Title:
Abgabevorrichtung nach dem Verdrängungsprinzip zur Abgabe diskreter Flüssigkeitsmengen
Kind Code:
U1


Abstract:

Abgabevorrichtung (10) zum Aufbringen kleiner Mengen von Flüssigkeit auf ein Substrat, wobei die Abgabevorrichtung (10) umfasst:
einen Abgabevorrichtungskörper (12);
einen Aktuator (90) in dem Abgabevorrichtungskörper (12); und
ein Abgabeelement (50), das umfasst: einen Abgabeelementkörper (52), der abnehmbar mit dem Abgabevorrichtungskörper (12) gekoppelt ist, sowie einen Ventilschaft (60), der für eine Hin- und Herbewegung innerhalb des Abgabeelementkörpers (52) angebracht ist, wobei der Abgabeelementkörper (52) weiterhin eine Flüssigkeitskammer (58) und der Ventilschaft (60) eine Spitze (60a) umfasst, die für eine Hin- und Herbewegung innerhalb der Flüssigkeitskammer (58) zwischen einer geöffneten und geschlossenen Position angebracht ist, einen Ventilsitz (62), der mit der Ventilschaftspitze (60a) in der geschlossenen Position in Wirkverbindung steht, einen Flüssigkeitsabgabeauslass (64) und einen Flüssigkeitszuführkanal (66), wobei der Ventilsitz (62) zwischen der Flüssigkeitskammer (58) und dem Flüssigkeitsabgabeauslass (64) positioniert ist und der Flüssigkeitszuführkanal (66) mit der Flüssigkeitskammer (58) in Verbindung steht, wobei der Ventilschaft (60) weiter ein in Bezug auf die Spitze (60a) gegenüberliegendes Ende (60b) umfasst, wobei das gegenüberliegende Ende (60b) dazu angepasst ist, in Wirkverbindung mit dem Aktuator (90) gekoppelt zu sein, wenn das Abgabeelement (50) mit dem Abgabevorrichtungskörper gekoppelt ist,
gekennzeichnet durch eine dynamische Dichtung (78), die an dem Ventilschaft (60) anliegt und ein Austreten der Flüssigkeit aus der Flüssigkeitskammer (58) verhindert, wobei sich der Ventilschaft (60) durch die dynamische Dichtung erstreckt, sodass das gegenüberliegende Ende (60b) des Ventilschafts (60) außerhalb der Flüssigkeitskammer (58) positioniert und mit dem Aktuator in Wirkverbindung ist (90). embedded image




Application Number:
DE202012013612U
Publication Date:
07/10/2018
Filing Date:
10/24/2012
Assignee:
Nordson Corporation (Ohio, Westlake, US)
International Classes:



Attorney, Agent or Firm:
Eisenführ Speiser Patentanwälte Rechtsanwälte PartGmbB, 80335, München, DE
Claims:
Abgabevorrichtung (10) zum Aufbringen kleiner Mengen von Flüssigkeit auf ein Substrat, wobei die Abgabevorrichtung (10) umfasst:
einen Abgabevorrichtungskörper (12);
einen Aktuator (90) in dem Abgabevorrichtungskörper (12); und
ein Abgabeelement (50), das umfasst: einen Abgabeelementkörper (52), der abnehmbar mit dem Abgabevorrichtungskörper (12) gekoppelt ist, sowie einen Ventilschaft (60), der für eine Hin- und Herbewegung innerhalb des Abgabeelementkörpers (52) angebracht ist, wobei der Abgabeelementkörper (52) weiterhin eine Flüssigkeitskammer (58) und der Ventilschaft (60) eine Spitze (60a) umfasst, die für eine Hin- und Herbewegung innerhalb der Flüssigkeitskammer (58) zwischen einer geöffneten und geschlossenen Position angebracht ist, einen Ventilsitz (62), der mit der Ventilschaftspitze (60a) in der geschlossenen Position in Wirkverbindung steht, einen Flüssigkeitsabgabeauslass (64) und einen Flüssigkeitszuführkanal (66), wobei der Ventilsitz (62) zwischen der Flüssigkeitskammer (58) und dem Flüssigkeitsabgabeauslass (64) positioniert ist und der Flüssigkeitszuführkanal (66) mit der Flüssigkeitskammer (58) in Verbindung steht, wobei der Ventilschaft (60) weiter ein in Bezug auf die Spitze (60a) gegenüberliegendes Ende (60b) umfasst, wobei das gegenüberliegende Ende (60b) dazu angepasst ist, in Wirkverbindung mit dem Aktuator (90) gekoppelt zu sein, wenn das Abgabeelement (50) mit dem Abgabevorrichtungskörper gekoppelt ist,
gekennzeichnet durch eine dynamische Dichtung (78), die an dem Ventilschaft (60) anliegt und ein Austreten der Flüssigkeit aus der Flüssigkeitskammer (58) verhindert, wobei sich der Ventilschaft (60) durch die dynamische Dichtung erstreckt, sodass das gegenüberliegende Ende (60b) des Ventilschafts (60) außerhalb der Flüssigkeitskammer (58) positioniert und mit dem Aktuator in Wirkverbindung ist (90).

Abgabevorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei der Abgabeelementkörper (52) ferner aufweist:
ein Anschlusselement, das zur Kopplung mit einem Behälter (14) der Flüssigkeit angepasst ist.

Abgabevorrichtung (10) nach Anspruch 2, wobei der Abgabevorrichtungskörper (12) ferner eine Öffnung aufweist, die dazu angepasst ist, einen Auslassbereich des Behälters (14) aufzunehmen, und das Anschlusselement in der Öffnung (100) positioniert ist, wenn der Abgabeelementkörper (52) mit dem Abgabevorrichtungskörper (12) gekoppelt ist.

Abgabevorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei das Abgabeelement (50) entsorgbar ist und der Abgabeelementkörper (52) ein Kunststoffmaterial aufweist.

Abgabevorrichtung (10) nach Anspruch 1, ferner aufweisend ein Federelement (80), das mit dem Abgabeelementkörper (52) und dem Ventilschaft (60) gekoppelt ist, um das gegenüberliegende Ende (60b) so vorzuspannen, dass es mit dem Aktuator (90) in Wirkverbindung ist.

Abgabevorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Abgabeelement (50) entsorgbar und durch ein neues Abgabeelement ersetzbar ist.

Abgabevorrichtung (10) nach Anspruch 2, wobei entsprechende Gewinde (70, 72) zwischen dem Anschlusselement (22) und dem Abgabeelementkörper (52) verwendet werden, um für eine flüssigkeitsdichte Verbindung zu sorgen.

Abgabevorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Abgabeelement (50) weiterhin ein Ventilschaft-Führungselement (76) sowie ein Federelement (80) und einen Federhalter (82), der einschnappend mit einer Nut (84) in der Nähe eines der Ventilschaftspitze (60a) gegenüberliegenden Endes (60b) des Ventilschafts (60) verbunden ist, umfasst.

Abgabevorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Aktuator ein Stellelement (112), das einen zylindrischen Endbereich (114) benachbart zum Ende (60b) des Ventilschafts (60) umfasst, wobei der Endbereich (114) innerhalb einer dynamischen Dichtung (116) gleitet, die im Abgabevorrichtungskörper (12) angebracht ist, um eine Kolbenkammer (120) abzudichten, die den Kolben (110) aufnimmt.

Abgabevorrichtung (10) nach Anspruch 9, ferner aufweisend einen Luftzuführkanal (122) zur Einleitung von Druckluft, wobei die Druckluft zur Unterseite des Kolbens (110) innerhalb der Kolbenkammer (120) gelenkt wird, um den Kolben (110) und das befestigte Stelleelement (112) anzuheben.

Abgabevorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Aktuator ein elektrischer Aktuator ist.

Abgabevorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Ventilschaftspitze (60a) elastisch ist.

Abgabevorrichtung (10) nach Anspruch 12, die Ventilschaftspitze (60a) aus einem elastomeren Material wie Gummi oder einem anderen Polymer gebildet ist.

Abgabevorrichtung (10) nach Anspruch 12 oder 13, wobei der Ventilsitz aus einem steifen Material gebildet ist, das bei Aufprall der Ventilschaftspitze nicht verformt wird.

Abgabevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei ein Hauptbereich (61) des Ventilschafts (60) aus einem Metall gebildet ist.

Abgabevorrichtung (10) nach Anspruch 15, wobei die Ventilschaftspitze (60a) in geeigneter Weise am Ende des Hauptbereichs (61) gesichert ist, z. B. mit Hilfe eines Klebe- oder Overmolding-Prozesses.

Abgabevorrichtung (10) zum Aufbringen kleiner Mengen von Flüssigkeit auf ein Substrat, wobei die Abgabevorrichtung (10) umfasst:
einen Abgabevorrichtungskörper (12);
einen Aktuator (90) in dem Abgabevorrichtungskörper (12); und
ein Abgabeelement (50), das umfasst: einen Abgabeelementkörper (52), der abnehmbar mit dem Abgabevorrichtungskörper (12) gekoppelt ist, sowie einen Ventilschaft (60), der für eine Hin- und Herbewegung innerhalb des Abgabeelementkörpers (52) angebracht ist, wobei der Abgabeelementkörper (52) weiterhin eine Flüssigkeitskammer (58) und der Ventilschaft (60) eine Spitze (60a) umfasst, die für eine Hin- und Herbewegung innerhalb der Flüssigkeitskammer (58) zwischen einer geöffneten und geschlossenen Position angebracht ist, einen Ventilsitz (62), der mit der Ventilschaftspitze (60a) in der geschlossenen Position in Wirkverbindung steht, einen Flüssigkeitsabgabeauslass (64) und einen Flüssigkeitszuführkanal (66), wobei der Ventilsitz (62) zwischen der Flüssigkeitskammer (58) und dem Flüssigkeitsabgabeauslass (64) positioniert ist und der Flüssigkeitszuführkanal (66) mit der Flüssigkeitskammer (58) in Verbindung steht, wobei der Ventilschaft (60) weiter ein in Bezug auf die Spitze (60a) gegenüberliegendes Ende (60b) umfasst, wobei das gegenüberliegende Ende (60b) so ausgelegt ist, dass es in Wirkverbindung mit dem Aktuator (90) gekoppelt ist, wenn das Abgabeelement (50) mit dem Abgabevorrichtungskörper gekoppelt ist,
eine dynamische Dichtung (78), die an dem Ventilschaft (60) anliegt und ein Austreten der Flüssigkeit aus der Flüssigkeitskammer (58) verhindert, wobei sich der Ventilschaft (60) durch die dynamische Dichtung erstreckt, sodass das gegenüberliegende Ende (60b) des Ventilschafts (60) außerhalb der Flüssigkeitskammer (58) positioniert und mit dem Aktuator in Wirkverbindung ist (90),
wobei die Ventilschaftspitze (60a) elastisch ist und aus einem elastomeren Material wie z. B. Gummi oder einem anderen Polymer gebildet ist, und ein Hauptbereich (61) des Ventilschafts (60) aus einem Metall gebildet ist, wobei die Ventilschaftspitze (60a) mit Hilfe eines Klebe- oder Overmolding-Prozesses am Ende des Hauptbereichs (61) gesichert ist und wobei der Ventilsitz aus einem steifen Material gebildet ist, das bei Aufprall der Ventilschaftspitze nicht verformt wird.

Abgabevorrichtung (10) zum Aufbringen kleiner Mengen von Flüssigkeit auf ein Substrat, wobei die Abgabevorrichtung (10) umfasst:
einen Abgabevorrichtungskörper (12);
einen Aktuator (90) in dem Abgabevorrichtungskörper (12); und
ein Abgabeelement (50), das umfasst: einen Abgabeelementkörper (52), der abnehmbar mit dem Abgabevorrichtungskörper (12) gekoppelt ist, sowie einen Ventilschaft (60), der für eine Hin- und Herbewegung innerhalb des Abgabeelementkörpers (52) angebracht ist, wobei der Abgabeelementkörper (52) weiterhin eine Flüssigkeitskammer (58) und der Ventilschaft (60) eine Spitze (60a) umfasst, die für eine Hin- und Herbewegung innerhalb der Flüssigkeitskammer (58) zwischen einer geöffneten und geschlossenen Position angebracht ist, einen Ventilsitz (62), der mit der Ventilschaftspitze (60a) in der geschlossenen Position in Wirkverbindung steht, einen Flüssigkeitsabgabeauslass (64) und einen Flüssigkeitszuführkanal (66), wobei der Ventilsitz (62) zwischen der Flüssigkeitskammer (58) und dem Flüssigkeitsabgabeauslass (64) positioniert ist und der Flüssigkeitszuführkanal (66) mit der Flüssigkeitskammer (58) in Verbindung steht, wobei der Ventilschaft (60) weiter ein in Bezug auf die Spitze (60a) gegenüberliegendes Ende (60b) umfasst, wobei das gegenüberliegende Ende (60b) so ausgelegt ist, dass es in Wirkverbindung mit dem Aktuator (90) gekoppelt ist, wenn das Abgabeelement (50) mit dem Abgabevorrichtungskörper gekoppelt ist,
wobei eine Sicherungskappe abnehmbar mit dem Abgabevorrichtungskörper (12) gekoppelt ist und das Abgabeelement (50) am Abgabevorrichtungskörper (12) sichert.

Abgabevorrichtung (10) nach Anspruch 18, wobei die Kappe eine Gewindekappe (54) ist, die von einem Gewindeansatz (56) des Abgabevorrichtungskörpers (12) aufgenommen wird.

Abgabevorrichtung (10) zum Aufbringen kleiner Mengen von Flüssigkeit auf ein Substrat, wobei die Abgabevorrichtung (10) umfasst:
einen Abgabevorrichtungskörper (12);
einen Aktuator (90) in dem Abgabevorrichtungskörper (12); und
ein Abgabeelement (50), das umfasst: einen Abgabeelementkörper (52), der abnehmbar mit dem Abgabevorrichtungskörper (12) gekoppelt ist, wobei das Abgabeelement (50) entsorgbar und durch ein neues Abgabeelement ersetzbar ist;
sowie einen Ventilschaft (60), der für eine Hin-und Herbewegung innerhalb des Abgabeelementkörpers (52) angebracht ist,
wobei der Abgabeelementkörper (52) weiterhin eine Flüssigkeitskammer (58) sowie den Ventilschaft (60) mit einer Spitze (60a) umfasst, die für eine Hin-und Herbewegung innerhalb der Flüssigkeitskammer (58) zwischen einer geöffneten und geschlossenen Position angebracht ist, einen Ventilsitz (62), der mit der Ventilschaftspitze (60a) in der geschlossenen Position in Wirkverbindung steht, einen Flüssigkeitsabgabeauslass (64) und einen Flüssigkeitszuführkanal (66), wobei der Ventilsitz (62) zwischen der Flüssigkeitskammer (58) und dem Flüssigkeitsabgabeauslass (64) positioniert ist und der Flüssigkeitszuführkanal (66) mit der Flüssigkeitskammer (58) in Verbindung steht, wobei der Ventilschaft (60) weiter ein in Bezug auf die Spitze (60a) gegenüberliegendes Ende (60b) umfasst, wobei das gegenüberliegende Ende (60b) so ausgelegt ist, dass es in Wirkverbindung mit dem Aktuator (90) gekoppelt ist, wenn das Abgabeelement (50) mit dem Abgabevorrichtungskörper gekoppelt ist.

Abgabevorrichtung (10) zum Aufbringen kleiner Mengen von Flüssigkeit auf ein Substrat, wobei die Abgabevorrichtung (10) umfasst:
einen Abgabevorrichtungskörper (12);
einen Aktuator (90) in dem Abgabevorrichtungskörper (12); und
ein Abgabeelement (50), das umfasst: einen Abgabeelementkörper (52), der abnehmbar mit dem Abgabevorrichtungskörper (12) gekoppelt ist,
sowie einen Ventilschaft (60), der für eine Hin-und Herbewegung innerhalb des Abgabeelementkörpers (52) angebracht ist,
wobei der Abgabeelementkörper (52) weiterhin umfasst: eine Flüssigkeitskammer (58) sowie den Ventilschaft (60) mit einer Spitze (60a), die für eine Hin-und Herbewegung innerhalb der Flüssigkeitskammer (58) zwischen einer geöffneten und geschlossenen Position angebracht ist, einen Ventilsitz (62), der mit der Ventilschaftspitze (60a) in der geschlossenen Position in Wirkverbindung steht, einen Flüssigkeitsabgabeauslass (64) und einen Flüssigkeitszuführkanal (66), wobei der Ventilsitz (62) zwischen der Flüssigkeitskammer (58) und dem Flüssigkeitsabgabeauslass (64) positioniert ist, wobei der Ventilsitz (62) weiterhin ein separates Element, das von dem Abgabeelementkörper (52) getragen wird, aufweist, und der Flüssigkeitszuführkanal (66) mit der Flüssigkeitskammer (58) in Verbindung steht, wobei der Ventilschaft (60) weiter ein in Bezug auf die Spitze (60a) gegenüberliegendes Ende (60b) umfasst, wobei das gegenüberliegende Ende (60b) so ausgelegt ist, dass es in Wirkverbindung mit dem Aktuator (90) gekoppelt ist, wenn das Abgabeelement (50) mit dem Abgabevorrichtungskörper gekoppelt ist.

Abgabevorrichtung (10) nach Anspruch 21, wobei das Abgabeelement (50) entsorgbar und durch ein neues Abgabeelement ersetzbar ist.

Abgabevorrichtung (10) nach einem beliebigen der Ansprüche 20 bis 22, wobei ein konkaver Dichtkontaktbereich zwischen der Ventilschaftspitze (60a) und dem Ventilsitz (62) gebildet wird.

Abgabevorrichtung (10) nach einem beliebigen der Ansprüche 20 bis 23, wobei das Abgabeelement (50) weiterhin eine dynamische Dichtung (78) umfasst, die an dem Ventilschaft (60) anliegt.

Abgabevorrichtung (10) nach Anspruch 24, wobei sich der Ventilschaft (60) durch die dynamische Dichtung (78) erstreckt, sodass das gegenüberliegende Ende des Ventilschafts (60) außerhalb der Flüssigkeitskammer (58) positioniert und in einer Wirkverbindung mit dem Aktuator ist.

Abgabevorrichtung (10) nach Anspruch 24 oder 25, wobei ein Federelement (80) mit dem Abgabeelementkörper (50) und dem Ventilschaft (60) gekoppelt ist, um das gegenüberliegende Ende des Ventilschafts (60) in die richtige Position vorzuspannen, z. B. in Wirkverbindung mit dem Aktuator.

Abgabevorrichtung (10) nach einem beliebigen der Ansprüche 20 bis 26, wobei der Abgabevorrichtungskörper (12) eine Einstellschraube (102) aufweist, um die Hublänge des Ventilschafts (60) einzustellen.

Abgabevorrichtung (10) nach einem beliebigen der Ansprüche 20 bis 26, wobei die Ventilschaftspitze (60a) konvex gekrümmt ist.

Abgabevorrichtung (10) nach einem beliebigen der vorherigen Ansprüche, wobei die Abgabevorrichtung (10) zur schnellen Abgabe kleiner Mengen von Flüssigkeit (15) in der Größenordnung von 0,02 Mikroliter bis etwa 0,1 Mikroliter mit einer Rate von 100 Hz oder weniger betrieben werden kann.

Abgabevorrichtung (10) zum Aufbringen kleiner Mengen von Flüssigkeit auf ein Substrat, wobei die Abgabevorrichtung umfasst:
einen Abgabevorrichtungskörper (12);
einen Aktuator (90), der in dem Abgabevorrichtungskörper (12) positioniert oder in Wirkverbindung mit diesem gekoppelt ist und für eine Bewegung zwischen einer ersten und zweiten Position angebracht ist;
ein Abgabeelement (50), das umfasst: einen Abgabeelementkörper (52), der abnehmbar mit dem Abgabevorrichtungskörper (12) gekoppelt ist, sowie einen Ventilschaft (60), der für eine Hin- und Herbewegung innerhalb des Abgabeelementkörpers (52) angebracht ist, wobei der Abgabeelementkörper (52) weiterhin eine Flüssigkeitskammer (58) und der Ventilschaft (60) eine Spitze (60a) umfasst, die für eine Hin- und Herbewegung innerhalb der Flüssigkeitskammer (58) zwischen einer geöffneten und geschlossenen Position angebracht ist, einen Ventilsitz (62), der mit der Ventilschaftspitze (60a) in der geschlossenen Position in Wirkverbindung steht, einen Flüssigkeitsabgabeauslass (64) und einen Flüssigkeitszuführkanal (66), wobei der Ventilsitz (62) zwischen der Flüssigkeitskammer (58) und dem Flüssigkeitsabgabeauslass (64) positioniert ist und der Flüssigkeitszuführkanal (66) mit der Flüssigkeitskammer (58) in Verbindung steht, wobei der Ventilschaft (60) weiter ein in Bezug auf die Spitze (60a) gegenüberliegendes Ende (60b) umfasst,
wobei der Ventilschaft (60) mechanisch als eine Einheit mit dem Abgabeelementkörper (52) verbunden ist, sodass der Ventilschaft (60) und der Abgabeelementkörper (52) abnehmbar mit dem Abgabevorrichtungskörper (12) als die Einheit gekoppelt werden können, wobei die Ventilschaftspitze (60a) in der Flüssigkeitskammer (58) so gefasst wird, dass mit dem Abnehmen des Abgabeelementkörpers (52) von dem Abgabevorrichtungskörper (12) notwendigerweise auch der Ventilschaft (60) von dem Abgabevorrichtungskörper (12) entfernt wird, und
das gegenüberliegende Ende (60b) in Wirkverbindung mit dem Aktuator (90) gekoppelt ist, wenn das Abgabeelement (50) mit dem Abgabevorrichtungskörper (12) gekoppelt ist, sodass der Aktuator (90) den Ventilschaft (60) zwischen der geöffneten und geschlossenen Position bewegt, wenn sich der Aktuator (90) zwischen der ersten und zweiten Position bewegt.

Abgabevorrichtung nach Anspruch 30, wobei der Abgabeelementkörper (52) ferner aufweist:
ein Anschlusselement, das zur Kopplung mit einem Behälter der Flüssigkeit ausgelegt ist.

Abgabevorrichtung nach Anspruch 31, wobei der Abgabevorrichtungskörper (12) ferner eine Öffnung aufweist, die zur Aufnahme eines Auslassbereichs des Behälters angepasst ist, und das Anschlusselement in der Öffnung positioniert ist, wenn der Abgabeelementkörper (52) mit dem Abgabevorrichtungskörper (12) gekoppelt ist.

Abgabevorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 30 bis 32, wobei das Abgabeelement (50) ferner eine dynamische Dichtung (78) aufweist, die an dem Ventilschaft (60) anliegt und ein Austreten der Flüssigkeit aus der Flüssigkeitskammer (58) verhindert, wobei sich der Ventilschaft (60) durch die dynamische Dichtung (78) erstreckt, sodass das gegenüberliegende Ende (60b) des Ventilschafts (60) außerhalb der Flüssigkeitskammer (58) positioniert und mit dem Aktuator in Wirkverbindung ist (90).

Abgabevorrichtung nach Anspruch 33, ferner aufweisend ein Federelement (80), das mit dem Abgabeelementkörper (52) und dem Ventilschaft (60) gekoppelt ist, um das gegenüberliegende Ende (60b) so vorzuspannen, dass es mit dem Aktuator (90) in Wirkverbindung ist.

Description:
Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Flüssigkeitsspender wie z. B. Verdrängerpumpen-Spender und Strahlspender (Jetting Dispenser), die zur präzisen Abgabe diskreter Flüssigkeitsmengen vorgesehen sind.

Hintergrund

Bei verschiedenen Arten von industriellen Flüssigkeitsabgabeanwendungen bestehen Anforderungen hinsichtlich der Abgabe kleiner, diskreter Flüssigkeitsmengen bei hoher Genauigkeit, Einheitlichkeit und/oder Wiederholbarkeit während aufeinanderfolgender und häufig schneller Abgabezyklen. Der Einsatz von Verdrängerpumpen wird wenigstens einigen dieser Zwecke gerecht. Verschiedene Anwendungen erfordern jedoch Abgabemengen, Zykluszeiten und andere Prozessparameter, die mit typischen Verdrängerpumpen nicht zu erreichen sind. Andererseits erzielen Geräte, die diese Prozessparameter erfüllen, bei der Abgabe u. U. nicht die geforderte Genauigkeit, Wiederholbarkeit und/oder Einheitlichkeit. Beispielsweise können Abgabevorrichtungen Elemente einsetzen, die durch Luftdruck oder mechanische Vorrichtungen wie z. B. Schrittantriebe an einem vom Anwendungsort entfernten Ort betätigt werden. Unter diesen Bedingungen kann die Ablagerungsmenge oder das Volumen der ausgegebenen Flüssigkeit in Abhängigkeit verschiedener Faktoren schwanken. Dadurch kann es erforderlich werden, dass der Benutzer die Systemeinstellungen fortlaufend anpasst, um für einheitliche Anwendungsraten zu sorgen. Auch in diesem Fall lässt sich jedoch die gewünschte oder benötigte Genauigkeit und Einheitlichkeit nicht unbedingt erreichen. Darüber hinaus ist die gewünschte Menge der Flüssigkeitsablagerung häufig sehr klein, z. B. in der Größenordnung von 10-7 in.3 (1,6*10-6 cm3) oder geringer, was zu Problemen bei der Prozesssteuerung führen kann. Außerdem sind viele der in der Industrie verwendeten Materialien härtbare Materialien wie Epoxidharze, die im Hinblick auf die Wartung zu zusätzlichen Herausforderungen führen können.

Verschiedene Formen von Strahlspendern sind bekannt und werden erfolgreich zur Abgabe geringer Mengen zähflüssiger Flüssigkeiten mit hoher Genauigkeit, Einheitlichkeit und Wiederholbarkeit eingesetzt. Zu den noch bestehenden Herausforderungen im Hinblick auf die Strahltechnik gehört die Herausforderung, die inneren Komponenten und Leitungen zwischen den Abgabevorgängen frei von Flüssigkeitsrückständen zu halten, sodass bei der wiederholten Verwendung des Strahlspenders keine negativen Effekte durch gehärtetes Material innerhalb des Geräts auftreten. Darüber hinaus gibt es Fälle, wo die Flüssigkeits-Satellitenbildung ein Problem darstellt. Dabei handelt es sich um die Bildung zusätzlicher geringer Mengen der Flüssigkeit um die abgegebene Menge. Satellitenbildung und/oder unerwünschte Zerstäubung können das auf dem vorgesehenen Substrat gewünschte Ablagerungsmuster negativ beeinflussen. Zuletzt kann auch das Austreten von Flüssigkeit zwischen den Abgabezyklen am Auslass eines Strahlspenders ein Problem darstellen.

Es wäre deswegen wünschenswert, eine Flüssigkeitsabgabevorrichtung bereitzustellen, mit der Probleme wie die oben erwähnten angesprochen werden können und die den Aufwand der Reinigung verschiedener Komponenten und Leitungen reduziert, die Satellitenbildung und Zerstäubung verringert und das Austreten von Flüssigkeit am Abgabeauslass zwischen den Abgabezyklen verhindert.

Zusammenfassung

In einem Ausführungsbeispiel wird eine Abgabevorrichtung zum Aufbringen geringer Flüssigkeitsmengen auf ein Substrat bereitgestellt und umfasst allgemein einen Abgabevorrichtungskörper, einen Aktuator in dem Abgabevorrichtungskörper und ein Abgabeelement. Das Abgabeelement umfasst einen Abgabeelementkörper, der abnehmbar mit dem Abgabevorrichtungskörper gekoppelt ist, und einen Ventilschaft, der für eine Hin- und Herbewegung innerhalb des Abgabevorrichtungskörpers angebracht ist. Der Abgabeelementkörper umfasst weiterhin eine Flüssigkeitskammer. Der Ventilschaft umfasst eine Spitze, die für eine Hin- und Herbewegung innerhalb der Flüssigkeitskammer zwischen der geöffneten und geschlossenen Position angebracht ist. Das Abgabeelement umfasst weiterhin einen Ventilsitz, an dem die Ventilschaftspitze in der geschlossenen Position anliegt, sowie einen Flüssigkeitsabgabeauslass und einen Flüssigkeitszuführkanal. Der Ventilsitz ist zwischen der Flüssigkeitskammer und dem Flüssigkeitsabgabeauslass positioniert. Der Flüssigkeitszuführkanal steht mit der Flüssigkeitskammer in Verbindung. Der Ventilschaft umfasst weiterhin ein in Bezug auf die Spitze gegenüberliegendes Ende. Das gegenüberliegende Ende des Ventilschafts ist so angepasst, dass es in Wirkverbindung mit dem Aktuator gekoppelt ist, wenn das Abgabeelement mit dem Abgabevorrichtungskörper gekoppelt ist. Da das Abgabeelement vom Abgabevorrichtungskörper abnehmbar ist und die verschiedenen Kanäle für die Flüssigkeit und außerdem auch den Ventilschaft umfasst, kann das Abgabeelement nach Bedarf entsorgt und durch ein neues Abgabeelement ersetzt werden, um Probleme mit der Wartung und/oder Verunreinigung durch Flüssigkeitsrückstände zu vermeiden.

In verschiedenen Ausführungsformen kann der Abgabeelementkörper zusätzliche Merkmale aufweisen. Beispielsweise umfasst der Abgabeelementkörper einen Luftzuführkanal und einen Luftausgabekanal, der mit dem Luftzuführkanal in Verbindung steht. Der Luftausgabekanal ist benachbart zum Flüssigkeitsabgabeauslass positioniert und dafür angepasst, einen die Flüssigkeit umgebenden Druckluftschleier auszustoßen, während die Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsabgabeauslass abgegeben wird. Diese Funktion kann das Auftreten von Flüssigkeitszerstäubung und/oder die Effekte der Satellitenbildung um die Flüssigkeitsausgabe aus dem Auslass reduzieren. Der Abgabeelementkörper umfasst weiterhin ein Anschlusselement, das zur Kopplung mit einem Behälter oder Reservoir der Flüssigkeit wie einem typischerweise mit spritzenartigen Abgabevorrichtungen verwendeten abnehmbaren Behälter angepasst ist. Der Abgabevorrichtungskörper umfasst weiterhin eine Öffnung, die dazu angepasst ist, einen Auslassbereich des Behälters aufzunehmen, und das Anschlusselement ist in der Öffnung positioniert, wenn der Abgabeelementkörper mit dem Abgabevorrichtungskörper gekoppelt ist. Der Abgabeelementkörper kann für die Entsorgbarkeit und/oder zu anderen Zwecken ein Kunststoffmaterial umfassen.

Der Ventilsitz kann in zusätzlichen oder alternativen Ausführungsformen weiterhin ein separates Element umfassen, das von dem Abgabeelementkörper getragen wird. In einer Ausführungsform ist der Ventilsitz verformbar und wird von der Ventilschaftspitze in der geschlossenen Position verformt. Das Kunststoffmaterial des Abgabeelementkörpers kann ebenfalls verformt werden, wenn die Ventilschaftspitze mit dem darüberliegenden formbaren Ventilsitz in Wirkverbindung tritt. Die kombinierte Verformung des Ventilsitzes und des darunterliegenden Materials des Abgabeelementkörpers erfüllt mindestens zwei Zwecke. Sie kann den Aufprall der Ventilschaftspitze auf den Ventilsitz dämpfen und außerdem die Kontaktfläche zwischen der Ventilschaftspitze und dem Ventilsitz vergrößern. Genauer wird ein konkaver Dichtkontaktbereich zwischen der Ventilschaftspitze und dem Ventilsitz gebildet. Dadurch erhöht sich die Dichtwirkung der Ventilschaftspitze. Die Dämpfwirkung kann die Bildung und/oder die Menge der Satellitenbildung oder Zerstäubung der abgegebenen Flüssigkeit reduzieren. Der Ventilsitz umfasst weiterhin einen kegelförmigen Bereich zur Kontaktierung der Ventilschaftspitze und einen länglichen Abgabespitzenbereich, der einen Flüssigkeitsabgabekanal umfasst, der mit dem Flüssigkeitsabgabeauslass in Verbindung steht. Eine Sicherungskappe ist lösbar mit dem Abgabevorrichtungskörper gekoppelt und sichert das Abgabeelement am Abgabevorrichtungskörper. Die Sicherungskappe umfasst eine Öffnung, die den länglichen Abgabespitzenbereich des Ventilsitzes aufnimmt. Die Öffnung steht weiterhin mit dem Luftausgabekanal in Verbindung und ist dazu angepasst, den Druckluftschleier in einer umgebenden Beziehung zur Flüssigkeit zu lenken, während die Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsabgabeauslass abgegeben wird.

Das Abgabeelement umfasst weiterhin eine dynamische Dichtung, die an dem Ventilschaft anliegt. Die dynamische Dichtung verhindert während des Betriebs der Abgabevorrichtung das Entweichen von Flüssigkeit aus der Flüssigkeitskammer. Der Ventilschaft erstreckt sich durch die dynamische Dichtung, sodass das gegenüberliegende Ende des Ventilschafts außerhalb der Flüssigkeitskammer positioniert und in einer Wirkverbindung mit dem Aktuator ist. Ein Federelement ist mit dem Abgabeelementkörper und dem Ventilschaft gekoppelt, um das gegenüberliegende Ende des Ventilschafts in die richtige Position vorzuspannen, z. B. in Wirkverbindung mit dem Aktuator.

Nach einem anderen alternativen oder zusätzlichen Aspekt der Erfindung wird eine Abgabevorrichtung zum Auftragen kleiner Flüssigkeitsmengen auf ein Substrat bereitgestellt und umfasst allgemein einen Abgabebereich, einen Aktuatorbereich und einen Ventilschaft, der für eine Hin- und Herbewegung innerhalb des Abgabebereichs angebracht ist. Der Abgabebereich umfasst weiterhin eine Flüssigkeitskammer, und der Ventilschaft umfasst eine Spitze, die für eine Hin- und Herbewegung innerhalb der Flüssigkeitskammer zwischen der geöffneten und geschlossenen Position angebracht ist. Die Abgabevorrichtung umfasst weiterhin einen Ventilsitz im Abgabebereich. Die Ventilschaftspitze ist in der geschlossenen Position in Wirkverbindung mit dem Ventilsitz. Der Abgabebereich umfasst weiterhin einen Flüssigkeitsabgabeauslass und einen Flüssigkeitszuführkanal. Der Ventilsitz ist zwischen der Flüssigkeitskammer und dem Flüssigkeitsabgabeauslass positioniert. Der Flüssigkeitszuführkanal steht mit der Flüssigkeitskammer in Verbindung. Der Ventilschaft ist in Wirkverbindung mit dem Aktuator auf solche Weise gekoppelt, dass der Aktuator in der Lage ist, den Ventilschaft zwischen der geöffneten und geschlossenen Position zu bewegen. Der Ventilsitz wird durch ein erstes, formbares Material in Stoßkontakt mit einem zweiten, verformbaren Material gebildet. Das erste und zweite Material werden verformt, wenn sich der Ventilschaft in die geschlossene Position bewegt. Dadurch wird der Aufprall der Ventilschaftspitze auf dem Ventilsitz gedämpft und ein Dichtkontaktbereich zwischen der Ventilschaftspitze und dem Ventilsitz gebildet.

Das erste, formbare Material kann weiterhin ein Metall umfassen, während das zweite, verformbare Material weiterhin ein Kunststoffmaterial umfassen kann. Beispielsweise kann das Material ein dünnes und duktiles Edelstahlblechmaterial und der Kunststoff Polypropylen sein. Die Ventilschaftspitze kann abgerundet sein, sodass die Ventilschaftspitze beim Aufprall bei Erreichen der geschlossenen Position das Metall und den darunterliegenden Kunststoff plastisch verformt, um einen kreisförmigen, konkaven Ring im Ventilsitz zu bilden. Dieser kreisförmige, konkave Ring bildet einen wirksamen Dichtbereich und sorgt darüber hinaus für einen Dämpfungseffekt.

Nach einem anderen alternativen oder zusätzlichen Aspekt kann die Abgabevorrichtung allgemein wie oben besprochen konstruiert sein. Diese Ausführungsform nutzt eine Ventilschaftspitze, die aus einem verformbaren, widerstandsfähigen Material besteht. In dieser Ausführungsform wird die Ventilschaftspitze durch den Ventilsitz verformt, wenn sich der Ventilschaft in eine geschlossene Position bewegt. Dadurch wird sowohl für eine Dämpfung beim Aufprall der Ventilschaftspitze auf dem Ventilsitz gesorgt und ein größerer Dichtkontaktbereich zwischen der Ventilschaftspitze und dem Ventilsitz gebildet, als es andernfalls bei einer steifen Ventilschaftspitze und einem steifen Ventilsitz der Fall wäre. In dieser Ausführungsform kann der Ventilsitz aus einem steifen Material bestehen, das bei Aufprall der Ventilschaftspitze nicht verformt wird. Der Ventilschaft kann weiterhin einen Hauptbereich enthalten, der mit der Spitze gekoppelt und aus einem steifen Metall gebildet ist, während die Spitze aus einem elastomeren Material gebildet sein kann, das auf elastische Weise verformt wird.

Außerdem wird ein Verfahren zum Auftragen einer kleinen Flüssigkeitsmenge während eines Abgabezyklus auf ein Substrat bereitgestellt. Die Flüssigkeit wird von einer Abgabevorrichtung abgegeben, die einen Ventilschaft mit einer Spitze, eine Flüssigkeitskammer, einen Flüssigkeitsabgabekanal, der mit einem Flüssigkeitsabgabeauslass in Verbindung steht, und einen Ventilsitz, der zwischen der Flüssigkeitskammer und dem Flüssigkeitsabgabekanal positioniert ist, umfasst. Das Verfahren umfasst das Bewegen der Ventilschaftspitze von einer geschlossenen Position, die in Wirkverbindung mit dem Ventilsitz steht, in eine geöffnete Position, die nicht in Wirkverbindung mit dem Ventilsitz steht und von diesem beabstandet ist. Unter Druck stehende Flüssigkeit kann von der Flüssigkeitskammer an der Ventilschaftspitze vorbei und in den Flüssigkeitsabgabekanal fließen. Die Ventilschaftspitze wird dann aus der geöffneten Position in die geschlossene Position bewegt, wodurch eine diskrete Menge von Flüssigkeit auf das Substrat gedrängt wird. Die Ventilschaftspitze wird in der geschlossenen Position gehalten, bis ein nachfolgender Abgabezyklus begonnen wird. Auf diese Weise wird verhindert, dass zwischen den Abgabezyklen Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsabgabeauslass durch den Auslass austritt.

Verschiedene zusätzliche Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der begleitenden Zeichnung deutlicher werden.

Figurenliste

  • 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Abgabevorrichtung, die gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung konstruiert ist.
  • 2 ist eine Schnittansicht der in 1 gezeigten Abgabevorrichtung, die allgemein entlang der Linie 2-2 verläuft.
  • 3 eine perspektivische Ansicht von unten eines Abgabeelementkörpers im Zusammenhang mit der Abgabevorrichtung aus 1.
  • 4 ist eine perspektivische Ansicht von oben des in 3 gezeigten Abgabeelementkörpers.
  • 5 ist eine Schnittansicht ähnlich wie 2, zeigt aber eine vergrößerte Ansicht des Abgabebereichs der Abgabevorrichtung während des Ausstoßes einer kleinen Flüssigkeitsmenge.
  • 6 ist eine Schnittansicht ähnlich wie 5, zeigt aber einen nachfolgenden Punkt im Abgabeprozess.
  • 7 ist eine Schnittansicht ähnlich wie 5 und 6, die aber weiter vergrößert ist, um Details der Ventilschaftspitze und des Ventilsitzes in der geschlossenen Position zu verdeutlichen.
  • 7A ist eine Schnittansicht ähnlich wie 7, zeigt aber eine alternative Ausführungsform.
  • 8 ist eine Schnittansicht ähnlich wie 5, zeigt aber eine alternative Ausführungsform des Ventilschafts in der geöffneten Position.
  • 9 ist eine Schnittansicht ähnlich wie 8, zeigt aber den Ventilschaft aus 8 in der geschlossenen Position.
  • 10 ist eine Schnittansicht ähnlich wie 8 und 9, zeigt aber den Ventilschaft in einer Übergangsposition zwischen der geöffneten und geschlossenen Position.

Genaue Beschreibung der Ausführungsbeispiele

1 und 2 zeigen eine Abgabevorrichtung 10, die gemäß einem Ausführungsbeispiel konstruiert ist. Es ist anzumerken, dass verschiedene Bezeichnungen für Positionen und Richtungen wie z. B. horizontal, vertikal, oberer, unterer usw., die zur Erläuterung der Zeichnung verwendet werden, lediglich der Einfachheit und Klarheit der Beschreibung dienen sollen. Es versteht sich von selbst, dass die Abgabevorrichtung 10 in verschiedenen räumlichen Ausrichtungen verwendet werden kann und verschiedenartige Flüssigkeiten mit einem breiten Viskositätsspektrum wie z. B. Alkohole, deren Viskosität geringer ist als diejenige von Wasser, und Epoxidharze, deren Viskosität deutlich über derjenigen von Wasser liegt, abgeben kann. Die Abgabevorrichtung 10 umfasst allgemein einen Abgabebereich 10a und einen Aktuatorbereich 10b, und diese Bereiche stehen in dem Ausführungsbeispiel mit einem Abgabevorrichtungskörper 12 in Zusammenhang. Die Abgabevorrichtung 10 umfasst weiterhin einen Behälter oder ein Reservoir 14 der abzugebenden Flüssigkeit 15. Der Behälter 14 ist abnehmbar mit dem Abgabevorrichtungskörper 12 gekoppelt. Der Behälter 14 umfasst ein erstes Ende 16 und ein zweites Ende 18. Das erste Ende 16 ist in einer Öffnung 20 aufgenommen und mit einem Anschluss 22 gekoppelt, wie weiter unten beschrieben. Das zweite Ende 18 umfasst einen zusätzlichen Anschluss 24 mit einem Flüssigkeitsverbindungsstück 26 zur Kopplung mit einem Schlauch (nicht dargestellt). Der Behälter 14 umfasst die abzugebende Flüssigkeit 15 sowie einen Kolben (nicht dargestellt). Durch die Bewegung des Kolbens wird die Flüssigkeit 15 unter Druck gesetzt, indem Druckluft an einer oberen Seite des Kolbens durch das Verbindungsstück 26 eingeleitet wird. Die Flüssigkeit 15 im Behälter 14 kann unter einem relativ niedrigen Druck von beispielsweise 10 psi (0,69 bar) stehen. Dieser beispielhafte spitzenartige Behälter 14 wird in der US-Patentveröffentlichung Nr. 2007/0287965 umfassend dargestellt und beschrieben. Diese Offenlegung wird hiermit durch Verweis vollständig aufgenommen. Wie weiterhin den 1 gezeigt, ist ein Magnetventil 30 und eine zugehörige Verdrahtung 30a mit dem Abgabevorrichtungskörper 12 gekoppelt und erstreckt sich in diesen. Sie dient der Steuerung der unter Druck stehenden Betätigungsluft, wie im Folgenden weiter beschrieben. Die Betätigungsluft wird durch ein Verbindungsstück 32 empfangen und durch einen oder mehrere Kanäle (nicht dargestellt) geleitet, die zum Bereich des Magnetventils 30 innerhalb des Abgabevorrichtungskörpers 12 führen. Ein zusätzliches Verbindungsstück 34 (2) nimmt die unter Druck stehende Prozessluft in den Abgabevorrichtungskörper 12 auf, wie ebenfalls weiter unten beschrieben. Für Anwendungen, die erhitzte Flüssigkeit und Prozessluft erfordern, umfasst der Abgabevorrichtungskörper 12 einen Erhitzer im Patronenstil sowie einen Widerstandstemperaturmessfühler oder RTD (resistance temperature detector; nicht dargestellt). Der Zugriff auf diese kann durch Entfernen einer Kappe 36, die mit Befestigungselementen 38 gesichert ist, erfolgen. Die Verdrahtung 40 für den Erhitzer und RTD ist in den und gezeigt. Es versteht sich, dass der Abgabevorrichtungskörper 12 stattdessen auch durch andere geeignete Methoden auf die erforderliche Anwendungstemperatur erhitzt und eingeregelt werden kann. Der Abgabevorrichtungskörper 12 ist aus einem wärmeleitfähigen Material wie z. B. gebildet.

Genauer auf 2 bezogen, ist ein Abgabeelement 50, das einen Abgabeelementkörper 52 umfasst, über eine Gewindekappe 54, die von einem Gewindeansatz 56 des Abgabevorrichtungskörpers 12 aufgenommen wird, abnehmbar mit dem Abgabevorrichtungskörper 12 gekoppelt. Der Abgabeelementkörper 52 umfasst weiterhin eine Flüssigkeitskammer 58 und einen Ventilschaft 60 mit einer Spitze 60a, die für eine Hin- und Herbewegung innerhalb der Flüssigkeitskammer 58 zwischen der geöffneten und geschlossenen Position angebracht ist. Die Spitze 60a kann mit dem Rest des Ventilschafts 60 einstückig ausgebildet oder ein getrenntes Teil sein, das am Rest des Ventilschafts gesichert ist. In dieser Ausführungsform besteht die Spitze 60a aus Viton mit einer Shore-A-Härte von 50. Die geschlossene Position ist in 2 dargestellt. Das Abgabeelement 50 umfasst weiterhin einen Ventilsitz 62, mit dem die Ventilschaftspitze 60a in der geschlossenen Position in Wirkverbindung ist. Der Ventilsitz 62 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel ein längliches Element mit einem kegel- oder trichterförmigen Bereich 62a und einen röhrenförmigen Abgabespitzenbereich 62b, der einstückig mit dem kegelförmigen Bereich ausgebildet ist und sich von diesem erstreckt. Ein Flüssigkeitsabgabeauslass 64 befindet sich am Ende der röhrenförmigen Abgabespitze 62b. Ein Flüssigkeitszuführkanal 66 befindet sich in Fluidverbindung mit der Flüssigkeitskammer 58 und außerdem mit dem Anschluss 22, der in Fluidverbindung mit dem Behälter 14 gekoppelt ist. Unter Struck stehende Flüssigkeit 15 fließt daher von dem Behälter 14 durch den Anschluss 22 und den Flüssigkeitszuführkanal 66 in die Flüssigkeitskammer 58. Befindet sich der Ventilschaft 60 in der geschlossenen Position, wie in 2 gezeigt, wird die Flüssigkeit 15 davon abgehalten, über den Auslass 64 auszutreten. Es versteht sich, dass der Anschluss 22 Teil des Behälters 14 oder Teil des Abgabeelements 50 sein kann. Entsprechende Gewinde 70, 72 werden zwischen dem Anschluss 22 und dem Abgabeelementkörper 52 verwendet, um für eine flüssigkeitsdichte Verbindung zu sorgen.

Das Abgabeelement 50 umfasst weiterhin ein Ventilschaft-Führungselement 76 und eine dynamische Dichtung 78 sowie ein Federelement 80 und einen Federhalter 82, der einschnappbar (snapfit) mit einer Nut 84 in der Nähe eines der Ventilschaftspitze 60a gegenüberliegenden Endes 60b des Ventilschafts 60 verbunden ist. Der Aktuatorbereich 10b der Abgabevorrichtung 10 umfasst einen Aktuator 90. Das Ende 60b des Ventilschafts 60 ist dazu angepasst, durch den Aktuator 90 bewegt zu werden. Der Aktuator 90 wird durch eine Kappe 94 mit Gewinde 96 an der Außenseite der Kappe 94, das in das Gewinde 98 in einer Öffnung 100 des Abgabevorrichtungskörpers 12 eingreift, gehalten. Die Kappe 94 umfasst weiterhin eine Einstellschraube 102 und eine Schraubenfeder 104. Die Schraubenfeder 104 hält den Ventilschaft 60 in einer normal geschlossenen Position. Die Feder 104 liegt gegen einen Kolben 110 an, der fest an einem Ende eines Stellelements 112 angebracht ist. Das Stellelement 112 umfasst einen zylindrischen Endbereich 114, der an das Ende 60b des Ventilschafts 60 angrenzt. Der Endbereich 114 gleitet innerhalb einer dynamischen Dichtung 116, die im Abgabevorrichtungskörper 12 angebracht ist, um eine Kolbenkammer 120 abzudichten, die den Kolben 110 aufnimmt. Druckluft wird über das Luftverbindungsstück 32 in einen Luftzuführkanal 122 eingeleitet, indem das Magnetventil 30 umgeschaltet wird (1). Die Luft wird zur Unterseite des Kolbens 110 innerhalb der Kolbenkammer 120 gelenkt. Durch die Einleitung der Luft zur Unterseite des Kolbens 110 wird der Kolben 110 und das befestigte Stellelement 112 gegen die Federvorspannung der Schraubenfeder oder Rückstellfeder 104 angehoben, sodass die Feder 104 zusammengedrückt wird. Dadurch kann sich der Ventilschaft 60 mit Hilfe der vom Federelement oder der Schraubenfeder 80, die dem Abgabeelement 50 angehört, bereitgestellten Vorspannkraft in die geöffnete Position bewegen, während in dieser Ausführungsform die Wirkverbindung des oberen Endes 60b des Ventilschafts 60 mit dem unteren Ende 114a des Stellelements 112 aufrechterhalten wird. In anderen Ausführungsformen, wenn z. B. eine zusätzliche Schließkraft für die Abgabe viskoserer Flüssigkeiten notwendig ist, kann das untere Ende 114a des Stellelements 112 vom oberen Ende 60b des Ventilschafts beanstandet sein, wenn sich der Ventilschaft 60 in der geöffneten Position befindet. Wenn die Betätigungsluft von dem Luftzuführkanal 122 und der Kolbenkammer 120 auf der Unterseite des Kolbens 110 abgelassen wird, indem wieder das Magnetventil 30 umgeschaltet wird (1), drückt die Rückstellfeder 104 den Kolben 110, das befestigte Stellelement 112 und den Ventilschaft 60, der mit dem Ende des Stellelements 112 in Wirkverbindung steht, nach unten, sodass die Ventilschaftspitze 60a in Wirkverbindung mit dem Ventilsitz 62 tritt. Es versteht sich, dass stattdessen auch andere Aktuatoren verwendet werden können, z. B. Kolben, die in beiden Richtungen durch Druckluft bewegt werden, oder elektrische Aktuatoren.

Die Einstellschraube 102 wird zur Einstellung der Hublänge des Ventilschafts 60 verwendet, die beispielsweise 0,01" bis 0,02" 0,0254 cm bis 0,0508 cm) betragen kann. Genauer wird die Einstellschraube 102 gedreht und nach unten geschraubt, bis die Ventilschaftspitze 60a am Ventilsitz 62 anschlägt. Daraufhin wird die Schraube 102 in die entgegengesetzte Richtung gedreht und aus der Kappe 94 herausgeschraubt, um die gewünschte Hublänge zu erzielen. Wenn die unter Druck stehende Betätigungsluft in den Zuführkanal 122 und die Kolbenkammer 120 eingeleitet wird, werden der Kolben 110 und das befestigte Stellelement 112 nach oben bewegt, bis ein Ende 112b des Stellelements 112 die Unterseite 102a der Einstellschraube 102 kontaktiert. Daher wird auf diese Weise der maximale Hub des Ventilschafts 60 festgelegt, der dann um eben diesen Betrag vom Ventilsitz 62 ansteigt oder sich abhebt.

Der Kolben 110 umfasst einen Wischer 110a, der an der Innenwand 120a der zylindrischen Kolbenkammer 120 dynamisch dichtend anliegt, um sicherzustellen, dass die unter Druck stehende Betätigungsluft zwischen dem Wischer 110a und der dynamischen Dichtung 116, die innerhalb des Abgabevorrichtungskörper 12 angebracht und axial mit dem Ventilschaft 60 und dem Stellelement 112 ausgerichtet ist, eingeschlossen ist. Wie weiter in 2 gezeigt, ist im Abgabevorrichtungskörper 12 auch ein Luftzuführkanal 140 zur Zuführung unter Druck stehender Prozessluft vorgesehen, der Luft über das Verbindungsstück 34 aufnimmt. Der Kanal 140 steht mit einem Kanal in der Form einer Nut 142 an der Oberseite des Abgabeelementkörpers 52 in Verbindung. Diese Nut 142 befindet sich in Fluidverbindung mit einem anderen Luftkanal 144 und schließlich mit einer Öffnung 146 in der Kappe 54 in Verbindung, um einen Druckluftschleier in einer umgebenden Beziehung zur Abgabespitze 62b zu erzeugen, wie unten weiter beschrieben. Die Öffnung 146 weist einen Durchmesser auf, der ausreichend größer als der Außendurchmesser der Abgabespitze 62b ist, um den gewünschten Luftring und den ausgestoßenen Luftschleier zu erzeugen. Beispielsweise kann der Luftring einen Durchmesser von etwa 0,005" (0,0127 cm) aufweisen.

3 und 4 stellen den Abgabeelementkörper 52 einschließlich der verschiedenen Prozessluftkanäle detaillierter dar. Mit Bezug auf 2 bis 4 steht die Luftzuführnut 142 mit einer kreisförmigen Nut 150 im Abgabeelementkörper 52, die das Führungselement 76 umgibt, in Verbindung und schließt an diese an. Diese kreisförmige Nut 150 steht mit dem vertikalen Luftzuführkanal 144 in Verbindung, der wiederum mit einer kreisförmigen Nut 152 auf der Unterseite des Abgabeelementkörpers 52 in einer umgebenden Beziehung zu einer Öffnung 153, welche die Abgabespitze 62b des Ventilsitzes 62 in einer dichtenden Weise, z. B. durch Verklebung darin, aufnimmt, in Verbindung steht. Die kreis- oder ringförmige Nut 152 steht mit der zentralen Öffnung 146 (Abkürzung 2) über drei Verbindungsnuten 154a, 154b, 154c in Verbindung. Die Nuten 152, 154a, 154b, 154c auf der Unterseite des Abgabeelementkörpers 52 sowie die Nuten 142, 150 an der Oberseite des Abgabeelementkörpers 52 bilden Kanäle, wenn die Kappe 54 fest am Abgabevorrichtungskörper 12 gesichert ist, wie in 2 gezeigt. Im Hinblick hierauf schließt die Bodenfläche 12a des Abgabevorrichtungskörpers 12 die offenen, oberen Seiten der Nuten 142, 150, und die Innenfläche 54a der Kappe 54 schließt die offenen, unteren Seiten der Nuten 152, 154a, 154b, 154c. Die unter Druck stehende Prozessluft wird von der kreisförmigen Nut 152 und den Verbindungsnuten 154a, 154b, 154c zur Öffnung 146 in der Kappe 54, welche die Abgabespitze 62b aufnimmt, gelenkt (2).

5 und 6 zeigen die Betätigung des Ventilschafts 60 und die Verwendung der Prozessluft bei der Abgabe einer kleinen Menge von Flüssigkeit 15, z. B. eines Epoxidharzes oder einer anderen Flüssigkeit einer größeren oder geringeren Viskosität. 5 zeigt sowohl die Anfangs- als auch die Endposition der Ventilschaftspitze 60a während eines Abgabezyklus. Wie in 6 gezeigt, wird der Ventilschaft 60 anfangs so bewegt, dass sich die Ventilschaftspitze 60a vom Ventilsitz 62 löst und Ventilschaftspitze 60a wie gezeigt von diesem beanstandet ist. Dadurch kann die viskose Flüssigkeit 15, die unter Druck steht, jeglichen im Flüssigkeitskanal 160, der mit dem Auslass 64 in Verbindung steht, vorhandenen Freiraum füllen. Wie zuvor beschrieben, wird der Ventilschaft 60 vom Ventilsitz 62 angehoben oder gelöst, indem unter Druck stehende Betätigungsluft in die Kolbenkammer 120 eingeleitet wird (2). Um eine kleine Menge der Flüssigkeit 15 abzugeben, z. B. einen Tropfen 162, wird die Betätigungsluft aus der Kolbenkammer 120 abgelassen und die Rückstellfeder 104 und das befestigte Stellelement 112 drücken den Ventilschaft 60 nach unten, sodass die Spitze 60a mit dem Ventilsitz 62 in Wirkverbindung tritt und eine diskrete und genau dosierte Menge der Flüssigkeit 15 auf das Substrat 164 aufbringt. Während des Abgabezyklus wird die Prozessluft durch die Öffnung 146 der Kappe 54, welche die Abgabespitze 62b umgibt, ausgestoßen, um einen Luftschleier zu erzeugen, der die Bildung kleiner Mengen von Satellitenflüssigkeit in Zusammenhang mit dem Tropfen 162 eindämmt und/oder reduziert. Am Ende des Abgabezyklus wird die Ventilschaftspitze 60a in der geschlossenen Position gehalten, wie in 5 gezeigt, sodass zwischen den Abgabezyklen die Flüssigkeit 15 im Kanal 160, der mit dem Auslass 64 in Verbindung steht, nicht unter Druck steht, was ansonsten möglicherweise zwischen den Abgabezyklen zum Austreten von Flüssigkeit aus dem Auslass 64 führen könnte. Die Abgabevorrichtung 10 kann zur schnellen Abgabe kleiner Mengen der Flüssigkeit 15 in der Größenordnung von 0,02 Mikroliter bis etwa 0,1 Mikroliter mit einer Rate von 100 Hz oder weniger eingesetzt werden, auch wenn diese Parameter je nach Anwendung und der genauen umgesetzten Ausführungsform der Erfindung angepasst werden können.

Wie am besten anhand von 7 verdeutlicht, tritt die Ventilschaftspitze 60a in der geschlossenen Position mit dem Ventilsitz 62 in Wirkverbindung und bildet plastische Verformungen 170, 172 in einem kegelförmigen Bereich 62a des Ventilsitzes 62 und des darunterliegenden Materials des Abgabeelementkörpers 52. Der Ventilsitz 62 wird durch einen Tiefziehprozess aus einem dünnen und formbaren Metall wie einem duktilen Edelstahlblech mit einer Dicke zwischen beispielsweise etwa 0,0015" und etwa 0,0025" (0,00381 bis 0,00635 cm) hergestellt. Das darunterliegende Material des Abgabeelementkörpers kann aus jedem geeigneten Kunststoff wie z. B. Polypropylen bestehen, der im Allgemeinen steif ist, aber sich unter Belastung in geringem Maße plastisch verformt. Die beiden Materialien weisen deswegen unterschiedliche Härten auf, sind aber jeweils plastisch verformbar. Das Material (z. B. Edelstahl) in direktem Kontakt mit der Ventilschaftspitze 60a ist härter als das darunterliegende Material (z. B. Kunststoff). Dies bietet den kombinierten Vorteil der Verschleißfestigkeit an der direkten Grenzfläche der Ventilschaftspitze 60a und des Ventilsitzes 62 und eines Dämpfungseffekts an dem darunterliegenden, weicheren Material. Der Abgabeelementkörper 52 kann in einer kosteneffektiven Art und Weise hergestellt werden, beispielsweise durch Spritzgießen. Wie in 7 gezeigt, fällt die Verformung konkav und kreisförmig aus, wenn die Ventilschaftspitze 60a wie gezeigt konvex gekrümmt ist. Dadurch wird ein kreisförmiger konkaver Verformungsring gebildet, der einen Dichtkontaktbereich zwischen der Ventilschaftspitze 60a und dem kegelförmigen Bereich 62a aus Metall erzeugt und den Aufprall der Spitze 60a auf dem metallischen, kegelförmigen Bereich 62a dämpft, um die Zerstäubung der Flüssigkeit 15 beim Ausstoß aus dem Auslass 64 zu reduzieren.

7A zeigt eine alternative Ausführungsform, bei der alle Bezugszeichen in 7A im Vergleich zu 7 analoge Strukturen bezeichnen und deswegen keine weitere Erläuterung erfordern. In dieser Ausführungsform wird eine äußere, plastisch verformbare Schicht 63 wie z. B. eine aus Kunststoffmaterial bestehende Schicht auf mindestens dem kegelförmigen Bereich 62a des Ventilsitzes 62 getragen. Diese Schicht 63 kann sich weiter entlang der Abgabespitze 62b erstrecken. Dank diesem zweischichtigen Aufbau kann der Abgabeelementkörper 52a bei Bedarf aus einem steifen Material wie z. B. einem Metall bestehen. Der zweischichtige Aufbau 62, 63 kann durch den oben erwähnten Tiefziehprozess gebildet werden, um den Ventilsitz 62 aus einem dünnen und formbaren Metall wie z. B. Edelstahl herzustellen, wie oben besprochen. Die äußere Schicht 63 kann aus einem verhältnismäßig steifen Kunststoff wie Polypropylen gebildet werden, der sich nach dem Aufprall der Ventilschaftspitze 60a in geringem Maße plastisch verformt, wie in 7A gezeigt. Die Kunststoffschicht 63 kann auf den Ventilsitz 62 aufgeformt oder auf irgendeine andere geeignete Weise haftend mit dem Ventilsitz 62 verbunden sein. Daher ist das Ergebnis das gleiche wie im Zusammenhang mit der Ausführungsform von 7 gezeigt und beschrieben. D. h., es werden kreisförmige konkave Verformungsringe 170 bzw. 173 in einem kegelförmigen Bereich 62a des Ventilsitzes 62 sowie im darunterliegenden Kunststoffmaterial 63 ausgebildet. Dadurch wird der Aufprall der Spitze 60a auf dem metallischen, kegelförmigen Bereich 62a gedämpft, sodass die Zerstäubung der Flüssigkeit 15 beim Ausstoß aus dem Auslass 64 reduziert wird.

8, 9 und 10 zeigen eine alternative Ausführungsform des Abgabeelements, bei der sich der Ventilsitz 62 nicht verformen muss. In dieser Ausführungsform besitzen alle Elemente und zugehörigen Funktionen, die mit der vorherigen Ausführungsform identisch sind, die gleichen Bezugszeichen, sodass auch die gleiche Beschreibung herangezogen werden kann und nicht wiederholt werden muss. Mit einem Strich (') versehene Bezugszeichen entsprechen analogen Elementen der vorherigen Ausführungsform mit dem gleichen Bezugszeichen, sind jedoch wie beschrieben abgewandelt. Der Unterschied zwischen dieser Ausführungsform und der vorherigen Ausführungsform besteht darin, dass der Abgabebereich 10a' einen Ventilschaft 60' mit einer Ventilschaftspitze 60a' umfasst, die elastisch ist. Obwohl der Ventilsitz 62 mit der gleichen Struktur wie in der ersten Ausführungsform gezeigt ist, versteht sich, dass der Ventilsitz vereinfacht werden kann, da er sich nicht verformen muss und sich bevorzugt in dieser Ausführungsform nicht verformt. Die Ventilschaftspitze 60a' kann aus einem elastomeren Material wie Gummi oder einem anderen Polymer gebildet sein. Ein Hauptbereich 61 des Ventilschafts 60' kann aus einem Metall gebildet sein. Die Ventilschaftspitze 60a' kann in geeigneter Weise am Ende des Hauptbereichs 61 gesichert sein, z. B. mit Hilfe eines Klebe- oder Overmolding-Prozesses. Eine Verwendungsweise des Ventilschafts 60' und der elastomeren Spitze 60a' ist im Prozess von 8 bis 10 gezeigt. Der Ventilschaft 60' kann anfangs vom Ventilsitz 62 beanstandet sein und in der zuvor beschriebenen Weise nach unten bewegt werden, sodass sich die Ventilschaftspitze 60a' in eine Form wie die in 9 gezeigte verformt, wenn eine kleine Menge der Flüssigkeit 15 durch den Kanal 160 und den Auslass 64 gedrängt wird. 10 zeigt eine Position des Ventilschafts 60', bei der sich die Spitze 60a' in einer Übergangsposition befindet und sich der Ventilschaft 60' während eines Abgabezyklus nach oben bewegt. Es versteht sich, dass die Ventilschaftspitze 60 oder 60' zwischen den Abgabezyklen zwar bevorzugt in der geschlossenen Position bleibt, wie zuvor beschrieben, um ein Austreten der Flüssigkeit zu verhindern, es jedoch in Abhängigkeit von den Parametern wie dem Druck der Flüssigkeit 15 und der Viskosität der Flüssigkeit 15 möglich sein kann, den Abgabezyklus mit dem Ventilschaft 60 oder 60' in der geöffneten Position zu starten.

Die vorliegende Erfindung wurde zwar anhand einer Beschreibung verschiedener bevorzugter Ausführungsformen veranschaulicht, die in einigem Detail beschrieben wurden. Es ist jedoch nicht die Absicht der Antragsteller, den Umfang der beigefügten Ausführungsformen auf diese Details einzuschränken oder in irgendeiner Weise zu begrenzen. Zusätzliche Vorteile und Abwandlungen sind dem Fachmann ohne weiteres ersichtlich. Die verschiedenen Merkmale der Erfindung können alleine oder in beliebigen Kombinationen je nach den Anforderungen und Präferenzen des Benutzers verwendet werden. Voranstehend ist eine Beschreibung der vorliegenden Erfindung gegeben, zusammen mit den nach aktuellem Kenntnisstand bevorzugten Methoden zur Umsetzung der vorliegenden Erfindung. Die Erfindung ist in den folgenden Ausführungsformen beschrieben.

Ausführungsform 1. Abgabevorrichtung zum Aufbringen kleiner Mengen von Flüssigkeit auf ein Substrat, wobei die Abgabevorrichtung aufweist:

  • einen Abgabevorrichtungskörper;
  • einen Aktuator in dem Abgabevorrichtungskörper; und
  • ein Abgabeelement, umfassend einen Abgabeelementkörper, der abnehmbar mit dem Abgabevorrichtungskörper gekoppelt ist, sowie einen Ventilschaft, der für eine Hin- und Herbewegung innerhalb des Abgabeelementkörpers angebracht ist, wobei der Abgabeelementkörper weiterhin eine Flüssigkeitskammer und der Ventilschaft eine Spitze umfasst, die für eine Hin- und Herbewegung innerhalb der Flüssigkeitskammer zwischen einer geöffneten und geschlossenen Position angebracht ist, einen Ventilsitz, der mit der Ventilschaftspitze in der geschlossenen Position in Wirkverbindung steht, einen Flüssigkeitsabgabeauslass und einen Flüssigkeitszuführkanal, wobei der Ventilsitz zwischen der Flüssigkeitskammer und dem Flüssigkeitsabgabeauslass positioniert ist und der Flüssigkeitszuführkanal mit der Flüssigkeitskammer in Verbindung steht, wobei der Ventilschaft weiter ein in Bezug auf die Spitze gegenüberliegendes Ende umfasst, wobei das gegenüberliegende Ende so ausgelegt ist, dass es in Wirkverbindung mit dem Aktuator gekoppelt ist, wenn das Abgabeelement mit dem Abgabevorrichtungskörper gekoppelt ist.

Ausführungsform 2. Abgabevorrichtung nach Ausführungsform 1, wobei der Abgabeelementkörper ferner aufweist:

  • einen Luftzuführkanal und einen Luftausgabekanal, der mit dem Luftzuführkanal in Verbindung steht, wobei der Luftausgabekanal benachbart zum Luftabgabeauslass positioniert und dazu angepasst ist, einen Druckluftschleier um die Flüssigkeit herum auszustoßen, während die Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsabgabeauslass abgegeben wird.

Ausführungsform 3. Abgabevorrichtung nach Ausführungsform 1, wobei der Abgabeelementkörper ferner aufweist:

  • ein Anschlusselement, das zur Kopplung mit einem Behälter der Flüssigkeit angepasst ist.

Ausführungsform 4. Abgabevorrichtung nach Ausführungsform 3, wobei der Abgabevorrichtungskörper ferner eine Öffnung aufweist, die dazu angepasst ist, einen Auslassbereich des Behälters aufzunehmen, und das Anschlusselement in der Öffnung positioniert ist, wenn der Abgabeelementkörper mit dem Abgabevorrichtungskörper gekoppelt ist.

Ausführungsform 5. Abgabevorrichtung nach Ausführungsform 1, wobei das Abgabeelement entsorgbar ist und der Abgabeelementkörper ein Kunststoffmaterial aufweist.

Ausführungsform 6. Abgabevorrichtung nach Ausführungsform 5, wobei der Ventilsitz umfasst: einen Bereich, der formbar ist, wobei der Bereich des Ventilsitzes über dem Kunststoffmaterial liegt und durch die Ventilschaftspitze in der geschlossenen Position verformt wird, wobei das Kunststoffmaterial des Abgabeelementkörpers weiterhin verformbar ist, um eine Verformung des Ventilsitzbereiches zuzulassen, sodass der Aufprall der Ventilschaftspitze auf dem Ventilsitz gedämpft und ein Dichtkontaktbereich zwischen der Ventilschaftspitze und dem Ventilsitz gebildet wird.

Ausführungsform 7. Abgabevorrichtung nach Ausführungsform 6, wobei der Ventilsitz ferner einen kegelförmigen Bereich zur Kontaktierung der Ventilschaftspitze und einen länglichen Spitzenbereich aufweist, der einen Flüssigkeitsabgabekanal, welcher mit dem Flüssigkeitsabgabeauslass in Verbindung steht, umfasst.

Ausführungsform 8. Abgabevorrichtung nach Ausführungsform 7, wobei der Abgabeelementkörper ferner aufweist:

  • einen Luftzuführkanal und einen Luftausgabekanal, der mit dem Luftzuführkanal in Verbindung steht; und
  • eine Sicherungskappe, die abnehmbar mit dem Abgabevorrichtungskörper gekoppelt ist und das Abgabeelement an dem Abgabevorrichtungskörper sichert, wobei die Sicherungskappe eine Öffnung umfasst, die den länglichen Spitzenbereich des Ventilsitzes aufnimmt, wobei die Öffnung mit dem Luftausgabekanal in Verbindung steht und ausgelegt ist, einen Druckluftschleier um die Flüssigkeit, die vom Flüssigkeitsabgabeauslass abgegeben wird, zu lenken.

Ausführungsform 9. Abgabevorrichtung nach Ausführungsform 1, wobei das Abgabeelement ferner eine dynamische Dichtung aufweist, die an dem Ventilschaft anliegt und ein Austreten der Flüssigkeit aus der Flüssigkeitskammer verhindert, wobei sich der Ventilschaft durch die dynamische Dichtung erstreckt, sodass das gegenüberliegende Ende des Ventilschafts außerhalb der Flüssigkeitskammer positioniert und mit dem Aktuator in Wirkverbindung ist.

Ausführungsform 10. Abgabevorrichtung nach Ausführungsform 9, ferner aufweisend ein Federelement, das mit dem Abgabeelementkörper und dem Ventilschaft gekoppelt ist, um das gegenüberliegende Ende so vorzuspannen, dass es mit dem Aktuator in Wirkverbindung ist.

Ausführungsform 11. Abgabevorrichtung nach Ausführungsform 1, wobei der Ventilsitz einen ersten Bereich umfasst, der formbar ist, und einen zweiten Bereich, der aus einem Kunststoffmaterial gebildet ist, wobei der erste und zweite Bereich durch die Ventilschaftspitze in der geschlossenen Position verformt werden, wodurch der Aufprall der Ventilschaftspitze auf dem Ventilsitz gedämpft und ein Dichtkontaktbereich zwischen der Ventilschaftspitze und dem Ventilsitz gebildet wird.

Ausführungsform 12. Abgabevorrichtung zum Aufbringen kleiner Mengen von Flüssigkeit auf ein Substrat, wobei die Abgabevorrichtung aufweist:

  • einen Abgabevorrichtungskörper;
  • einen Ventilschaft, der für eine Hin- und Herbewegung innerhalb des Abgabevorrichtungskörpers angebracht ist, wobei der Abgabevorrichtungskörper weiter eine Flüssigkeitskammer umfasst und der Ventilschaft eine Spitze umfasst, die für eine Hin- und Herbewegung innerhalb der Flüssigkeitskammer zwischen der geöffneten und geschlossenen Position angebracht ist; und
  • einen Ventilsitz in dem Abgabevorrichtungskörper, der mit der Ventilschaftspitze in der geschlossenen Position in Wirkverbindung steht, wobei der Ventilsitz aus einem ersten Material in Stoßkontakt mit einem zweiten Material gebildet ist, wobei das erste Material zum Kontakt mit der Ventilschaftspitze positioniert ist und eine größere Härte aufweist als das zweite Material, wobei das erste und zweite Material jeweils plastisch verformbar sind, wenn sich der Ventilschaft in die geschlossene Position bewegt, wodurch der Aufprall der Ventilschaftspitze auf dem Ventilsitz gedämpft wird und ein Dichtkontaktbereich zwischen der Ventilschaftspitze und dem Ventilsitz gebildet wird.

Ausführungsform 13. Abgabevorrichtung nach Ausführungsform 12, wobei das erste Material ein Metall aufweist und das zweite Material einen Kunststoff aufweist.

Ausführungsform 14. Abgabevorrichtung nach Ausführungsform 13, wobei der Ventilsitz Teil eines entsorgbaren Abgabeelementkörpers ist und der Abgabeelementkörper das Kunststoffmaterial aufweist.

Ausführungsform 15. Abgabevorrichtung nach Ausführungsform 13, wobei der Ventilsitz weiter einen kegelförmigen Bereich zur Kontaktierung der Ventilschaftspitze und einen länglichen Spitzenbereich umfasst, der einen Flüssigkeitsabgabekanal, welcher mit dem Flüssigkeitsabgabeauslass in Verbindung steht, umfasst.

Ausführungsform 16. Abgabevorrichtung nach Ausführungsform 12, wobei der Abgabebereich ferner aufweist:

  • einen Luftzuführkanal und einen Luftausgabekanal, der mit dem Luftzuführkanal in Verbindung steht, wobei der Luftausgabekanal benachbart zum Luftabgabeauslass positioniert und ausgelegt ist, einen Druckluftschleier um die Flüssigkeit auszustoßen, während die Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsabgabeauslass abgegeben wird.

Ausführungsform 17. Abgabevorrichtung nach Ausführungsform 12, wobei das erste Material und das zweite Material des Ventilsitzes haftend miteinander verbunden sind, um eine einheitliche Struktur zu bilden.

Ausführungsform 18. Abgabevorrichtung zum Aufbringen kleiner Mengen von Flüssigkeit auf ein Substrat, wobei die Abgabevorrichtung aufweist:

  • einen Abgabevorrichtungskörper;
  • einen Ventilschaft, der für eine Hin- und Herbewegung innerhalb des Abgabevorrichtungskörpers angebracht ist, wobei der Abgabevorrichtungskörper weiter eine Flüssigkeitskammer umfasst und der Ventilschaft eine Spitze umfasst, die für eine Hin- und Herbewegung innerhalb der Flüssigkeitskammer zwischen der geöffneten und geschlossenen Position angebracht ist; und
  • einen Ventilsitz in dem Abgabevorrichtungskörper, der in der geschlossenen Position mit der Ventilschaftspitze in Wirkverbindung steht;
  • wobei die Ventilschaftspitze aus einem verformbaren, elastischen Material gebildet ist und wobei die Ventilschaftspitze durch den Ventilsitz verformt wird, wenn sich der Ventilsitz in die geschlossene Position bewegt, wodurch der Aufprall der Ventilschaftspitze auf dem Ventilsitz gedämpft und ein Dichtkontaktbereich zwischen der Ventilschaftspitze und dem Ventilsitz gebildet wird.

Ausführungsform 19. Abgabevorrichtung nach Ausführungsform 18, wobei der Ventilschaft weiter einen Hauptbereich aufweist, der mit der Spitze gekoppelt ist, wobei der Hauptbereich aus einem steifen Metall und die Spitze aus einem elastomeren Material gebildet ist.

Ausführungsform 20. Verfahren zum Aufbringen einer kleinen Flüssigkeitsmenge auf ein Substrat während eines Abgabezyklus, wobei die Flüssigkeit von einer Abgabevorrichtung abgegeben wird, die einen Ventilschaft mit einer Spitze, eine Flüssigkeitskammer, einen Flüssigkeitsabgabekanal, der mit einem Flüssigkeitsabgabeauslass in Verbindung steht, und einen Ventilsitz, der zwischen der Flüssigkeitskammer und dem Flüssigkeitsabgabekanal positioniert ist, umfasst, wobei das Verfahren umfasst:

  • Bewegen der Ventilschaftspitze von einer geschlossenen Position, die in Wirkverbindung mit dem Ventilsitz steht, in eine geöffnete Position, die nicht mit dem Ventilsitz in Wirkverbindung steht und von diesem beanstandet ist;
  • Zulassen, dass unter Druck stehende Flüssigkeit von der Flüssigkeitskammer an der Ventilschaftspitze vorbei und in den Flüssigkeitsabgabekanal fließt;
  • Bewegen der Ventilschaftspitze aus der geöffneten Position in die geschlossene Position, während die kleine Menge von Flüssigkeit auf das Substrat abgegeben wird; und
  • Halten der Ventilschaftspitze in der geschlossenen Position, bis ein nachfolgender Abgabezyklus begonnen wird.

Ausführungsform 21. Verfahren nach Ausführungsform 20, wobei der Ventilsitz durch die Ventilschaftspitze verformt wird, wenn der Ventilsitz mit der Ventilschaftspitze in der geschlossenen Position in Wirkverbindung steht.

Ausführungsform 22. Verfahren nach Ausführungsform 20, wobei die Ventilschaftspitze durch den Ventilsitz verformt wird, wenn die Ventilschaftspitze in der geschlossenen Position mit dem Ventilsitz in Wirkverbindung steht.

Ausführungsform 23. Verfahren zum Aufbringen einer kleinen Flüssigkeitsmenge auf ein Substrat, wobei die Flüssigkeit von einer Abgabevorrichtung abgegeben wird, die einen Ventilschaft mit einer Spitze, eine Flüssigkeitskammer, einen Flüssigkeitsabgabekanal, der mit einem Flüssigkeitsabgabeauslass in Verbindung steht, und einen Ventilsitz, der zwischen der Flüssigkeitskammer und dem Flüssigkeitsabgabekanal positioniert ist, umfasst, wobei der Ventilsitz aus einem ersten und zweiten plastisch verformbaren Material mit unterschiedlichen Härten besteht, wobei das Verfahren umfasst:

  • Bewegen der Ventilschaftspitze von einer geöffneten Position, die nicht in Wirkverbindung mit dem Ventilsitz steht, in eine geschlossene Position, die in Wirkverbindung mit dem Ventilsitz steht; und
  • plastisches Verformen des ersten und zweiten Materials durch Aufprall der Ventilschaftspitze auf dem Ventilsitz in der geschlossenen Position.

Ausführungsform 24. Verfahren nach Ausführungsform 23, wobei das erste Material ein Metall umfasst und das zweite Material ein weicheres Material umfasst, wobei das Verfahren weiter umfasst:

  • direktes Kontaktieren der Ventilschaftspitze mit dem Metall in der geschlossenen Position und Verformen des Metalls in das weichere Material.