 verplaatsbare zuiger aan te brengen, voor het op deze wijze uitoefenen van een werkdruk op het materiaal 8. Uiteraard kan de werkdruk ook op andere voor een deskundige bekende manieren worden gerealiseerd en gevarieerd.

De onderhavige uitvinding is hierboven toegelicht met behulp van 15 een aantal voorbeelden. Zoals een deskundige zal begrijpen, kunnen verschillende wijzigingen en aanvullingen worden gemaakt binnen de omvang van de uitvinding zoals gedefinieerd in de bijgevoegde conclusies.

20

Claims (22)

1. Materiaalafgifte-inrichting, voor het gestuurd aan een object afgeven van een materiaal, omvattende een materiaalopslaghouder voor het onder 5 een werkdruk houden van een materiaal voor het verschaffen van een materiaalstroom en een stromingsmeter voor het meten van een door de materiaalstroom afgegeven hoeveelheid materiaal, met het kenmerk, dat de materiaalafgifte-inrichting verder een drukstuurorgaan omvat voor het op basis van de gemeten afgegeven hoeveelheid materiaal sturen van de werkdruk op het 10 materiaal in de materiaalopslaghouder.

2. Materiaalafgifte-inrichting volgens conclusie 1, verder omvattende een met de materiaalopslaghouder gekoppeld drukvat met een drukfluïdum voor het met het drukfluïdum onder de werkdruk houden van het materiaal in de 15 materiaalopslaghouder.

3. Materiaalafgifte-inrichting volgens conclusie 2, waarin het drukstuurorgaan met het drukvat is gekoppeld en is ingericht voor het sturen van de door het drukfluïdum op het materiaal in de materiaalopslaghouder uitgeoefende 20 werkdruk.

4. Materiaalafgifte-inrichting volgens een of meer van de voorgaande conclusies, waarin het drukstuurorgaan met de materiaalopslaghouder is gekoppeld en is ingericht om een inhoudsvolume van de materiaalopslaghouder te variëren. 25

5. Materiaalafgifte-inrichting volgens een of meer van de voorgaande conclusies, waarin het drukstuurorgaan middels een elektrisch signaal instelbaar is en de stromingsmeter een met de stromingssnelheid van de materiaalstroom corresponderend elektrisch signaal verschaft, verder omvattende een met de 30 stromingsmeter en het drukstuurorgaan gekoppelde elektronische stuureenheid, omvattende een processor, met de stromingsmeter gekoppelde signaalinvoer-middelen, met het drukstuurorgaan gekoppelde signaaluitvoermiddelen en instelmiddelen voor het instellen van een door de materiaalstroom af te geven gewenste hoeveelheid materiaal, waarbij de stuureenheid is ingericht om het 35 drukstuurorgaan te sturen op basis van de, uit de door de stromingsmeter gemeten stromingssnelheid, bepaalde afgegeven hoeveelheid materiaal en een ingestelde gewenste hoeveelheid materiaal.

6. Materiaalafgifte-inrichting volgens een of meer van de voorgaande 5 conclusies, waarin de stromingsmeter is ingericht om de afgegeven hoeveelheid materiaal te meten op basis van de snelheid van de materiaalstroom.

7. Materiaalafgifte-inrichting volgens conclusie 6, waarin de stromingsmeter is ingericht om de afgegeven hoeveelheid materiaal te meten op io basis van tenminste een uit de groep omvattende temperatuurdifferentietechnieken, ultrasoontechnieken, coriolistechnieken en infraroodtechnieken.

8. Materiaalafgifte-inrichting volgens een of meer van de voorgaande conclusies, verder omvattende een in de materiaalstroom opgenomen ventiel voor 15 het in- en uitschakelen van de aan het object af te geven materiaalstroom.

9. Materiaalafgifte-inrichting volgens conclusie 8 in afhankelijkheid van conclusie 5, waarin het ventiel voor het in- en uitschakelen van de materiaalstroom middels een elektrisch signaal kan worden gestuurd en waarin de 20 elektronische stuureenheid een met het ventiel gekoppelde stuuruitgang voor het sturen van het ventiel heeft.

10. Materiaalafgifte-inrichting volgens een of meer van de voorgaande conclusies, waarin het object een plaat met gedrukte bedrading (“Printed Circuit

25 Board”), PCB, is.

11. Materiaalafgifte-inrichting volgens een of meer van de voorgaande conclusies, waarin het materiaal een coatingmateriaal is.

12. Materiaalafgiftesysteem, ingericht voor het gestuurd aan een object afgeven van tenminste één materiaal, waarin het materiaalafgiftesysteem een aantal materiaalafgifte-inrichtingen volgens een of meer van de conclusies 1-11 omvat.

13 Materiaalafgiftesysteem volgens conclusie 13, verder omvattende 35 een mengkamer, ingericht voor het mengen van één of meer door één of meer materiaalopslaghouders afgegeven materiaalstromen, voor het afgeven van een gemengde materiaalstroom.

14 Materiaalafgiftesysteem volgens conclusie 13 verder omvattende 5 een in de gemengde materiaalstroom opgenomen ventiel voor het in- en uitschakelen van de aan een object af te geven gemengde materiaalstroom.

15. Materiaalafgiftesysteem volgens conclusie 12, 13 of 14 in afhankelijkheid van conclusie 5, waarin de elektronische stuureenheden van de 10 materiaalafgifte-inrichtingen tot een enkele elektronische stuureenheid zijn geïntegreerd.

16. Materiaalafgiftesysteem volgens conclusie 16, waarin het in de gemengde materiaalstroom opgenomen ventiel middels een elektrisch signaal voor 15 het in- en uitschakelen van de gemengde materiaalstroom kan worden gestuurd en waarin de enkele elektronische stuureenheid een met het betreffende ventiel gekoppelde stuuruitgang voor het sturen van het ventiel heeft.

17. Werkwijze voor het gestuurd aan een object afgeven van een 20 materiaal uit een materiaalstroom afkomstig van een materiaalopslaghouder waarin het materiaal onder een werkdruk wordt gehouden, omvattende het meten van de door de materiaalstroom afgegeven hoeveelheid materiaal, met het kenmerk, dat op basis van de gemeten afgegeven hoeveelheid materiaal de werkdruk op het materiaal in de materiaalopslaghouder wordt gestuurd. 25

18. Werkwijze volgens conclusie 17, waarin het materiaal in de materiaalopslaghouder door een drukfluïdum onder de werkdruk wordt gehouden, waarbij de werkdruk wordt gestuurd door het sturen van de door het drukfluïdum op het materiaal in de materiaalopslaghouder uitgeoefende druk. 30

19. Werkwijze volgens conclusie 17 of 18, waarin de werkdruk wordt gestuurd door het variëren van een inhoudsvolume van de materiaalopslaghouder.

20. Werkwijze volgens conclusie 17, 18 of 19, waarin de werkdruk 35 wordt gestuurd aan de hand van een instelbare gewenste hoeveelheid materiaal.

21. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 17 - 20, waarin het materiaal een coatingmateriaal is.

22. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 17 - 21, waarin het object een plaat met gedrukte bedrading (“Printed Circuit Board”), PCB, is. 10