DE102004007512A1 - Micro-dosing device for dosing liquid droplets has a plunger that is inserted into a liquid reservoir through a constricted area so that the liquid's surface tension acts to regulate the amount of liquid entrained by the plunger - Google Patents

Micro-dosing device for dosing liquid droplets has a plunger that is inserted into a liquid reservoir through a constricted area so that the liquid's surface tension acts to regulate the amount of liquid entrained by the plunger Download PDF

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Abstract

Micro-dosing device has a plunger (2) with an entrainment area (3) for a spatially limited liquid amount which is dipped in a liquid (11) reservoir (4). When the plunger is inserted it leaves a small defined transverse cross-section area between it and the side walls (8) of the reservoir. The effect of the surface tension of the liquid is such that the amount of liquid entrained by the plunger is reproducible. The invention also relates to a corresponding method for the application of a spatially limited liquid amount.

Description

Die Erfindung betrifft eine Mikrodosiervorrichtung zur Erzeugung einer räumlich abgegrenzten, kleinen Dosis einer Flüssigkeit, mit einem Stempel mit einem Mitnahmebereich für die räumlich abgegrenzte, kleine Dosis Flüssigkeit, mit einem Reservoir der Flüssigkeit, wobei der Stempel zumindest mit seinem Mitnahmebereich in das Reservoir der Flüssigkeit einzutauchen ist, sowie ein Verfahren zur Erzeugung und Aufbringung einer räumlich abgegrenzten Dosis einer Flüssigkeit, wobei ein Stempel mit einem Mitnahmebereich für die räumlich abgegrenzte Dosis Flüssigkeit in ein Reservoir der Flüssigkeit eingetaucht wird.The The invention relates to a microdosing device for producing a spatial delimited, small dose of a liquid, with a stamp with a takeaway area for the spatially delimited, small dose of fluid, with a reservoir of liquid, wherein the stamp at least with its entrainment area in the reservoir the liquid submerge, as well as a method of production and application one spatially limited dose of a liquid, wherein a stamp with a driving range for the spatially limited dose of liquid into a reservoir of fluid is immersed.

Es sind verschiedene Verfahren und Vorrichtungen bekannt um Flüssigkeitstropfen mit Durchmessern unter 1 mm zu erzeugen und auf eine Zielfläche aufzubringen. Mit verschiedenen Vorrichtungen, beispielsweise einem Stempel, wird eine kleine Dosis Flüssigkeit aus einem Reservoir herausgenommen und auf eine Zieloberfläche aufgebracht. Ein Stempel, beispielsweise ein Stift mit 100 μm Durchmesser, wird in die Flüssigkeit, beispielsweise Klebstoff getunkt, wieder herausgezogen und mit der anhaftenden Flüssigkeit wird auf die zu benetzende Fläche getupft.It Various methods and devices are known for liquid drops with diameters of less than 1 mm and apply to a target surface. With various devices, such as a stamp, is a small dose of fluid taken out of a reservoir and applied to a target surface. One Stamp, for example a pin with a diameter of 100 μm, is introduced into the liquid, For example, glue dipped, pulled out again and with the adhesive liquid becomes on the surface to be wetted spotted.

Als nachteilig erweist es sich, dass der Eintauch- und Stempelvorgang relativ undefiniert und langsam ist, die endgültige Dosengröße und -geometrie ist von vielen Faktoren abhängig und der Vorgang bei kleinen Volumina nur schlecht reproduzierbar.When disadvantageous it turns out that the dipping and stamping process relatively undefined and slow is the final can size and geometry depends on many factors and the process is poorly reproducible for small volumes.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Mikrodosiervorrichtung nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs bereitzustellen, die es ermöglicht gezielt sehr kleine Dosen einer Flüssigkeit herzustellen.task It is the object of the present invention to provide a microdosing device to provide the preamble of the first claim, which allows targeted very small doses of a liquid manufacture.

Die Aufgabe wird gelöst, dadurch, dass das Reservoir zumindest eine im wesentlichen durch Oberflächenspannung der Flüssigkeit in einem Reservoirhalter gehaltene freie Oberfläche aufweist, und der Stempel im Mitnahmebereich einen vorbestimmten Querabstand zu umgebenden Reservoirgrenzen aufweist, wobei der Stempel durch die freie Oberfläche des Reservoirs in einem Dosierhub hindurchzuführen ist und zumindest unmittelbar nach Austritt des Mitnahmebereichs des Stempels aus der Oberfläche des Reservoirs die freie Oberfläche von innen heraus noch durchgreift, so dass der Mitnahmebereich eine mittransportierte räumlich abgegrenzte Dosis Flüssigkeit aufweist.The Task is solved in that the reservoir at least one substantially by surface tension the liquid having in a reservoir holder held free surface, and the stamp in the driving area a predetermined transverse distance to surrounding Reservoir boundaries, wherein the punch through the free surface of the Reservoirs in a Dosierhub is to pass and at least immediately after the escape area of the stamp leaves the surface of the stamp Reservoirs the free surface from the inside still passes through, so that the driving range a transported along spatially limited dose of fluid having.

Statt eine Dosis/einen Tropfen direkt zu erzeugen, wird mit einer geeigneten Vorrichtung, beispielsweise einer Kanüle auf einen Reservoirhalter, insbesondere einen Tropfenträger, einen Tropfenring, eine Lochfolie oder ähnliches, ein größeres, gut handhabbares Reservoir der Flüssigkeit erzeugt. Insbesondere kann dieses Reservoir knapp über die Zielfläche gebracht werden.Instead of producing a dose / drop directly is done with a suitable Device, for example a cannula on a reservoir holder, in particular a dropper carrier, a drop ring, a perforated foil or the like, a larger, easy to handle Reservoir of the liquid generated. In particular, this reservoir can be brought just above the target area become.

Mit einem Stempel mit einer Stempelspitze wird dann aus dem Inneren des Reservoirs heraus eine freie Oberfläche des Reservoirs durchstochen. Die Oberfläche des Reservoirs wird durch den Stempel an seiner Stempelspitze in einer Art Scherfunktion durchbrochen. Beim Austreten des Stempels aus dem Reservoir bleibt ein Teil der Flüssigkeit an der Stempelspitze haften, während am Stempelhals, bedingt durch die Oberflächenspannung, nur ein dünner Flüssigkeitsfilm zurückbleibt.With A stamp with a stamp tip is then made from the inside of the reservoir stuck out a clear surface of the reservoir. The surface of the reservoir is indicated by the stamp on its stamp tip in a kind of shear function broken. When the stamp comes out from the reservoir, a portion of the liquid remains at the tip of the stamp stick while due to the surface tension, only a thin liquid film at the punch neck remains.

Mit geeigneten Maßnahmen, wie beispielsweise einer speziellen Formung der Stempelspitze oder je nach Art der Flüssigkeit einer hydro- bzw. oliophilen und hydro- bzw. oliophoben Beschichtung der Stempelspitze und des -schaftes kann dieser Effekt noch verstärkt werden, so dass nach dem Austreten des Stempels eine genau definierte Dosis der Flüssigkeit an der Spitze haftet, während der Stempelschaft nahezu unbenetzt bleibt. Auch die Reservoir-Zubringervorrichtung kann so gearbeitet sein, dass eine genau definierte Flüssigkeitsgeometrie entsteht, die den Austritts-/Abrissprozess leichter reproduzierbar macht. Eine Restbefeuchtung des Stempelschafts ist jedoch kein Hinderungsgrund für die Entstehung einer abgegrenzten Dosis auf dem Mitnahmebereich des Stempels an der Stempelspitze.With appropriate measures, such as a special shaping of the stamp tip or depending on the type of liquid a hydro- or oliophilic and hydro- or oliophobic coating of the stamp tip and this effect can be further enhanced, so that after the Exiting the stamp a well-defined dose of the liquid sticking to the top while the stamp shaft remains almost unwetted. Also the reservoir feeder device can be designed to produce a well-defined fluid geometry which makes the exit / tear process easier to reproduce. A residual moistening of the stamp shaft is not a hindrance for the Formation of a defined dose on the driving range of the Stamp on the stamp tip.

Um den Prozess erneut durchzuführen, wird der Stempel soweit zurückgezogen, dass er wieder vollständig in das Reservoir eintritt. Das Volumen des Reservoirs kann über eine geeignete Steuerung einer Flüssigkeitsnachschubvorrichtung nachgeregelt werden, um immer die gleichen Bedingungen zu schaffen.Around to carry out the process again, the stamp is withdrawn so far, that he is complete again enters the reservoir. The volume of the reservoir can over a suitable control of a liquid replenishment device be readjusted to always create the same conditions.

Die so geformte, abgegrenzte Dosis an der Stempelspitze wird vorzugsweise auf die Auftragsläche aufgesetzt und der Stempel wieder zurückgezogen. Es bleibt eine abgegrenzte, kleine definierte Dosis, insbesondere in Form eines Tropfens der Flüssigkeit zurück.The such shaped, limited dose on the stamp tip is preferred on the order surface put on and the stamp withdrawn. It remains a demarcated, small defined dose, especially in the form of a drop of liquid back.

Durch die Erfindung wird man von Oberflächeneffekten, Adhäsionsproblemen usw. weitgehend unabhängig. Der Prozess zur Erzeugung einer Dosis ist vereinfacht. Es können beliebige Flüssigkeiten gehandhabt werden. Die Viskosität der Flüssigkeit bestimmt allenfalls noch die für den Dosiervorgang benötigte Mindestzeit, nicht mehr die Größe der Dosis. Auch Pasten oder pastöse Gemische beispielsweise gefüllte Leitkleber können verwendet werden, solange durch Adhäsion, Oberflächenspannung und innere Kräfte eine definierte, reproduzierbare Reservoirgeometrie gewährleistet ist.The invention makes surface effects, adhesion problems, etc. largely independent. The process for generating a dose is simplified. Any liquids can be handled. At best, the viscosity of the liquid still determines the minimum time required for the dosing process, not the size of the dose. Pastes or pasty mixtures, for example, filled conductive adhesives can be used as long as a defined, reproducible reservoir geometry is ensured by adhesion, surface tension and internal forces.

Vorteilhaft ist es, wenn das Reservoir auf einem offenen Reservoirhalter mit einer vorbestimmten Halteausnehmung abgelegt ist, wobei die Geometrie des Reservoirhalters unter Berücksichtigung der Eigenschaften der Flüssigkeit und/oder der Eigenschaften des Reservoirhalters und/oder der resultierenden Eigenschaften des Reservoirs so gewählt sind, dass das Reservoir im Dosierbetrieb im wesentlichen ortsfest gehaltert ist. Die ortsfeste Halterung des Reservoirs sichert eine gute Dosierqualität, ein Dosishub liefert zuverlässig die gewünschte, niedrige Dosis, da die freie Oberfläche ebenfalls ortsfest ist und der Stempel diese immer durchstoßen kann. Eine einfache Geometrie des Reservoirhalters, insbesondere in Form eines Ringes mit Mit telöffnung, ermöglicht eine gute Reinigung, sowie eine reproduzierbare Wiederbefüllung.Advantageous it is when using the reservoir on an open reservoir holder a predetermined holding recess is stored, wherein the geometry of the Reservoir holder under consideration the properties of the liquid and / or the properties of the reservoir holder and / or the resulting Properties of the reservoir are chosen so that the reservoir is held substantially stationary in the metering operation. The stationary Holding the reservoir ensures a good dosing quality, a Dosishub delivers reliably the desired, low dose because the free surface is also fixed and the stamp can always pierce these. A simple geometry the reservoir holder, in particular in the form of a ring with telöffnung with, allows a good cleaning, as well as a reproducible refilling.

Eine gute Funktion der Mikrodosiervorrichtung ist gegeben, wenn die Eigenschaften der Flüssigkeit insbesondere Viskosität und/oder Oberflächenspannung und/oder Reservoirgröße sind und/oder die Eigenschaften des Reservoirhalters, insbesondere die Oberflächenbeschaffenheit einer oberen und/oder einer unteren Reservoirhalterfläche sind. Die erzeugbare Dosisgröße in einem Dispenser/Stempel-Prozess hängt von vielen Parametern ab, vor allem von der Viskosität der Flüssigkeit, der Oberflächenspannung und adhäsiven Effekten der beteiligten Oberflächen von Stempel und Reservoirhalter sowie die Zieloberfläche. Die Viskosität und Oberflächenspannung bestimmen unter anderem die kleinstmöglichen Dosisgrößen, die Adhäsion bestimmt die Benetzung der Zielflächen, den Abrisseffekt und damit die Volumenschwankung der endgültigen Dosis. Obwohl diese Parameter auch stark von Temperatur und Zusammensetzung der Umgebungsatmosphäre beeinflusst werden, ist im Gegensatz zum Stand der Technik eine aufwändige Klimakontrolle nicht notwendig, da ein wesentlicher Schritt, das Durchstoßen der freien Oberfläche des Reservoirs mit der Flüssigkeit davon nahezu unabhängig ist.A Good function of the microdosing device is given when the properties the liquid in particular viscosity and / or surface tension and / or reservoir size and / or the properties of the reservoir holder, in particular the surface texture an upper and / or a lower reservoir holder surface. The producible dose size in one Dispenser / stamp process hangs from many parameters, especially the viscosity of the liquid, the surface tension and adhesive Effects of the involved surfaces of stamp and reservoir holder as well as the target surface. The viscosity and surface tension determine, among other things, the smallest possible dose sizes that adhesion determines the wetting of the target areas, the tear-off effect and hence the volume fluctuation of the final dose. Although these Parameter also strongly influenced by temperature and composition of the ambient atmosphere are, in contrast to the prior art, a complex climate control not necessary, as an essential step, the puncture of the free surface of the reservoir with the liquid of it almost independent is.

Ein besonders einfacher Aufbau eines Reservoirhalters liegt vor, wenn der Reservoirhalter ein geschlossener Rahmen mit einer Halteausnehmung ist, die insbesondere kreisförmig ist.One particularly simple construction of a reservoir holder is present when the reservoir holder is a closed frame with a holding recess, the particular circular is.

Ein stabiler und sicher zu führender Stempel liegt vor, wenn eine verbreiterte Stempelbasis vorgesehen ist, wobei der Durchmesser der Stempelbasis kleiner als die lichte Weite der Halteausnehmung des Reservoirhalters ist, wenn die Stempelbasis beim Dosierhub in den Bereich der lichten Weite eintaucht. Zudem wird durch die Dimensionierung verhindert, dass möglicherweise ein Kolbeneffekt zwischen der Halteausnehmung und der Stempelbasis entsteht.One stable and safe to lead Stamp is available if provided a broadened stamp base is, wherein the diameter of the stamp base is smaller than the clear Width of the retaining recess of the reservoir holder is when the stamp base immersed during the metering stroke in the area of the clear width. moreover is prevented by sizing that possibly a piston effect between the retaining recess and the punch base arises.

Vorteilhaft ist es, wenn die Dimensionierung des Reservoirhalters und die physikalischen Eigenschaften der Flüssigkeit derart abgestimmt sind, dass die auf das Reser voir wirkende Schwerkraft ausgeglichen ist. Auf diese Weise wird ein Gleichgewicht insbesondere zwischen Oberflächenspannung und der am Reservoir angreifenden Schwerkraft erreicht. Das Reservoir, insbesondere in Form eines Reservoirtropfens, wird insbesondere hinsichtlich der freien Oberfläche gesichert, so dass ein Abreißen des Reservoirs oder eines Teils davon durch die freie Oberfläche nicht stattfindet. Zudem werden Anregungen von Eigenschwingungen vermieden.Advantageous it is when the sizing of the reservoir holder and the physical Properties of the liquid are tuned so that the force acting on the reser voir gravity is balanced. In this way, a balance becomes in particular between surface tension and reaches the gravity of the reservoir. The reservoir, especially in the form of a reservoir drop, in particular in terms of free surface secured, allowing a tear off the reservoir or a part thereof by the free surface not takes place. In addition, suggestions of natural vibrations are avoided.

Eine sehr einfach zu handhabende Form einer Flüssigkeitsmenge liegt vor, wenn das Reservoir ein durch seine Oberflächenspannung in dem Reservoirhalter gehaltener Reservoirtropfen der Flüssigkeit ist. Der Tropfen wird durch die Oberflächenspannung zusammengehalten, so dass keine weiteren Reservoirwände außer dem Reservoirhalter notwendig sind.A very easy to handle form of an amount of liquid is present when the reservoir on by its surface tension in the reservoir holder held reservoir drop of the liquid is. The drop will held together by the surface tension, so that no further reservoir walls other than the reservoir holder are necessary.

Vorteilhaft ist es, wenn die Flüssigkeit eine Viskosität zwischen etwa 1 mPa und etwa 50.000mPa, vorzugsweise bis etwa 20.000mPa hat. Eine Viskosität von 1 mPa entspricht der von Wasser, während die höheren Viskositäten denen von verschiedenen Klebstoffen entsprechen.Advantageous is it when the liquid a viscosity between about 1 mPa and about 50,000 mPa, preferably to about 20,000 mPa Has. A viscosity of 1 mPa corresponds to that of water, while the higher viscosities are those of different adhesives.

Vorteilhaft ist es, wenn das Reservoir, insbesondere der Reservoirtropfen, einen Durchmesser von etwa 0,5 mm hat, die lichte Weite des Reservoirhalters etwa 0,3 mm beträgt und der Durchmesser der abgegrenzten kleinen Dosis Flüssigkeit etwa 0,02 – 0,03 mm beträgt. Die lichte Weite der Halteausnehmung liegt vorzugsweise zwischen 0,1 mm – 2mm je nach Viskosität der Reservoirflüssigkeit.Advantageous it is when the reservoir, especially the reservoir drop, a Diameter of about 0.5 mm, the clear width of the reservoir holder is about 0.3 mm and the diameter of the delineated small dose of fluid about 0.02-0.03 mm. The inside width of the holding recess is preferably between 0.1mm - 2mm depending on the viscosity the reservoir fluid.

Ein sicherer Halt des Reservoirs ist gewährleistet, wenn der Reservoirhalter an seiner, bezogen auf die Wirkung der Schwerkraft, oberen Fläche flüssigkeitsanziehend und an seiner unteren Fläche flüssigkeitsabstoßend ist. Auf diese Weise wird verhindert, dass im Reservoir, insbesondere in einem Reservoirtropfen, aufgrund der Wirkung der Schwerkraft oder bei starker Belastung durch den Stempelvorgang, ein Durchtreten der Flüssigkeit durch die freie Oberfläche auftritt.One Secure hold of the reservoir is ensured when the reservoir holder at its, based on the effect of gravity, upper surface attracting liquid and on its lower surface is liquid repellent. In this way it is prevented in the reservoir, in particular in a reservoir drop, due to the action of gravity or under heavy load by the stamping process, a passage the liquid through the free surface occurs.

Ein einfach herzustellender und zu handhabender Mitnahmebereich auf einer Stempelspitze liegt vor, wenn der Mitnahmebereich ein abgeflachter Bereich einer Stempelspitze ist, die auf einem Stempelschaft sitzt. Durch die Abflachung ist eine Abgrenzung durch Durchbrechen der freien Oberfläche und Definition der Dosismenge leicht zu erreichen. Ein Auftragen verschiedenster Materialien ist möglich. Die Stempelgröße und -form kann fast beliebig gewählt werden, beispielsweise 50 μm, 25 μm oder 10 μm Mitnahmebereichsdurchmesser.An easy to produce and handle entrainment area on a stamp tip is when the entrainment area is a flattened area of a stamp tip sitting on a stamp shank. By the flattening is a demarcation by breaking through the free surface and Definition of the dose amount easy to achieve. An application of various materials is possible. The stamp size and shape can be chosen almost arbitrarily, for example, 50 microns, 25 microns or 10 microns Mitnahmebereichsdurchmesser.

Eine weitgehende Vermeidung von Nebeneffekten, wie eines Kolbeneffekts ist gegeben, wenn der Stempel im wesentlichen zentral bezüglich der Halteausnehmung des Reservoirhalters eingerichtet ist. Zudem ist dadurch eine wiederholbare, gleichartige Scherfunktion der freien Oberfläche gegeben, da der Mitnahmebereich des Stempels immer auf einen flachen oder nur leicht gekrümmten Bereich der Oberfläche trifft.A extensive avoidance of side effects, such as a piston effect is given when the stamp is substantially centrally with respect to the retaining recess of the reservoir holder is set up. In addition, this is a repeatable, given similar shear function of the free surface, since the driving range of the stamp always on a flat or only slightly curved area the surface meets.

Es ist vorteilhaft, wenn der Stempel exzentrisch bezogen auf die Halteausnhemung des Reservoirhalters eingerichtet ist und/oder mehrere Stempelspitzen vorgesehen sind. Auf diese Weise können auch Zielflächen erreicht werden, die in der Nähe des Rands des Reservoirhalters liegen oder mehrere Dosen zugleich erzeugt werden.It is advantageous if the stamp eccentric with respect to the Halteausnhemung the reservoir holder is set up and / or several stamp tips are provided. In this way, target areas can be reached be that close the edge of the reservoir holder or several doses at the same time be generated.

Eine exakte, spritzerfreie Absonderung von Einzeldosen ist möglich, wenn die Geometrie des Mitnahmebereichs zur Vermeidung der Erzeugung von weiteren Nebenflüssigkeitsmengen ausgebildet ist. Hierzu wird insbesondere der Mitnahmebereich sehr flach ausgebildet und der Rand des Mitnahmebereichs exakt abgegrenzt. Weiterhin ist beispielsweise eine Anpassung der Geschwindigkeit des Dosierhubs möglich.A exact, spatter-free separation of single doses is possible if the geometry of the entrainment area to avoid the generation of additional secondary fluid quantities is trained. For this purpose, in particular the driving range is very formed flat and the edge of the driving range exactly demarcated. Furthermore, for example, an adaptation of the speed the metering stroke possible.

Vorteilhaft ist es, wenn der Stempelschaft derart beabstandet innerhalb der Halteausnhemung des Reservoirhalters zu bewegen ist, dass der Stempelschaft insbesondere den mittleren Ort des Reservoirs in Richtung des Dosierhubs gesehen praktisch bezüglich unverändert belässt. Es ist somit vermieden, dass ein formschlüssiges Angrenzen der Flächen zu einem Ausstoß einer zu großen Menge Flüssigkeit aus dem Reservoir führt.Advantageous it is when the stamp shank so spaced within the To keep hold of the reservoir holder is to move the punch shaft in particular the middle location of the reservoir in the direction of the Dosierhubs seen in practice unchanged leaves. It is thus avoided that a positive abutment of the surfaces to an ejection of a too big Amount of liquid out of the reservoir.

Vorteilhaft ist es, wenn die Stempelbasis auch nach einem vorbestimmten Dosierhub des Stempels innerhalb der Halteausnehmung des Reservoirhalters einen im wesentlichen allseitigen Querabstand zu Reservoirhaltergrenzen aufweist. Hierdurch wird vermieden, dass die Stempelbasis als Kolben wirkt. Die Stempelbasis ist somit vorzugsweise nicht formschlüssig oder annähernd formschlüssig zu den umgebenden Reservoirhaltergrenzen.Advantageous It is when the stamp base even after a predetermined Dosierhub of the punch within the retaining recess of the reservoir holder a substantially all-round transverse distance to reservoir holder boundaries having. This avoids that the stamp base as a piston acts. The stamp base is thus preferably not form-fitting or nearly positive locking the surrounding reservoir holder boundaries.

Eine gute Abstimmung der freien Oberfläche des Reservoirs im Hinblick auf die Erzeugung sehr kleiner Dosismengen ist erreicht, wenn der Durchmesser des Mitnahmebereichs etwa die Hälfte bis zu einem Zehntel der lichten Weite des Reservoirhalters beträgt. Innerhalb dieses Bereichs wird der Durchmesser nach Maßgabe der Größe des Mitnahmebereichs und/oder den Eigenschaften der Flüssigkeit und/oder den Eigenschaften des Reservoirhalters ausgewählt.A good matching of the free surface of the reservoir in terms on the generation of very small doses is achieved when the Diameter of the driving range about half to one tenth of the clear width of the reservoir holder is. Within this area the diameter becomes according to specification the size of the takeaway area and / or the properties of the liquid and / or the properties of the reservoir holder selected.

Die Stempelmitnahmefläche ist etwa ein Viertel des Durchmessers der lichten Weite des Reservoirhalters. Insbesondere günstig ist es, wenn die lichte Weite etwa 0,1 mm groß ist, damit die Dosis gut von der restlichen freien Oberfläche abgetrennt werden kann, dies entspricht in einer vorteilhaften Ausführungsform etwa dem Vier- bis Fünffachen des Durchmessers des Mitnahmebereichs des Stempels.The Stamp drive surface is about one quarter of the diameter of the clear width of the reservoir holder. Especially cheap it is, if the clear width is about 0.1 mm, so that the dose is good of the remaining free surface can be separated, this corresponds in an advantageous embodiment about four to five times the diameter of the entrainment area of the stamp.

Eine sehr gute Begrenzung der Dosis im Mitnahmebereich des Stempels und eine exakte Dosisabmessung ist möglich, wenn eine Schaftlänge des Stempelschafts auf den Mitnahmebereich so abgestimmt ist, dass eine Dosis der Flüssigkeit vor dem Auftreffen auf einer Auftragsfläche von der übrigen Flüssigkeitsoberfläche abgerissen ist, so dass keine direkte Kommunikation zwischen Resevoir und Auftragsfläche stattfindet, spätestens sobald die Dosis die Auftragsfläche erreicht hat.A very good dose limit in the entrainment area of the stamp and an exact dose size is possible if a shaft length of the stamp shaft is tuned to the driving range so that a dose of the fluid Teared off from the rest of the liquid surface before impinging on a job surface is, so that no direct communication between reservoir and order surface takes place, no later than once the dose is the order area has reached.

Ein gutes Abreißen der Dosismenge von der freien Oberfläche ist möglich, wenn der Dosishub in einem Abstand des Mitnahmebereichs (3) endet, wobei der Abstand des Mitnahmebereichs (3) zur Oberfläche (6) der Flüssigkeit (11) im Gleichgewichtszustand etwa das vier- bis fünffache des Mitnahmebereichsdurchmessers (24) beträgt.A good tearing of the dose amount from the free surface is possible if the Dosishub at a distance of the driving range ( 3 ), whereby the distance of the entrainment area ( 3 ) to the surface ( 6 ) of the liquid ( 11 ) in the equilibrium state about four to five times the Mitnahmebereichsdurchmessers ( 24 ) is.

Die für ein vollständiges Abreißen einer Dosis notwendige Länge des Dosierhubs hängt zudem von den Eigenschaften der Flüssigkeit ab, insbesondere der Viskosität und der Oberflächenspannung.The for a complete Tear off a dose of necessary length the metering stroke hangs In addition, from the properties of the liquid from, in particular the viscosity and the surface tension.

Eine ortsfeste Lagerung des Reservoirs ist gewährleistet, wenn die einzelnen Dosierhübe mit einer Wiederholfrequenz bis etwa 5 Hz, insbesondere etwa 0,5-2 Hz auszuführen sind. Hierdurch werden eventuelle Eigenschwingungen vermieden.A Fixed storage of the reservoir is guaranteed if the individual dosing strokes with a repetition frequency up to about 5 Hz, in particular about 0.5-2 Hz are. As a result, any natural oscillations are avoided.

Vorteilhaft ist es, wenn der Stempel an dem Mitnahmebereich flüssigkeitsanziehend und/oder der Stempelschaft flüssigkeitsabstoßend ist/sind. Auf diese Weise wird die Dosis leicht im Mitnahmebereich gehalten und durch die unterschiedlichen Oberflächeneigenschaften verhindert, dass die Flüssigkeit eventuell im wesentlichen am Stempelschaft haftet.Advantageous it is when the stamp on the entrainment area liquid-attracting and / or the stamping shank is / are liquid repellent. In this way, the dose is easily kept in the driving range and prevented by the different surface properties that the liquid may be essentially adheres to the stamp shaft.

Eine gleichzeitige Erzeugung und Aufbringung der Dosis ist möglich, wenn der Dosierhub direkt zur Aufbringung auf eine Auftragsfläche einzusetzen ist, wobei die Auftragsfläche insbesondere direkt gegenüber der freien Oberfläche liegt.A simultaneous generation and application of the dose is possible if Use the dosing stroke directly for application to a job surface is, where the job area especially directly opposite the free surface lies.

Weiterhin wird die Aufgabe durch eine Anordnung mehrerer Mikrodosiervorrichtungen nach einem der Ansprüche 1 bis 23, die in Form eines Multi-Array-System nebeneinander angeordnet sind, gelöst.Furthermore, the object is achieved by an arrangement of multiple microdosing after ei nem of claims 1 to 23, which are arranged side by side in the form of a multi-array system solved.

Mit einem Multi-Array-System können durch Parallelverarbeitung auch mehrere Mikrotropfen gleichzeitig erzeugt werden, um beispielsweise größere Flächen oder Muster von Dosistropfen anlegen zu können.With a multi-array system by parallel processing also several microdroplets at the same time be generated, for example, larger areas or patterns of dose drops to create.

Weiterhin wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Erzeugung und Aufbringung einer räumlich abgegrenzten Dosis einer Flüssigkeit, wobei ein Stempel mit einem Mitnahmebereich für die räumlich abgegrenzte Dosis Flüssigkeit in ein Reservoir der Flüssigkeit eingetaucht wird, insbesondere unter Verwendung einer der Mikrodosiervorrichtungen nach Anspruch 1 bis 23, wobei der Stempel mit dem Mitnahmebereich durch eine im wesentlichen durch Oberflächenspannung der Flüssigkeit in einem Reservoirhalter gehaltene freie Oberfläche des Reservoirs gestoßen wird, wobei der Stempel durch die Oberfläche des Reservoirs in einem Dosierhub mit einem vorbestimmten seitlichen Querabstand zu umgebenden Reservoirgrenzen hindurchgeführt wird und zumindest unmittelbar nach Austritt des Mitnahmebereichs des Stempels aus der Oberfläche des Reservoirs die Reservoiroberfläche von innen heraus durchgreift, so dass auf dem Mitnahmebereich eine räumlich abgegrenzte Dosis Flüssigkeit transportiert wird.Farther the task is solved by a method for generating and applying a spatially delimited Dose of a liquid, wherein a stamp with a driving range for the spatially limited dose of liquid into a reservoir of fluid immersed, in particular using one of the microdosing according to claim 1 to 23, wherein the stamp with the driving area by a substantially surface tension of the liquid in a reservoir holder held free surface of the reservoir is encountered the stamp passing through the surface of the reservoir in one Dosierhub with a predetermined lateral transverse distance to surrounding Reservoir boundaries passed and at least immediately after the exit area has left of the stamp from the surface of the reservoir passes through the reservoir surface from within, so that on the driving area a spatially delimited dose of liquid is transported.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele des Gegenstands der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert sind.Further Features and advantages of the invention will be apparent from the claims and the description below, in the embodiments of the subject matter the invention in conjunction with the drawings are explained in more detail.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine schematisch dargestellte Mikrodosiervorrichtung, 1 a schematically illustrated microdosing device,

2 eine Mikrodosiervorrichtung mit einer Stempelspitze kurz vor Durchbrechung einer freien Oberfläche, 2 a microdosing device with a punch tip just before the opening of a free surface,

3 eine Mikrodosiervorrichtung mit einer Dosis auf einem Mitnahmebereich, 3 a microdosing device with a dose on a driving area,

4 eine Mikrodosiervorrichtung mit einer auf einer Auftragsfläche abgegebenen Dosis, 4 a microdosing device with a dose delivered on an application surface,

5 eine Mikrodosiervorrichtung mit einer in ein Reservoir zurückgezogenen Stempelspitze. 5 a microdosing device with a stamp tip retracted into a reservoir.

1 zeigt eine schematisch dargestellte Mikrodosiervorrichtung. Ein Reservoir 4, bestehend aus einem Reservoirtropfen 18, einer Flüssigkeit 11, ist in einem Reservoirhalter 5 mit einer Halteausnehmung 10 mit einer lichten Weite 20 abgelegt. Das Reservoir 4 ist im wesentlichen ringförmig angelegt und weist an einer oberen Reservoirhalterfläche 13 zum Zentrum mit der Reservoirhalteröffnung 10 abfallende Flanken auf. In diesem Zentrum ist der Reservoirtropfen 18 mit einem Durchmesser 19, der sich in diesem Fall auf die obere Ausdehnung des Reservoirtropfens 18 bezieht, so gehalten, dass er durch seine Oberflächenspannung gegen die angreifende Schwerkraft nicht durch die Reservoirhalteröffnung 10 hindurchrutscht. An einer unte ren Reservoirhalter 12 findet lediglich eine geringfügige Ausbreitung des Reservoirtropfens 18 auf eine untere Reservoirweite 27 statt. 1 shows a schematically illustrated microdosing. A reservoir 4 consisting of a reservoir drop 18 , a liquid 11 , is in a reservoir holder 5 with a holding recess 10 with a clear width 20 stored. The reservoir 4 is substantially annular and has an upper reservoir holder surface 13 to the center with the reservoir holder opening 10 sloping flanks on. In this center is the reservoir drop 18 with a diameter 19 , which in this case refers to the upper extent of the reservoir drop 18 is not held by its surface tension against the attacking gravity through the reservoir holder opening 10 through slips. At a lower reservoir holder 12 finds only a slight spread of the reservoir drop 18 on a lower reservoir width 27 instead of.

In das Reservoir 4 und in die Halteausnehmung 10 mit der lichten Weite 20 ragt nahezu zentral ein Stempel 2 mit einer Stempelbasis 16 mit einem Durchmesser 17, einem Stempelschaft 22 mit einem Durchmesser 24 und einer Stempelspitze 21, die einen Mitnahmebereich 3 für eine Dosis der Flüssigkeit 11 aufweist. Der Stempelschaft 22 mit einer Schaftlänge 25 weist eine seitlichen Querabstand 7, die Stempelbasis 16 einen seitlichen Querabstand 23, zu sich anschließenden Reservoirgrenzen 8 auf, die insbesondere übereinstimmen mit Grenzen der Halteausnehmung 10. Die untere Grenze des Reservoirs 4 bildet eine freie Oberfläche 6, deren Oberflächenkrümmung entsprechend einem Kräftegleichgewicht aus ausbiegenden, insbesondere der Schwerkraft, und zurückziehenden Kräften, insbesondere der Oberflächenspannung, ausgebildet ist.In the reservoir 4 and in the retaining recess 10 with the clear width 20 stands almost centrally a stamp 2 with a stamp base 16 with a diameter 17 , a stamp shaft 22 with a diameter 24 and a stamp tip 21 that have a take-away area 3 for a dose of the liquid 11 having. The stamp shaft 22 with a shaft length 25 has a lateral transverse distance 7 , the stamp base 16 a lateral transverse distance 23 , to adjoining reservoir boundaries 8th on, in particular coincide with limits of the holding recess 10 , The lower limit of the reservoir 4 forms a free surface 6 whose surface curvature is formed in accordance with an equilibrium of forces consisting of deflecting forces, in particular of gravity, and retracting forces, in particular of the surface tension.

2 zeigt eine Mikrodosiervorrichtung mit einer Stempelspitze 21 kurz vor Durchbrechung einer freien Oberfläche 6. Der Stempel 2 führt einen in Richtung der freien Oberfläche 6 gerichteten Dosierhub 9 aus. Die freie Oberfläche 6 wird durch die innen angreifenden Stempelspitze 21 bereits leicht ausgebogen, wobei jedoch die Oberflächenspannung noch überwiegt und für einen Zusammenhalt der Oberfläche 6 sorgt. 2 shows a microdosing with a stamp tip 21 just before the opening of a free surface 6 , The Stamp 2 leads one towards the free surface 6 directed metering stroke 9 out. The free surface 6 gets through the inside attacking stamp tip 21 already slightly bent, but the surface tension still predominates and for a cohesion of the surface 6 provides.

3 zeigt eine Mikrodosiervorrichtung mit einer Dosis 1 auf einem Mitnahmebereich. Der Stempel 2 ist mit seinem Stempelschaft und der Stempelspitze soweit durch die Halteausnehmung und die freie Oberfläche des Reservoirs hindurchgeschoben worden, dass die Reste der freien Oberfläche 6 abgerissen sind und lediglich eine kleine Dosis 1 der Flüssigkeit 11 auf dem Mitnahmebereich 3 der Stempelspitze 21 zurückgeblieben ist. 3 shows a microdosing with a dose 1 on a take-away area. The Stamp 2 has been pushed so far through the retaining recess and the free surface of the reservoir with its stamp shaft and the stamp tip that the remains of the free surface 6 are demolished and only a small dose 1 the liquid 11 on the takeaway area 3 the stamp tip 21 has lagged behind.

4 zeigt eine Mikrodosiervorrichtung mit einer auf einer Auftragsfläche 26 abgegebenen kleinsten Dosis 1. Der Stempel 2, der durch das Reservoir hindurch die Dosis 1 auf der Auftragsfläche 26 abgesetzt hat, wird zurück in das Reservoir gezogen. 4 shows a microdosing with a on a job surface 26 delivered smallest dose 1 , The Stamp 2 passing through the reservoir through the dose 1 on the order surface 26 is withdrawn, is drawn back into the reservoir.

Die freie Oberfläche 6 schließt sich somit wieder und kann erneut durchstoßen werden.The free surface 6 closes again and can be pierced again.

5 zeigt eine Mikrodosiervorrichtung mit einer in das Reservoir 4 zurückgezogenen Stempelspitze 21, bereit zur Ausführung des nächsten Dosierhubs 9. 5 shows a microdosing with a in the reservoir 4 withdrawn stamp tip 21 , ready to carry out the next dosing stroke 9 ,

11
abgegrenzte Dosis Flüssigkeitdemarcated Dose of liquid
22
Stempelstamp
33
Mitnahmebereichdriving region
44
Reservoirreservoir
55
Reservoirhalterreservoir holder
66
freie Oberflächefree surface
77
Querabstandtransverse distance
88th
Reservoirgrenzereservoir border
99
Dosierhubmetering
1010
Halteausnehmungholding recess
1111
Flüssigkeitliquid
1212
untere Reservoirhalterflächelower Reservoir holder surface
1313
obere Reservoirhalterflächeupper Reservoir holder surface
1414
Rahmenframe
1616
Stempelbasisstamp base
1717
Durchmesser der Stempelbasisdiameter the stamp base
1818
Reservoirtropfenreservoir drops
1919
Durchmesser des Reservoirtropfensdiameter of the reservoir drop
2020
lichte Weite der Halteausnehmungclear Width of the holding recess
2121
Stempelspitzepunch tip
2222
Stempelschaftpunch shaft
2323
Querabstand der Stempelbasistransverse distance the stamp base
2424
Durchmesser des Mitnahmebereichsdiameter of the takeaway area
2525
Schaftlängeshaft length
2626
Auftragsflächeapplication surface
2727
untere Reservoirweitelower reservoir size

Claims (24)

Mikrodosiervorrichtung zur Erzeugung einer räumlich abgegrenzten, kleinen Dosis (1) einer Flüssigkeit (11), mit einem Stempel (2) mit einem Mitnahmebereich (3) für die räumlich abgegrenzte, kleine Dosis (1) Flüssigkeit (11), mit einem Reservoir (4) der Flüssigkeit (11), wobei der Stempel (2) zumindest mit seinem Mitnahmebereich (3) in das Reservoir (4) der Flüssigkeit (11) einzutauchen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Reservoir (4) zumindest eine im wesentlichen durch Oberflächenspannung der Flüssigkeit (11) in einem Reservoirhalter (5) gehaltene freie Oberfläche (6) aufweist, und der Stempel (2) im Mitnahmebereich (3) einen vorbestimmten Querabstand (7) zu umgebenden Reservoirgrenzen (8) aufweist, wobei der Stempel (2) durch die freie Oberfläche (6) des Reservoirs (4) in einem Dosierhub (9) hindurchzuführen ist und zumindest unmittelbar nach Austritt des Mitnahmebereichs (3) des Stempels (2) aus der Oberfläche (6) des Reservoirs (4) die freie Oberfläche (6) von innen heraus noch durchgreift, so dass der Mitnahmebereich (3) eine mittransportierte, räumlich abgegrenzte Dosis (1) Flüssigkeit (11) aufweist.Microdosing device for generating a spatially delimited, small dose ( 1 ) of a liquid ( 11 ), with a stamp ( 2 ) with a driving range ( 3 ) for the spatially delimited, small dose ( 1 ) Liquid ( 11 ), with a reservoir ( 4 ) of the liquid ( 11 ), the stamp ( 2 ) at least with its driving range ( 3 ) in the reservoir ( 4 ) of the liquid ( 11 ), characterized in that the reservoir ( 4 ) at least one substantially by surface tension of the liquid ( 11 ) in a reservoir holder ( 5 ) held free surface ( 6 ), and the stamp ( 2 ) in the takeaway area ( 3 ) a predetermined transverse distance ( 7 ) to surrounding reservoir boundaries ( 8th ), the stamp ( 2 ) through the free surface ( 6 ) of the reservoir ( 4 ) in a metering stroke ( 9 ) and at least immediately after leaving the entrainment area ( 3 ) of the stamp ( 2 ) from the surface ( 6 ) of the reservoir ( 4 ) the free surface ( 6 ) still penetrates from the inside, so that the driving range ( 3 ) a transported, spatially delimited dose ( 1 ) Liquid ( 11 ) having. Mikrodosiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Reservoir (4) auf einem offenen Reservoirhalter (5) mit einer vorbestimmten Halteausnehmung (10) abgelegt ist, wobei die Geometrie des Reservoirhalters (5) unter Berücksichtigung der Eigenschaften der Flüssigkeit (11) und/oder der Eigenschaften des Reservoirhalters (5) und/oder der resultierenden Eigenschaften des Reservoirs (4) so gewählt sind, dass das Reservoir (4) im Dosierbetrieb im wesentlichen ortsfest gehaltert ist.Microdosing device according to claim 1, characterized in that the reservoir ( 4 ) on an open reservoir holder ( 5 ) with a predetermined holding recess ( 10 ), wherein the geometry of the reservoir holder ( 5 ) taking into account the properties of the liquid ( 11 ) and / or the properties of the reservoir holder ( 5 ) and / or the resulting properties of the reservoir ( 4 ) are chosen so that the reservoir ( 4 ) is held substantially stationary in the metering operation. Mikrodosiervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Eigenschaften der Flüssigkeit (11) insbesondere Viskosität und/oder Oberflächenspannung und/oder Reservoirgröße sind und/oder die Eigenschaften des Reservoir halters (5), insbesondere die Oberflächenbeschaffenheit einer oberen (12) und/oder einer unteren Reservoirhalterfläche (13) sind.Microdosing device according to claim 2, characterized in that the properties of the liquid ( 11 ) are in particular viscosity and / or surface tension and / or reservoir size and / or the properties of the reservoir holder ( 5 ), in particular the surface condition of an upper ( 12 ) and / or a lower reservoir holder surface ( 13 ) are. Mikrodosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Reservoirhalter (5) ein geschlossener Rahmen (14) mit einer Halteausnehmung (10) ist, die insbesondere kreisförmig ist.Microdosing device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the reservoir holder ( 5 ) a closed frame ( 14 ) with a holding recess ( 10 ), which is in particular circular. Mikrodosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine verbreiterte Stempelbasis (16) vorgesehen ist, wobei der Durchmesser (17) der Stempelbasis (16) kleiner als die lichte Weite (20) der Halteausnehmung (10) des Reservoirhalters (5) ist, wenn die Stempelbasis (16) beim Dosierhub (9) in den Bereich der lichten Weite (20) eintaucht.Microdosing device according to one of claims 1 to 4, characterized in that a widened stamp base ( 16 ), the diameter ( 17 ) of the stamp base ( 16 ) smaller than the clear width ( 20 ) of the retaining recess ( 10 ) of the reservoir holder ( 5 ) is when the stamp base ( 16 ) during the metering stroke ( 9 ) in the area of the clear width ( 20 immersed). Mikrodosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dimensionierung des Reservoirhalters (5) und die physikalischen Eigenschaften der Flüssigkeit (11) derart abgestimmt sind, dass die auf das Reservoir (4) wirkende Schwerkraft ausgeglichen ist.Microdosing device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the dimensioning of the reservoir holder ( 5 ) and the physical properties of the liquid ( 11 ) are tuned so that the on the reservoir ( 4 ) acting gravity is balanced. Mikrodosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Reservoir (4) ein durch seine Oberflächenspannung in dem Reservoirhalter (5) gehaltener Reservoirtropfen (18) der Flüssigkeit (11) ist.Microdosing device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the reservoir ( 4 ) by its surface tension in the reservoir holder ( 5 ) retained reservoir drops ( 18 ) of the liquid ( 11 ). Mikrodosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit (11) eine Viskosität zwischen etwa 1 mPa und etwa 50.000mPa, vorzugsweise bis etwa 20.000mPa hat.Microdosing device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the liquid ( 11 ) has a viscosity between about 1 mPa and about 50,000 mPa, preferably up to about 20,000 mPa. Mikrodosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Reservoir, insbesondere der Reservoirtropfen (18), einen Durchmesser (19) von etwa 0,5 mm hat, die lichte Weite (20) des Reservoirhalters (5) etwa 0,3 mm beträgt und der Durchmesser der abgegrenzten kleinen Dosis (1) Flüssigkeit etwa 0, 02 – 0, 03 m m beträgt.Microdosing device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the Reservoir, in particular the reservoir drop ( 18 ), a diameter ( 19 ) of about 0.5 mm, the clear width ( 20 ) of the reservoir holder ( 5 ) is about 0.3 mm and the diameter of the delineated small dose ( 1 ) Liquid is about 0, 02 - 0, 03 mm. Mikrodosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Reservoirhalter (5) an seiner bezogen auf die Wirkung der Schwerkraft oberen Fläche (13) flüssigkeitsanziehend und an seiner unteren Fläche (12) flüssigkeitsabstoßend ist.Microdosing device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the reservoir holder ( 5 ) at its upper surface in relation to the effect of gravity ( 13 ) attracting liquid and at its lower surface ( 12 ) is liquid repellent. Mikrodosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnahmebereich (3) ein abgeflachter Bereich einer Stempelspitze (21) ist, die auf einem Stempelschaft (22) sitzt.Microdosing device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the entrainment area ( 3 ) a flattened area of a stamp tip ( 21 ), which is on a stamp shaft ( 22 ) sits. Mikrodosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (2) im wesentlichen zentral bezüglich der Halteausnehmung (10) des Reservoirhalters (5) eingerichtet ist.Microdosing device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the stamp ( 2 ) substantially centrally with respect to the retaining recess ( 10 ) of the reservoir holder ( 5 ) is set up. Mikrodosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (2) exzentrisch bezogen auf die Halteausnehmung (10) des Reservoirhalters (5) eingerichtet ist und/oder dass mehrere Stempelspitzen (21) vorgesehen sind.Microdosing device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the stamp ( 2 ) eccentrically with respect to the holding recess ( 10 ) of the reservoir holder ( 5 ) and / or that several stamp tips ( 21 ) are provided. Mikrodosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Geometrie des Mitnahmebereichs (3) zur Vermeidung der Erzeugung von weiteren Nebenflüssigkeitsmengen ausgebildet ist.Microdosing device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the geometry of the driving area ( 3 ) is designed to prevent the generation of additional amounts of secondary fluid. Mikrodosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempelschaft (22) derart beabstandet innerhalb in der Halteausnehmung (10) des Reservoirhalters (5) zu bewegen ist, dass der Stempelschaft (22) insbesondere den mittleren Ort des Reservoirs in Richtung des Dosierhubs gesehen praktisch bezüglich unverändert belässt.Microdosing device according to one of claims 1 to 14, characterized in that the punch shaft ( 22 ) spaced so within within the retaining recess ( 10 ) of the reservoir holder ( 5 ) is that the stamp shaft ( 22 ), in particular leaves the middle location of the reservoir in the direction of the metering stroke virtually unchanged. Mikrodosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Stempelbasis (16) auch nach einem vorbestimmten Dosierhub des Stempels (2) innerhalb der Halteausnehmung (10) des Reservoirhalters (5) einen im wesentlichen allseitigen Querabstand (23) zu Reservoirhaltergrenzen aufweist.Microdosing device according to one of claims 1 to 15, characterized in that the stamp base ( 16 ) even after a predetermined Dosierhub the punch ( 2 ) within the retaining recess ( 10 ) of the reservoir holder ( 5 ) a substantially all-round transverse distance ( 23 ) to reservoir holder boundaries. Mikrodosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (24) des Mitnahmebereichs (3) etwa die Hälfte bis zu einem Zehntel der lichten Weite (20) des Reservoirhalters (5) beträgt.Microdosing device according to one of claims 1 to 16, characterized in that the diameter ( 24 ) of the takeaway area ( 3 ) about half to one-tenth of the clear width ( 20 ) of the reservoir holder ( 5 ) is. Mikrodosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schaftlänge (25) des Stempelschafts (22) auf den Mitnahmebereich (3) so abgestimmt ist, dass eine Dosis der Flüssigkeit (11) vor dem Auftreffen auf einer Auftragsfläche (26) von der übrigen Flüssigkeitsoberfläche (6) abgerissen ist.Microdosing device according to one of claims 1 to 17, characterized in that a shaft length ( 25 ) of the stamp shaft ( 22 ) to the driving area ( 3 ) is adjusted so that a dose of the liquid ( 11 ) before impinging on an application surface ( 26 ) from the remaining liquid surface ( 6 ) is demolished. Mikrodosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Dosishub (9) in einem Abstand des Mitnahmebereichs (3) endet, wobei der Abstand des Mitnahmebereichs (3) zur Oberfläche (6) der Flüssigkeit (11) im Gleichgewichtszustand etwa das vier- bis fünffache des Mitnahmebereichsdurchmessers (24) beträgt.Microdosing device according to one of claims 1 to 18, characterized in that the Dosishub ( 9 ) at a distance of the driving range ( 3 ), whereby the distance of the entrainment area ( 3 ) to the surface ( 6 ) of the liquid ( 11 ) in the equilibrium state about four to five times the Mitnahmebereichsdurchmessers ( 24 ) is. Mikrodosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Dosishübe (9) mit einer Wiederholfrequenz bis etwa 5 Hz, insbesondere etwa 0,5-2 Hz auszuführen sind.Microdosing device according to one of claims 1 to 19, characterized in that the individual Dosiestübebe ( 9 ) are to be executed with a repetition frequency to about 5 Hz, in particular about 0.5-2 Hz. Mikrodosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (2) an dem Mitnahmebereich (3) flüssigkeitsanziehend und/oder der Stempelschaft (22) flüssigkeitsabstoßend ist/sind.Microdosing device according to one of claims 1 to 20, characterized in that the punch ( 2 ) at the entrainment area ( 3 ) liquid-attracting and / or the stamp shank ( 22 ) is / are liquid repellent. Mikrodosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Dosierhub (9) direkt zur Aufbringung auf eine Auftragsfläche (26) einzusetzen ist, wobei die Auftragsfläche (26) insbesondere direkt gegenüber der freien Oberfläche (6) liegt.Microdosing device according to one of claims 1 to 21, characterized in that the Dosierhub ( 9 ) directly for application to an application surface ( 26 ), the application area ( 26 ) especially directly opposite the free surface ( 6 ) lies. Anordnung von Mikrodosiervorrichtungen dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Mikrodosiervorrichtungen nach einem der Ansprüche 1 bis 22 in Form eines Multi-Array-System nebeneinander angeordnet sind.Arrangement of microdosing devices characterized in that a plurality of microdosing devices according to one of claims 1 to 22 are arranged side by side in the form of a multi-array system. Verfahren zur Erzeugung und Aufbringung einer räumlich abgegrenzten Dosis einer Flüssigkeit, wobei ein Stempel mit einem Mitnahmebereich für die räumlich abgegrenzte Dosis Flüssigkeit in ein Reservoir der Flüssigkeit eingetaucht wird, insbesondere unter Verwendung einer Mikrodosiervorrichtung nach Anspruch 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel mit dem Mitnahmebereich durch eine im wesentlichen durch Oberflächenspannung der Flüssigkeit in einem Reservoirhalter gehaltene freie Oberfläche des Reservoirs gestoßen wird, wobei der Stempel durch die Oberfläche des Reservoirs in einem Dosierhub mit einem vorbestimmten seitlichen Querabstand zu umgebenden Reservoirgrenzen hindurchgeführt wird und zumindest unmittelbar nach Austritt des Mitnahmebereichs des Stempels aus der Oberfläche des Reservoirs die Reservoiroberfläche von innen heraus durchgreift, so dass auf dem Mitnahmebereich eine räumlich abgegrenzte Dosis Flüssigkeit transportiert wird.A method for generating and applying a spatially limited dose of a liquid, wherein a stamp is immersed with a driving range for the spatially limited dose of liquid in a reservoir of the liquid, in particular using a Mikrodosiervorrichtung according to claim 1 to 23, characterized in that the stamp with the ram portion is pushed by a free surface of the reservoir held substantially by surface tension of the liquid in a reservoir holder, the ram being passed through the surface of the reservoir in a metering stroke at a predetermined lateral transverse distance to surrounding reservoir boundaries and at least immediately after exit of the entrainment region of the reservoir Stamp from the surface of the reservoir the Reservoiro Passing through from the inside out so that a spatially delimited dose of liquid is transported on the driving area.
DE200410007512 2004-02-13 2004-02-13 Micro-dosing device for dosing liquid droplets has a plunger that is inserted into a liquid reservoir through a constricted area so that the liquid's surface tension acts to regulate the amount of liquid entrained by the plunger Withdrawn DE102004007512A1 (en)

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US5756050A (en) * 1993-08-11 1998-05-26 University Of Chicago Device of dispensing micro doses of aqueous solutions of substances onto a carrier and device for carrying out said method

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