0,001 ml de liquide dosé avec exactitude

Etre petit est « in ». Ainsi, dans le domaine de l’automatisation, du fait d’une miniaturisation croissante, la question du dosage optimum des plus petites quantités se pose de plus en plus fréquemment. Que ce soit dans l’électronique ou la micromécanique : les pâtes à souder, colles, lubrifiants, agents de scellement et d’étanchéité doivent être acheminés vers leur lieu de destination avec le dosage approprié, sans en mettre à côté et sans couler. Les doseurs de volume à précision sont ici le moyen idéal quand on recherche une grande flexibilité mais également une application exacte. Par définition, de tels appareils doivent avoir une taille relativement petite. C’est pourquoi, les entraînements miniatures sont ici la source de force adéquate. Ils permettent une grande performance pour un faible encombrement, sont très dynamiques mais aussi réglables avec précision – deux caractéristiques indispensables pour un dosage.

Doser de petites quantités de manière précise et automatique n’est pas chose facile. Cette opération exige au contraire un savoir-faire ainsi qu’un fort esprit novateur. Le spécialiste des doseurs volumétriques de précision de la marque preeflow®, la Société ViscoTec Pumpen- und Dosier technik GmbH de Töging am Inn, réunit ces deux exigences. Pour ne pas avoir à tout réinventer, les spécialistes du dosage ont fait confiance aux experts de l’entraînement de FAULHABER. Ensemble, ils ont pu trouver rapidement une solution d’entraînement robuste et précise pour les appareils de dosage.

Dosage volumétrique

Il existe plusieurs possibilités pour doser les quantités extrêmement petites. Dans la pratique, le dosage en fonction du volume s’est avéré être la méthode la plus simple et la plus flexible. Pour cela, la substance à acheminer doit « simplement » être transportée de manière constante par les pompes de transport jusqu’à la pointe de dosage. A partir de la quantité d’acheminement connue et du temps d’acheminement, on calcule alors la quantité souhaitée. Naturellement, on n’est pas à l’abri d’une surprise. Des viscosités différentes, des matières abrasives ou plutôt graisseuses, un comportement élastique, une tendance à goutter etc. doivent être pris en considération lors de la conception de l’unité de distribution. Dans le cadre de l’eco-PEN, ces données, et bien d’autres, issues de la pratique sont prises en compte. Au coeur de l’unité de distribution se trouve un système de refoulement rotatif, absolument étanche à la pression. Il se compose d’un rotor interne auto-étanche et d’un stator externe. Grâce à un mouvement rotatif du rotor à commande, le fluide est acheminé par refoulement. Le changement du sens de rotation permet au système un acheminement dans le sens inverse. Ceci rend possible une interruption nette du flux de matière, contrôlée et sans goutte. Le fluide n’est pas malmené pendant le transport, il n’a pas de modification de la structure. Le système est conçu pour être autoétanche avec de l’eau jusqu’à 2 bars de pression de débit. Avec l’augmentation de la viscosité, l’auto-étanchéité croit également. Des pressions de dosage de 16 à 20 bars sont ainsi facilement réalisables. Cette pression de débit élevée permet également l’utilisation d’aiguilles et de buses de petites sections pour des surfaces d’application assez fines. D’autre part, il est possible, pour les fluides à haute viscosité, de mettre en plae une pression primaire de fond. Ainsi, un réservoir de pression n’est pas obligatoire pour les liquides à auto-nivellement. De cette manière, il est possible d’acheminer en continu avec seulement trois modèles de 0,15 à 16,9 ml de fluide par minute. Si un dosage ponctuel est nécessaire, on peut placer de manière précise, selon les modèles, les quantités minimales de 0,001 ml, 0,004 ml ou 0,015 ml. Pour une meilleure maintenance/un meilleur nettoyage lors du changement de fluide, les doseurs volumétriques sont conçus de manière modulaire – dans une unité d’entraînement et de distribution. A cela s’ajoute un appareil de commande séparé pour l’entraînement.

Un entraînement à couple élevé

Naturellement, la pression de débit potentiellement élevée dans le module de distribution exige obligatoirement un entraînement à couple élevé. Compte tenu de la taille limitée de l’unité, seul un moteur miniature à réducteur préinstallé est possible. En collaboration avec FAULHABER, les constructeurs ont trouvé rapidement le « petit costaud » adéquat. Un moteur à balais avec codeur et réducteur planétaire préinstallé a pu afficher le meilleur rapport qualité/prix. La commutation de balai permet le réglage simple de l’amplitude d’impulsion et du changement de sens de rotation. Le codeur et le réducteur planétaire dans le diamètre du moteur permettent un faible encombrement. Le réducteur tout comme les paliers du moteur sont lubrifiés à vie et sans maintenance. Le codeur intégré permet une distribution précise de la quantité et une interruption sans égouttement du fluide grâce à une information de retour exacte de la position du rotor de l’entraînement. Grâce à la démultiplication du réducteur, cette résolution au niveau du rotor de transport du module de distribution est encore améliorée. Le bloc d’entraînement compact, composé d’un moteur avec codeur et d’un réducteur, a un diamètre, selon le modèle de distributeur, de seulement 22 mm pour une longueur du moteur de 32 mm et 27 à 48 mm de longueur de réducteur (9 jusqu’à 23014:1). Le plus grand modèle atteint 26 mm de diamètre et 42 mm de long, son réducteur 28 à 60 mm (3,7 jusqu’à 1526:1). Les moteurs fournissent, avec 6 à 24 VCC, un couple continu de 10 mNm ou, pour les plus gros, avec 12 à 48 VCC, 28 mNm. Le réducteur concerné augmente ce couple pour qu’il atteigne la valeur requise par l’unité de distribution avec 20 bars de pression de débit. Le codeur enfichable fournit, selon le modèle, 64 à 512 impulsions par tour qui,ensemble avec le réducteur, permettent une résolution précise de la position du rotor de transport. Un raccord de câble spécifique au client apporte à l’unité de commande la tension de service et les signaux de codeur. Les entraînements miniatures constituent aujourd’hui, pour de nombreux domaines d’application, une alternative peu encombrante en matière d’entraînement. Des réducteurs et codeurs aux performances et taille adaptées sont également disponibles. L’entraînement peut ainsi être raccordé sans difficulté dans de nombreuses installations et remplace souvent des transmissions mécaniques onéreuses requérant une importante maintenance ou, grâce à sa petite taille, il rend réalisable un concept qui avait été envisagé.

Application d’une quantité précise de fluide avec l’unité de distribution eco-PEN de ViscoTec