CN112513459A - 容积式泵装置 - Google Patents

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CN112513459A CN201980050710.6A CN201980050710A CN112513459A CN 112513459 A CN112513459 A CN 112513459A CN 201980050710 A CN201980050710 A CN 201980050710A CN 112513459 A CN112513459 A CN 112513459A
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Abstract

本发明基于一种容积式泵装置，其具有至少一个形状记忆单元(10)，所述形状记忆单元(10)包括至少一个磁性形状记忆元件(12)，所述容积式泵装置设置成将至少一种介质(14)沿至少一个输送方向(16)输送。提出的是所述容积式泵装置具有至少一个变形单元(18)，所述变形单元(18)设置成为了提供输送容腔(76)而至少在空转状态下通过在输送方向(16)上起作用的压力和/或拉力使所述磁性形状记忆元件(12)变形，使得所述磁性形状记忆元件(12)具有至少一个第一子区域(20)和至少一个第二子区域(22)，所述至少一个第一子区域(20)和所述至少一个第二子区域(22)至少在其磁取向(28，30)上彼此不同。

Description

容积式泵装置
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的容积式泵装置和根据权利要求28的前序部分的方法。
背景技术
从US2016/0301293A1中已知一种微型泵，该微型泵使用MSM元件和电磁磁体单元进行输送，其中，处于操作状态中的电磁磁体单元设置成产生MSM元件的局部纵向变形以提供输送容腔。
发明内容
本发明的目的尤其是提供一种通用类型的装置，该装置在其结构，尤其是在结构空间和/或可靠性方面具有改进的特性。根据本发明，该目的通过权利要求1和权利要求28的特征来实现，而本发明的有利设计方案和进一步的改进方案可以在从属权利要求中得知。
本发明基于一种容积式泵装置，其具有至少一个形状记忆单元，所述形状记忆单元包括至少一个磁性形状记忆元件，所述容积式泵装置设置成将至少一种介质沿至少一个输送方向输送。
在本发明的尤其是可以单独地或与本发明的其他方面结合地考虑的一个方面中提出的是，所述容积式泵装置具有至少一个变形单元，所述变形单元设置成为了提供输送容腔而至少在空转状态下通过在输送方向)上起作用的压力和/或拉力使所述磁性形状记忆元件变形，使得所述磁性形状记忆元件具有至少一个第一子区域和至少一个第二子区域，所述至少一个第一子区域和所述至少一个第二子区域至少在其磁取向上彼此不同。由此，可以有利地改进容积式泵装置的结构，因为尤其可以省去用于构成第一子区域和/或用于使子区域的磁取向磁化的移动的且因此易磨损和易故障的构件。特别有利地，可以减小所述容积式泵装置的构件的磨损和/或可以增大维护间隔。进一步有利地，可以改进可靠性，因为即使在空转状态下也随时可以提供用于收纳介质的输送容腔。因此，可以尤其避免的是，在容积式泵装置的操作状态的尤其非预期的去激活的情况下不可预料地分散介质并导致容积式泵装置的损坏。进一步有利地，可以实现特别紧凑的结构。
“容积式泵装置”应尤其理解为容积式泵的尤其是功能组件，尤其是结构和/或功能组件。容积式泵装置尤其是至少部分地并且优选地至少大部分地构成容积式泵。替代地，容积式泵装置也可以完全构成容积式泵。在这里，表述“至少大部分地”应尤其理解为至少55％，有利地至少65％，优选至少75％，特别优选至少85％，非常特别优选至少95％，以及尤其是也可以完全。“容积式泵”应尤其理解为一种泵，尤其是电动泵，其使用容积式机构来输送至少一种介质。容积式泵尤其具有至少一个封闭的输送容腔，该输送容腔输送介质并且优选地设置成防止介质逆着输送方向的不期望的回流。特别有利地，容积式泵是自吸式的并且设置成自主地产生负压以便将介质输送到容积式泵中，其中，尤其可以不需要另外的负压组件，例如附加的负压泵。“设置”应尤其理解为特别编程、设计和/或配备。针对某一特定功能设置一个对象应尤其理解为该对象可以在至少一种应用状态和/或操作状态下执行和/或实施所述特定功能。尤其地，容积式泵构成为微型泵。“微型泵”应尤其理解为容积式泵，其具有最大25cm3、优选不超过15cm3以及特别优选不超过5cm3的结构空间。容积式泵装置尤其设置用于输送介质，该介质包括至少一种液体、至少一种气体、至少一种固体材料、尤其是粉末状固体材料和/或它们的混合物。例如，介质可以包括至少一种液体，该液体具有溶解于其中的固体材料，例如活性剂、药物等。
“形状记忆单元”应尤其理解为一种设置成使用至少一种形状记忆效应来输送介质的单元。由形状记忆单元用来输送介质的形状记忆效应尤其是磁性形状记忆效应。替代地或附加地，形状记忆单元可以使用依赖于温度的形状记忆效应。为了输送介质，可以设想的是，容积式泵装置可以具有至少两个形状记忆单元，优选至少三个形状记忆单元以及特别优选多个形状记忆单元。例如，这种形状记忆单元可以并联和/或串联地彼此连接。非常特别优选地，容积式泵装置仅具有一个形状记忆单元。
形状记忆单元可以尤其具有至少两个，优选至少三个以及特别优选多个形状记忆元件，这些形状记忆元件可以尤其单独地和/或彼此联接地构成。非常特别优选地，形状记忆单元具有一个形状记忆元件。“形状记忆元件”应尤其理解为一种至少部分地、优选至少大部分地由形状记忆材料构成的元件，该元件包括至少一种结构各向异性和/或至少一种磁各向异性，该结构各向异性例如通过改变元件的长度和/或厚度而导致形状改变，该磁各向异性导致磁取向的重新取向。尤其地，结构各向异性和磁各向异性是相互依赖的和/或相互感应的。尤其地，对于将形状记忆元件构成为磁性形状记忆元件的情况，各向异性的转换至少依赖于磁场，尤其是依赖于穿过形状记忆元件的磁场的取向。由形状记忆元件构成的形状记忆材料可以尤其是磁性可变形材料，例如磁致伸缩材料。然而，优选地，形状记忆元件包括至少一种尤其是磁性有效和/或活性的形状记忆材料，并且特别优选是磁性形状记忆合金(也称为MSM材料＝磁性形状记忆材料(Magnetic Shape Memory material))。优选地，在这里，磁性形状记忆材料包含镍、锰和镓，它们优选构成磁性形状记忆合金。
此外，形状记忆单元尤其具有至少一个护套。至少形状记忆元件至少部分地，优选至少大部分地以及特别优选完全地布置在护套内和/或由护套包围。护套设置成密封形状记忆元件。护套尤其是可塑性变形的，并且优选为可弹性变形的。优选地，护套至少部分地由合成材料，尤其是塑料并且优选地由弹性合成材料构成。
为了与环境交换介质，形状记忆单元尤其具有至少两个尤其在输送方向上彼此错开布置并且设置用于介质的进入和/或排出的介质通道。介质通道尤其由护套的凹槽形成。优选地，泵装置具有单一输送方向，从而优选地，一个介质通道构成介质入口，并且至少一个另外的介质通道构成介质出口。介质通道优选地布置在形状记忆单元的不同的、尤其是彼此相对的端部部段上。“端部部段”应尤其理解为这样的部段，其从物体的自由端部开始延伸到该物体中，尤其延伸至多3cm，优选至多1cm以及特别优选至多0.25cm。尤其地，介质通道布置在形状记忆单元的同一侧部上。此外，形状记忆单元可以具有两个另外的介质通道，该两个另外的介质通道布置在形状记忆单元的另外的侧部上，该另外的侧部不同于形状记忆单元的布置有介质通道的侧部并且优选地与该侧部相对。
形状记忆单元尤其至少部分地、优选至少大部分地以及特别优选完全地构成为细长的物体。尤其地，形状记忆单元的形状记忆元件和/或护套构成为细长的物体。“细长的物体”应尤其理解为这样的物体，其具有垂直于该物体的主延伸部的尺寸，该尺寸比其主延伸部小至少2倍，优选至少5倍以及特别优选至少10倍。物体的“主延伸部”应尤其理解为物体沿该物体的主延伸方向的延伸部，该延伸部有利地通过该物体的几何中心和/或质心。物体的“主延伸方向”应尤其理解为平行于最小假想矩形长方体的最长边缘而取向的方向，该最小假想矩形长方体恰好仍完全包围该物体。优选地，形状记忆元件具有杆的形状。尤其地，在输送方向上观察，形状记忆元件具有四边形的横截面。该横截面尤其具有四个侧表面，这些侧表面限定形状记忆单元的侧部。护套的形状尤其构成为与形状记忆元件的形状相对应。优选地，护套具有柔性管的形状。尤其地，在输送方向上观察，护套具有四边形的横截面。
输送方向尤其至少大致平行于至少形状记忆元件、护套和/或形状记忆单元的主延伸方向。“至少大致平行”应在此尤其理解为一方向相对于参考方向尤其是在平面中的取向，其中，该方向和该参考方向尤其是在考虑到小于8°、有利地小于5°以及特别有利地小于2°的最大偏差的情况下围成90°的角度。优选地，输送方向至少与形状记忆元件、护套和/或形状记忆单元的主延伸方向相同。
容积式泵装置的“空转状态”应尤其理解为与操作状态不同的状态，在该操作状态中容积式泵装置沿输送方向主动地输送介质。尤其地，空转状态是容积式泵装置的输送容腔闲置的状态。优选地，空转状态是容积式泵装置没有能量供应的状态，其中，尤其是没有电流流过该容积式泵装置和/或没有电压施加到该容积式泵装置上。
“变形单元”应尤其理解为这样的单元，其提供至少一个压力和/或拉力以使至少形状记忆元件变形并且优选地使形状记忆单元变形。为此，变形单元尤其可以固有地或通过外力作用来张紧和/或压缩形状记忆元件。变形单元尤其通过与形状记忆单元，尤其与形状记忆元件的机械和/或磁性相互作用来提供压力和/或拉力。优选地，变形单元构成支撑，在该支撑中夹紧形状记忆单元，尤其至少形状记忆元件。
“输送容腔”是由至少一个至少平行于运输方向的第二子区域界定的容腔，该容腔优选地包围在与第一子区域相邻的两个第二子区域之间和/或由至少大致垂直于输送方向的护套所包围。“至少大致垂直”在此应尤其理解为一方向相对于参考方向尤其是在平面中的取向，其中，该方向和该参考方向尤其是在考虑到小于8°、有利地小于5°以及特别有利地小于2°的最大偏差的情况下围成0°的角度。
第一子区域和第二子区域之间的区别尤其在于它们的磁各向异性和/或它们的结构各向异性的不同的取向，该不同的取向决定了它们的不同的磁取向和/或尺寸。“磁各向异性”应尤其理解为磁优选方向的存在。尤其地，磁各向异性引起磁化与晶格的耦合。“磁各向异性的取向”应尤其理解为磁各向异性的优选方向的取向。“结构各向异性”应尤其理解为结构优选方向的存在，这例如在不同于立方晶格构成的晶格中的情况。“结构各向异性的取向”应尤其理解为结构各向异性的优选方向的取向。尤其地，磁各向异性和结构各向异性的取向或者换句话说它们各自的优选方向，尤其是通过晶格彼此相连。优选地，第一子区域的磁取向至少大致垂直于第二子区域的磁取向。优选地，第一子区域的磁取向至少大致平行于输送方向。进一步优选地，第二子区域的磁取向至少大致平行于输送方向。
在本发明的尤其是可以单独地而且还与本发明的另外的方面结合地考虑的另一方面中提出的是，所述容积式泵装置包括至少一个永磁磁体单元和至少一个电磁磁体单元，所述永磁磁体单元设置成至少在空转状态下使所述磁性形状记忆元件经受磁场，使得所述磁性形状记忆元件具有至少一个第一子区域和至少一个第二子区域，所述至少一个第一子区域和所述至少一个第二子区域至少在磁取向上彼此不同，所述电磁磁体单元设置成至少使所述第一子区域在输送方向上移动。由此，可以有利地改进容积式泵装置的结构，因为尤其可以省去用于构成第一子区域和/或用于使子区域的磁取向磁化的移动的且因此易磨损和易故障的构件。
“磁体单元”应尤其理解为这样的单元，其设置成提供和/或产生作用在形状记忆元件上的磁场。有利地，磁体单元设置成提供磁场，该磁场的磁场主轴线至少大致垂直于和/或至少大致平行于输送方向取向。特别有利地，磁体单元设置成尤其借助磁场在至少一种操作状态下引起形状记忆元件的变形。此外，磁体单元有利地至少部分地布置在形状记忆单元的近区域中。“近区域”应尤其理解为由点构成的空间区域，这些点与参考点和/或参考构件有一段距离、尤其是形状记忆单元小于形状记忆单元的主延伸部的三分之一、优选小于四分之一、更优选小于六分之一以及特别优选小于十分之一，和/或这些点分别具有距参考点和/或参考构件、尤其是形状记忆单元为至多20mm、优选至多10mm以及特别优选至多5mm的距离。
磁体单元具有至少一个磁体元件，该磁体元件构成为电磁磁体元件和/或永磁磁体元件。尤其地，磁体单元具有至少两个、优选至少三个以及特别优选多个磁体元件，这些磁体元件尤其构成为至少大致相同。磁体元件特别是彼此单独地实施和可致动，和/或优选地相对于彼此错开布地置，特别是在输送方向上错开。“至少大致相同”应尤其理解为除了制造公差和/或组装公差之外是相同的。
“永磁磁体单元”应尤其理解为这样的磁体单元，其中该磁体单元的至少一个磁体元件，优选所有磁体元件的大部分以及特别优选所有磁体元件构成为永磁磁体元件。优选地，永磁磁体单元没有电磁磁体元件。“永磁磁体元件”应尤其理解为这样的磁体元件，其至少部分地，优选至少大部分地以及特别优选完全地由永磁体材料构成。永磁磁体元件尤其保持优选静磁场，而无需电流流动和/或施加电压。“永磁体材料”应尤其理解为这样的磁性材料，其尤其在初始磁化之后具有剩磁。有利地，在这里，永磁体材料具有至少0.2T、尤其至少0.4T以及尤其至少0.6T的剩磁通密度。永磁体材料尤其包括至少一种硬磁性材料，例如至少铁，至少钴，至少镍，至少铁氧体和/或它们的合金。
“电磁磁体单元”应尤其理解为这样的磁体单元，其中该磁体单元的至少一个磁体元件，优选所有磁体元件的大部分以及特别优选所有磁体元件构成为电磁磁体元件。尤其地，电磁磁体单元没有永磁磁体元件。“电磁磁体元件”应尤其理解为这样的磁体元件，其包括至少一个导体环，该导体环在操作状态下设置成由电流流过和/或其上施加有电压。尤其地，电磁磁体元件具有至少两个、优选至少三个以及特别优选多个导体环。电磁磁体元件尤其构成为线圈，优选空心线圈。
磁体单元，尤其是构成为永磁磁体单元的磁体单元，可以尤其至少部分地构成变形单元，可以至少部分地与该变形单元一体构成和/或可以与该变形单元相同。为此，磁体单元能够借助由其提供的向形状记忆单元施加的磁场来使形状记忆材料的磁各向异性重新取向，从而可以构成第一子区域。对于该情况，磁体单元的磁场主轴线至少大致垂直于输送方向取向。替代地或附加地，磁体单元能够通过提供具有大致平行于输送方向取向的磁场主轴线的磁场来引起与形状记忆单元的磁性相互作用而使结构各向异性重新取向，由此产生作用在形状记忆元件上的压力和/或拉力并因此可以构成至少第一子区域。第一物体和第二物体彼此“至少部分地一体”构成应尤其理解为，第一物体的至少一个元件和/或部分与第二物体的至少一个元件和/或部分一体构成。特别优选地，一体也应理解为一件式。“一件式”应尤其理解为成形为一件。优选地，该一件由单个毛坯、一个团块和/或一个铸件特别优选地采用注塑工艺、尤其是单组分和/或多组分注塑工艺制成。
磁场的“磁场主轴线”应尤其理解为沿最大磁场强度延伸的轴线。尤其地，磁场主轴线至少大致平行于且优选同轴于磁体元件和/或磁体单元的对称轴线和/或主延伸部，该磁体单元提供和/或产生磁场，该磁场包括磁场主轴线。例如，对于电磁磁体元件的情况，磁场主轴线至少大致平行于和/或同轴于电磁磁体元件的导体环、尤其是线圈的对称轴线。此外，例如对于永磁磁体元件的情况，磁场主轴线至少大致平行于和/或同轴于磁体元件的延伸部，尤其是主延伸部，该延伸部尤其以最短的方式连接北极和南极的相对表面。
尤其地，磁体单元，优选地构成为电磁磁体单元的磁体单元设置成使至少第一子区域在输送方向上移动。优选地，当激活电磁磁体单元时，电磁磁体单元将第一子区域推到其前面。替代地，可以设想的是，电磁磁体单元至少部分地改变子区域的取向并因此在不同位置处沿形状记忆元件产生和/或消除具有不同磁取向的子区域。尤其地，可以设想的是，电磁磁体单元对已由永磁磁体单元改变取向的子区域进行重新取向并将其转换为第二子区域。
还提出的是，所述第一子区域具有比所述第二子区域小的垂直于所述输送方向的尺寸。可以有利地以有效和简单的方式提供输送容腔。尤其地，该尺寸小至少2％，优选至少5％以及特别优选至少10％。第一子区域由于与第二子区域相比较小的尺寸而在自身和包围形状记忆元件的护套之间构成输送容腔。尤其地，输送容腔至少从一侧部由相邻的第二子区域界定。在这里，尤其是通过第二子区域与护套一起带来输送方向上输送容腔的流体密封。
为了实现特别大的输送容腔，第一子区域可以在磁性形状记忆元件的延伸部的大部分上延伸。然而，特别优选地提出的是，所述第一子区域在所述磁性形状记忆元件的延伸部的一小部分上沿所述输送方向延伸。可以有利地输送和输出特别小的输送容腔。进一步有利地，可以改进待输出输送量的精度。“小部分”应尤其理解为小于实体的25％，优选小于总数的15％，以及特别优选小于总数的5％。
还提出的是，所述磁性形状记忆元件具有至少两个第一子区域和至少两个第二子区域。由此，可以有利地改进泵功率。尤其地，可以实现更高的介质通过量。尤其地，一个第一子区域分别与至少一个第二子区域相邻，尤其是直接相邻。还可以设想的是，磁性形状记忆元件具有多个第一子区域和多个第二子区域。优选地，磁性形状记忆元件具有偶数个第一子区域和奇数个第二子区域，反之亦然。
可以设想的是，变形单元至少部分地布置成沿形状记忆单元至少大致平行地延伸。尤其地，为了进一步改进结构，提出的是，所述变形单元至少部分地布置在所述形状记忆元件的端部部段上。优选地，变形单元布置在形状记忆单元的两个彼此相对的端部部段上，尤其是对于变形单元构成用于形状记忆单元的支撑的情况。
此外，提出的是，所述变形单元至少部分地同轴地围绕所述磁性形状记忆元件布置。由此，可以有利地减小结果空间。尤其是对于该情况，变形单元由磁体单元、尤其是上述磁体单元、优选为永磁磁体单元构成。表述“两个物体同轴地布置”应尤其理解为，这些物体具有共同的对称轴线，这些物体围绕该共同的对称轴线布置，优选地相互包围。
尤其地，为了实现输送容腔和/或待输出输送量的可调节性，有利地提出的是，所述变形单元设置用于调节所述磁性形状记忆元件的变形的不同变形程度。尤其地，可以通过改变由变形单元提供的拉力和/或压力的变化来调节变形程度。尤其地，对于变形单元包括至少一个磁体元件的情况，即尤其是当变形单元与磁体单元至少部分地一体构成和/或由磁体单元构成时，可以通过磁场强度来调节拉力和/或压力。尤其地，对于将这种磁体元件和/或这种磁体单元构成为电磁磁体元件和/或电磁磁体单元的情况，磁场强度并且因此特别是拉力和/或压力可以通过电流和/或电压来调节，所述电磁磁体元件和/或电磁磁体单元利用该电流和/或电压来操作。拉力压力
还提出的是，所述变形单元具有至少一个机构，所述机构向所述磁性形状记忆元件施加压力或拉力以进行机械变形。有利地，以这种方式可以以简单的方式提供压力和/或拉力。可以尤其改进变形单元的可靠性。特别优选地，该机构包括至少一个调节元件，用于调节向形状记忆元件施加的压力和/或拉力。优选地，调节元件构成为调节螺钉。尤其地，在设计为调节螺钉的情况下，调节元件可旋转地支承在至少一个螺纹上并且与磁性形状记忆元件至少联接并且优选地以直接作用的方式布置，使得调节元件的旋转向磁性形状记忆元件施加压力和/或拉力。
还提出的是，所述变形单元包括至少一个尤其是永磁磁体元件。由此，可以进一步改进可靠性。尤其地，对于该情况，磁体单元和变形单元可以至少部分地一体构成。
还提出的是，由所述变形单元提供的磁场的磁场主轴线至少大致平行于所述输送方向取向。由此，可以产生特别强的压力和/或拉力。
还提出的是，所述容积式泵装置包括至少一个磁体单元，尤其是上述磁体单元，所述磁体单元设置成使至少所述第一子区域沿所述输送方向移动。磁体单元尤其提供磁场，该磁场可以沿输送方向移动，以便优选地产生第一子区域的移动。磁体单元可以构成为永磁磁体单元，该永磁磁体单元优选地包括至少一个沿输送方向可移动地被支承的永磁磁体元件，以便因此使磁场沿输送方向移动。例如，所述容积式泵装置可以包括致动器，例如磁致动器，以使永磁磁体元件移动，该致动器优选构成为线性电动机。优选地，磁体单元构成为电磁磁体单元，该电磁磁体单元包括多个沿输送方向分开布置的电磁磁体元件，该多个电磁磁体元件被单独致动并且能以级联方式在输送方向上激活，以产生沿输送方向移动的磁场。尤其地，“第一子区域的移动”应理解为将至少一个第二子区域至少一次至少部分地转换为以及优选地多次转换为第一子区域的至少一部分，由此尤其是在整体上产生第一子区域的移动。“移动”应理解为至少一个第二子区域至少部分地转换为第一子区域，和/或反之亦然。如果尤其是第一子区域位于磁体单元的相应激活的磁体元件的近区域中，则该子区域被施加磁场。尤其地，由于第一子区域的磁取向优选地至少大致垂直于由磁体单元产生的磁场的磁场主轴线取向，因而第一子区域的磁各向异性在磁体元件的近区域中重新取向。尤其由于结构各向异性和磁各向异性相互依赖，因此优选还导致结构各向异性的改变。因此，例如在外部磁场的近区域中，第一子区域的至少一部分被转换为新的第二子区域。尤其地，由于形状记忆元件通过变形单元至少在空转状态下且优选地永久变形，因而在外部磁场的近区域之外的优选与第一子区域相邻的第二子区域的结构和/或磁各向异性必须至少部分地在空间和/或磁性上重新取向，以便保持形状记忆元件的由变形单元通过压力和/或拉力引起的变形。因此，尤其在由相应的磁体元件产生的外部磁场的近区域之外，第二子区域至少部分地转换为第一子区域。因此，总体上，第一子区域有利地在外部磁场的近区域中避开该外部磁场并且沿输送方向移动。此后，尤其是原来位于第一子区域的近区域中的相应的磁体元件可以去激活。
尤其地，为了进一步减小结构空间，提出的是，所述磁体单元，尤其是上述的永磁磁体单元和/或电磁磁体单元，至少部分地，优选至少大部分地以及特别优选完全地同轴地围绕所述形状记忆单元布置。尤其地，磁体单元和形状记忆单元的对称轴线和/或主延伸方向是相同的。特别优选地，磁体单元至少部分地，优选至少大部分地以及特别优选完全地同轴地围绕变形单元布置。尤其地，磁体单元和变形单元的对称轴线和/或主延伸方向是相同的。
还提出的是，所述磁体单元，尤其是上述的电磁磁体单元，具有至少一个磁体元件，所述磁体元件构成为电磁磁体元件。
此外，提出的是，所述磁体单元，尤其是上述的永磁磁体单元，具有至少一个第一磁体元件和至少一个第二磁体元件，所述第一磁体元件和所述第二磁体元件沿输送方向彼此错开地布置。这有利地使形状记忆元件的不同子部段能够选择性地受到磁场的影响。
此外，提出的是，所述磁体单元具有至少一个第一磁体元件和第二磁体元件，所述第一磁体元件和所述第二磁体元件可以彼此单独地致动。由此，可以通过致动磁体元件来实现沿输送方向的输送。优选地，磁体元件构成为单独构成的电磁磁体元件，例如构成为线圈，其各自可以以单独的电流和/或单独的电压来致动以进行单独致动。尤其地，容积式泵装置具有至少一个控制单元。“控制”应尤其理解为具有至少一个电子控制装置的单元。电子“控制装置”应尤其理解为具有处理器单元和存储单元以及存储在该存储单元中的操作程序的单元。原则上，控制和/或调节单元可以具有多个互连的控制装置，这些控制装置优选地设置成通过总线系统，尤其是CAN总线系统彼此通信。控制单元尤其设置用于致动磁体单元并且尤其用于单独地致动磁体单元的相应的磁体元件。例如，各个磁体元件可以沿运输方向布置，并且可以连续地激活和去激活，结果，所述磁体元件沿输送方向移动至少第一子区域。
还提出的是，所述容积式泵装置具有至少一个另外的磁体单元。由此，可以有利地进一步改进致动。可以设想的是，所述另外的磁体单元构成为与磁体单元不同。还可以设想的是，磁体单元构成为永磁磁体单元，而所述另外的磁体单元构成为电磁磁体单元。例如，尤其构成为永磁磁体单元的磁体单元可以至少部分地、优选至少大部分地以及特别优选完全地与变形单元一体构成和/或可以构成为变形单元。然而，优选地，磁体单元中的至少一个始终构成为电磁磁体单元。特别优选地，磁体单元和另外的磁体单元构成为电磁磁体单元。
还提出的是，所述另外的磁体单元沿所述输送方向至少部分地相对于所述磁体单元错开地布置。由此，可以有利地改进致动的分辨率并且因此可以提高输送操作的连续性。尤其地，磁体单元的至少一个磁体元件沿输送方向相对于另外的磁体单元的至少一个磁体元件错开地布置。优选地，磁体单元的磁体元件和另外的磁体单元的磁体元件交替地沿输送方向彼此错开地布置。尤其地，垂直于输送方向观察，磁体单元的至少一个磁体元件与另外的磁体单元的至少一个磁体元件重叠地布置。
为了尤其进一步改进结构的紧凑性，还提出的是，所述另外的磁体单元至少部分地同轴地围绕所述磁体单元布置。尤其地，磁体单元和另外的磁体单元的对称轴线和/或主延伸方向和/或磁场主方向是相同的。
还提出的是，所述容积式泵装置包括至少一个放大单元，所述放大单元设置成放大由所述变形单元和/或所述磁体单元提供的磁场。由此，可以改进将磁场引入到形状记忆单元中。放大单元尤其具有至少一个磁轭。磁轭尤其至少部分地、优选至少大部分地构成磁场回路。在这里，磁轭可以尤其由铁磁性材料例如铁构成。替代地或附加地，放大单元可以至少部分地构成变形单元和/或与变形单元至少部分地一体构成。例如，为此，放大单元可以尤其包括至少一个永磁磁体元件。
为了实现构件的特别紧凑的布置，提出的是，所述放大单元至少部分地包围至少所述磁体单元和/或所述变形单元布置。“放大单元”应尤其理解为这样的单元，其包括至少一个磁场回路，该磁场回路设置用于传导磁场。放大单元尤其至少部分地，优选至少大部分地以及特别优选完全地同轴地围绕形状记忆单元、磁体单元、另外的磁体单元和/或供应单元构成。尤其地，放大单元和形状记忆单元、磁体单元、另外的磁体单元和/或变形单元的对称轴线和/或主延伸方向是相同的。优选地，放大单元至少部分地相对于形状记忆单元的主延伸轴线镜像对称地布置。优选地，放大单元具有两个磁场回路，该两个磁场回路优选地构成为彼此至少大致相同。磁场回路围绕与形状记忆单元的主延伸方向相同的轴线彼此镜像对称地布置。磁场回路尤其具有至少一个磁轭。磁轭具有U形。磁轭至少部分地由诸如铁的导磁材料构成。还可以设想的是，磁轭至少部分地由永磁材料构成。优选地，磁场回路具有至少一个磁体元件。磁场回路的这种磁体元件可以构成为电磁磁体元件。然而，优选地，磁场回路的磁体元件构成为永磁磁体元件。在这里，磁体元件构成磁轭的U形的至少一个腿部。优选地，磁场回路具有至少两个磁体元件，这些磁体元件构成为彼此大致相同。磁体元件优选地构成U形的两个相对的腿部。此外，磁场回路和/或磁场回路中的两个至少部分地由形状记忆单元、尤其是形状记忆元件构成。
还提出的是，所述容积式泵装置具有至少一个补偿单元，所述补偿单元提供至少一个磁场，所述磁场流过所述形状记忆单元并且包括磁场主轴线，所述磁场主轴线至少横向于所述输送方向取向。由此，可以实现在形状记忆元件中均匀传播的磁场。“至少横向取向”应尤其理解为至少不同于平行取向来取向。尤其地，“至少横向取向”也应理解为至少大致垂直。补偿单元尤其构成为磁体单元，尤其是电磁磁体单元和/或永磁磁体单元。补偿单元设置成在磁场沿输送方向移动时，尤其是在磁体单元的各个磁体元件之间切换时，补偿由容积式泵装置的磁体单元产生的磁场。补偿单元优选地可由控制单元与磁体单元分开致动。可以设想的是，补偿单元的磁场主轴线是可旋转的。例如，这可以通过不同的相对于彼此旋转布置的磁体元件，尤其是电磁磁体元件来实现，这些磁体元件可以彼此单独地控制。替代地，这可以通过一个或多个可旋转地被支承的磁体元件，尤其是永磁磁体元件来实现。
在本发明的另外的方面中提出了一种用于操作容积式泵装置的方法，其中，介质至少由至少一个形状记忆单元的磁性形状记忆元件至少沿至少一个输送方向输送，其中，在至少一个方法步骤中，所述磁性形状记忆元件至少在静止状态下借助压力和/或拉力沿所述输送方向变形，使得所述磁性形状记忆元件具有至少一个第一子区域和至少一个第二子区域，所述至少一个第一子区域和所述至少一个第二子区域至少在其磁取向上彼此不同。由此，可以有利地改进输送量的输出。
在本发明的另外的方面中提出了一种用于操作容积式泵装置的方法，其中，所述磁性形状记忆元件由至少一个永磁磁体单元施加磁场，使得所述磁性形状记忆元件具有至少一个第一子区域和至少一个第二子区域，所述至少一个第一子区域和所述至少一个第二子区域至少在其磁取向上彼此不同，并且至少所述第一子区域通过至少一个电磁磁体单元在输送方向上移动。由此，可以有利地改进输送量的输出。
根据本发明的容积式泵装置和/或用于操作容积式泵装置的方法在此不应限于上述的应用和实施方式。尤其地，为了实现本文所述的功能，根据本发明的容积式泵装置和/或操作该容积式泵装置的方法可以包括各自数量的各个元件、构件和单元以及不同于这里提到的数量的方法步骤。此外，关于本公开中给出的数值范围，在所述范围内的数值应视为公开，并可酌情插入。
附图说明
通过下面的附图描述，其他优点将变得显而易见。在附图中示出了本发明的示例性实施例。附图、说明书和权利要求包含许多组合的特征。本领域技术人员还会有目的地单独地考虑这些特征，并将发现进一步的有利组合。在附图中：
图1以示意图示出了具有容积式泵装置的容积式泵；
图2以示意图示出了具有形状记忆单元、变形单元和磁体单元的容积式泵装置的一部分；
图3示出了用于操作容积式泵装置的方法的示意性流程图；图4以示意图示出了具有形状记忆单元的容积式泵装置的另外的示例性实施例，该形状记忆单元具有至少两个第一子区域；
图5以示意图示出了具有磁体单元和变形单元的容积式泵装置的另外的示例性实施例；
图6以示意图示出了具有磁体单元和变形单元的容积式泵装置的另外的示例性实施例；
图7以示意图示出了具有磁体单元和另外的磁体单元的容积式泵装置的另外的示例性实施例；
图8以示意图示出了具有放大单元、磁体单元和另外的磁体单元的容积式泵装置的另外的示例性实施例；
图9以示意图示出了具有放大单元、磁体单元和另外的磁体单元的容积式泵装置的另外的示例性实施例；
图10以示意图示出了具有放大单元、磁体单元和另外的磁体单元的容积式泵装置的另外的示例性实施例；
图11以示意图示出了具有形状记忆单元的容积式泵装置的另外的示例性实施例，该形状记忆单元包括第一子区域，该第一子区域在形状记忆单元的主延伸部的大部分上延伸；
图12以示意图示出了具有补偿单元的容积式泵装置的另外的示例性实施例；
图13以示意图示出了具有补偿单元的容积式泵装置的另外的示例性实施例；以及
图14以示意图示出了具有永磁磁体单元和电磁磁体单元的容积式泵装置的另外的示例性实施例。
具体实施方式
图1以示意图示出了具有容积式泵装置的容积式泵62a。容积式泵62a构成为微型泵。容积式泵62a需要最多25cm3的结构空间。在当前情况下，容积式泵装置完全构成容积式泵62a。替代地，容积式泵62a的结构空间可以明显地更小，其中，该结构空间优选地为不超过15cm3，并且特别优选地为不超过5cm3。也可以设想在传统的泵，即结构空间大于25cm3的泵中使用容积式泵装置。
容积式泵装置设置成在操作状态下沿输送方向16a输送介质14a。在操作状态下，容积式泵装置使用电流和/或电压来输送介质14a。此外，容积式泵装置设置成在空转状态下存储和/或不输送介质14a。在空转状态下，容积式泵装置没有电流供应和/或电压供应。
图2以示意图示出了容积式泵装置的一部分。容积式泵装置具有至少一个形状记忆单元10a。形状记忆单元10a设置用于输送介质14a。形状记忆单元10a在输送方向16a上输送介质14a。为了输送介质14a，形状记忆单元10a利用形状记忆效应。在当前情况下，形状记忆单元10a利用磁性形状记忆效应。替代地或附加地，形状记忆单元还可以使用不同的物理形状记忆效应来输送介质，例如热形状记忆效应。
形状记忆单元10a以细长的方式构成。形状记忆单元10a具有主延伸方向64a。形状记忆单元10a沿主延伸方向64a的尺寸产生形状记忆单元10a的主延伸部。形状记忆单元10a垂直于主延伸方向64a的尺寸比形状记忆单元10a的主延伸部至少小2倍。在当前情况下，垂直于形状记忆单元10a的主延伸部的尺寸甚至比主延伸部至少小10倍。
形状记忆单元10a具有至少一个端部部段38a。端部部段38a布置在形状记忆单元10a的一个自由端部处。端部部段38a从形状记忆单元10a的一个自由端部朝形状记忆单元10a中延伸，更确切地说延伸至多1cm。在当前情况下，形状记忆单元10a具有至少一个另外的端部部段40a。另外的端部部段40a构成为至少大致与端部部段38a相同。另外的端部部段40a布置在形状记忆单元10a的另外的自由端部处。另外的端部部段40a从形状记忆单元10a的另外的自由端部朝形状记忆单元10a中延伸，更确切地说延伸至多1cm。端部部段38a、40a彼此相对。
形状记忆单元10a包括至少一个护套66a。护套66a设置用于至少一个形状记忆元件12a的布置和/或流体技术密封。护套66a以细长的方式构成。在当前情况下，护套66a构成为软管状。护套66a具有主延伸方向68a。护套66a沿主延伸方向68a的尺寸产生护套66a的主延伸部。护套66a垂直于护套66a的主延伸方向68a的尺寸比护套66a的主延伸部至少小2倍。在当前情况下，垂直于护套66a的主延伸方向68a的尺寸甚至比其主延伸部至少小10倍。护套66a的主延伸部至少大致对应于形状记忆单元10a的主延伸部。在当前情况下，护套66a的主延伸方向68a与形状记忆单元10a的主延伸方向64a相同。护套66a的主延伸方向68a至少大致平行于输送方向16a。
护套66a垂直于其主延伸方向68a具有四边形的横截面(未示出)。护套66a具有四个侧表面。护套66a构成为至少部分地可塑性或弹性变形。护套66a至少部分地由合成材料制成。
为了交换介质14a，形状记忆单元10a具有至少一个介质通道70a。介质通道70a由护套66a的凹槽构成。在当前情况下，形状记忆单元10a具有另外的介质通道72a。另外的介质通道72a构成为至少大致与介质通道70a相同。介质通道70a和另外的介质通道72a沿输送方向16a彼此错开地布置。介质通道70a和另外的介质通道72a布置在形状记忆单元10a的同一侧部上。介质通道70a布置在端部部段38a中。介质通道70a构成为介质入口。另外的介质通道72a布置在端部部段40a中。另外的介质通道72a构成为介质出口。替代地或附加地，形状记忆单元可以具有附加的介质通道，这些附加的介质通道尤其可以相对于已经提到的介质通道的布置而布置在不同的、优选地相对的侧部上，由此可以实现压力补偿泵机构。
形状记忆单元10a包括至少一个形状记忆元件12a。在当前情况下，形状记忆单元10a具有恰好一个形状记忆元件12a。然而，替代地，可以设想的是，形状记忆单元可以具有至少两个或多个形状记忆元件，这些形状记忆元件单独和/或彼此联接地构成，由此可以实现更大的输送容腔。多个子形状记忆元件也可以构成形状记忆元件。
形状记忆元件12a以细长的方式构成。形状记忆元件12a具有主延伸方向74a。形状记忆元件12a沿主延伸方向74a的尺寸产生形状记忆元件12a的主延伸部。形状记忆元件12a垂直于主延伸方向74a的尺寸比形状记忆元件12a的主延伸部至少小2倍。在当前情况下，垂直于形状记忆元件12a的主延伸方向74a的尺寸甚至比主延伸部至少小10倍。形状记忆元件12a的主延伸部至少大致对应于形状记忆单元10a的主延伸部。形状记忆元件12a的主延伸方向74a与护套66a的主延伸方向68a和/或形状记忆单元10a的主延伸方向64a相同。形状记忆元件12a的主延伸方向74a至少大致平行于输送方向16a。
形状记忆元件12a具有杆的形状。形状记忆元件12a垂直于输送方向16a具有四边形的横截面(未示出)。替代地，形状记忆元件可以具有矩形或圆形的横截面。形状记忆元件12a布置在护套66a中。护套66a从四个侧部围绕形状记忆元件12a。护套66a优选地至少在端部部段38a、40a之间密封形状记忆元件12a。
在当前情况下，形状记忆元件12a构成为磁性形状记忆元件。形状记忆元件12a至少部分地由形状记忆材料形成。形状记忆材料是磁性有效和/或活性的形状记忆材料。形状记忆材料是磁性形状记忆合金(也称为MSM材料＝磁性形状记忆(Magnetic ShapeMemory))。在这里，形状记忆材料包括镍、锰和镓。替代地，形状记忆材料也可以是磁致伸缩材料。
形状记忆材料具有结构各向异性。此外，形状记忆材料具有磁各向异性。结构各向异性和磁各向异性是相互依赖的。包括形状记忆材料的形状记忆元件12a的变形至少可以通过结构各向异性的结构重新取向来补偿，并且导致磁各向异性的磁取向的至少大致等效对应的重新取向。相反地，作用在包括形状记忆材料的形状记忆元件12a上的外部磁场可以通过磁各向异性的至少一个按区域的磁重新取向来补偿，从而导致结构各向异性的结构取向的至少大致等效对应的重新取向。
至少在容积式泵装置的空转状态下作用在形状记忆元件12a上的压力和/或拉力导致形状记忆元件12a的至少两个不同的子区域20a、22a、即第一子区域20a和至少一个第二子区域22a的构成。在这里，子区域20a、22a在其各自的结构各向异性的结构取向和/或磁各向异性的磁取向方面彼此不同。此外，这种永久变形和/或起作用的外部磁场可以永久地导致子区域20a、22a的构成。
容积式泵装置具有至少一个变形单元18a，用于至少在空转状态下使形状记忆元件12a变形并且尤其是用于永久变形。变形单元18a设置成使磁性形状记忆元件12a为了提供输送容腔76a而至少在空转状态下通过压力和/或拉力变形。在这里，压力和/或拉力朝输送方向16a指向。
在当前情况下，变形单元18a布置在形状记忆单元10a的端部部段38a、40a上。变形单元18a构成用于形状记忆单元10a的支撑。变形单元18a尤其是永久地张紧和/或扩张形状记忆单元10a，使得至少在空转状态下并且优选永久地向形状记忆元件12a施加压力和/或拉力。
形状记忆元件12a的变形程度以及因此所提供的输送容腔76a与压力和/或拉力的强度相关。所产生的变形的变形程度可以借助压力和/或拉力的强度来调节。
替代地或附加地，可以设想变形单元的另外的设计方案，其中，例如通过将变形单元设计为磁体单元，可以将外部磁场用于变形，以便尤其是产生压力和/或拉力。对于这种情况，形状记忆元件的变形程度与磁场的强度和/或尤其是由磁场产生并作用在形状记忆元件上的压力和/或拉力相关。
通过变形单元18a对形状记忆元件12a的变形，产生至少两个子区域20a、22a。磁性形状记忆元件12a具有至少第一子区域20a。第一子区域20a具有垂直于输送方向16a的第一尺寸。磁性形状记忆元件12a具有至少一个第二子区域22a。第二子区域22a具有垂直于输送方向16a的第二尺寸。第一子区域20a垂直于输送方向16a的第一尺寸小于第二子区域22a垂直于输送方向16a的第二尺寸。第一子区域20a在磁性形状记忆元件12a的延伸部36a的一小部分34a上沿输送方向16a延伸。在当前情况下，第一子区域20a在形状记忆元件12a的主延伸部的至多25％上延伸。第二子区域22a在磁性形状记忆元件12a的延伸部的大部分上在输送方向16a上延伸。在当前情况下，第二子区域22a在形状记忆元件12a的主延伸部的至少50％上延伸。因此，第一子区域20a和第二子区域22a至少在其各自的尺寸和/或延伸部方面彼此不同。
第一子区域20a和护套66a包围输送容腔76a，该输送容腔76a设置用于输送介质14a。第一子区域20a和第二子区域22a彼此相邻布置。因此，输送容腔76a是由于第一子区域20a与垂直于输送方向16a的第二子区域22a相比的不同尺寸而产生的。在当前情况下，形状记忆元件12a具有两个第二子区域22a，该两个第二子区域22a界定第一子区域20a，尤其是由第一子区域20a提供的输送容腔76a。依赖于容积式泵装置的设计方案以及尤其依赖于其输送能力，可以设想具有多个第一和第二子区域的设计方案。
第一子区域20a具有第一磁取向28a。第二子区域22a具有第二磁取向30a。第一子区域20a的第一磁取向28a和第二子区域22a的第二磁取向30a彼此不同。在当前情况下，第一子区域20a的第一磁取向28a至少大致垂直于输送方向16a。在当前情况下，第二子区域22a的第二磁取向30a至少大致平行于输送方向16a。第一子区域20a的第一磁取向28a至少大致垂直于第二子区域22a的第二磁取向30a。因此，第一子区域20a和第二子区域22a至少在其各自的磁取向28a、30a方面彼此不同。
容积式泵装置具有至少一个磁体单元24a。在当前情况下，磁体单元24a设置成使第一子区域20a沿输送方向16a移动。磁体单元24a设置成提供外部磁场26a，该外部磁场26a可沿输送方向16a移动。在容积式泵装置的操作状态中，磁体单元24a使形状记忆单元10a，尤其是形状记忆单元10a的形状记忆元件12a受到外部磁场26a的作用。替代地或附加地，容积式泵装置可以具有另外的磁体单元。例如，另外的磁体单元可以至少部分地构成变形单元和/或至少部分地与该变形单元一体构成。还可以设想的是，另外的磁体单元可以设置用于子区域的磁取向的永久磁性重新取向。
磁体单元24a的外部磁场26a的磁场主轴线48a至少大致平行于输送方向16a。外部磁场26a的磁场主轴线48a至少大致垂直于第一子区域20a的第一磁取向28a。外部磁场26a的磁场主轴线48a至少大致平行于第二子区域22a的第二磁取向30a。还可以设想的是，另外的磁场的主轴线也可以至少大致平行于输送方向，尤其对于另外的磁体单元至少部分地构成变形单元和/或至少部分地与变形单元一体构成的情况。此外，设置用于子区域的磁性重新取向的另外的磁体单元可以具有磁场主轴线，该磁场主轴线至少大致垂直于输送方向取向。
磁体单元24a沿输送方向16a至少大致平行于形状记忆单元10a延伸。磁体单元24a同轴地围绕磁性形状记忆元件12a布置。形状记忆单元10a，尤其是形状记忆元件10a和磁体单元24a的对称轴线和/或主延伸方向是相同的。替代地或附加地，磁体单元和/或另外的磁体单元可以至少部分同轴地围绕容积式泵装置的变形单元或另外的构件布置。
磁体单元24a具有至少一个磁体元件52a。磁性元件52a同轴地围绕形状记忆单元10a布置。磁体元件52a构成为电磁磁体元件52a。在当前情况下，磁体元件52a构成为空心线圈。磁体元件52a的对称轴线至少大致平行于输送方向16a。磁体元件52a的对称轴线限定外部磁场26a的磁场主轴线48a。
在当前情况下，磁体单元24a具有五个磁体元件52a。磁体元件52a构成为至少大致彼此相同。磁体元件52a沿输送方向16a相对于彼此布置。在当前情况下，磁体单元24a没有以永磁方式构成的磁体元件52a。因此，本磁体单元24a是电磁磁体单元。然而，替代地或附加地，磁体单元可以包括至少一个永磁磁体元件。
磁体元件52a可以彼此独立地致动。为了使磁体单元24a的外部磁场26a沿输送方向16a移动，磁体元件52a可以在输送方向16a上逐级地致动。在这里，磁体元件的数量可以不同于本示例性实施例中所示的数量，并且尤其依赖于磁体元件的尺寸确定和/或形状记忆单元的尺寸确定。替代地或附加地，可以设想的是，尤其是在将磁体单元设计为永磁磁体单元的情况下，磁场可以通过磁体元件的致动移动而可位移。
容积式泵装置具有至少一个控制单元78a。控制单元78a至少设置用于致动磁体单元24a。控制单元78a至少设置用于单独致动磁体单元24a的磁体元件52a。可以设想的是，控制单元使用至少一个由操作者预先确定或可预先确定的输送量作为至少一个控制参数。此外，控制单元可以设置用于控制容积式泵装置的另外的部件。例如，变形单元可以是可致动的，以便尤其是调节变形程度，该变形程度与输送容腔76a相关。
在图3中示出了用于操作容积式泵装置的方法的示意性方法流程。该方法以及特别是其中包含的方法步骤100a、102a、104a被存储在控制单元78a中和/或可由控制单元78a来执行。
该方法包括第一方法步骤100a。形状记忆元件12a具有原始的第二子区域22a。原始的第二子区域22a在形状记忆元件12a的整个主延伸部上延伸。在方法步骤100a中，通过变形单元18a在输送方向16a上将压力和/或拉力施加到形状记忆单元10a上。压力拉力形状记忆单元10a通过变形单元18a在空转状态下并且尤其是永久地变形并因此具有变形部。形状记忆单元10a的形状记忆元件12a通过其结构各向异性的至少部分重新取向而变形。由于结构各向异性和磁各向异性是相互依赖的，因而磁各向异性部分等效地重新组织。这样，原始的第二子区域22a的至少一部分被转换为第一子区域20a。原始的第二子区域22a被分为第一子区域20a和两个第二子区域22a。在护套66a和第一子区域20a之间构成输送容腔76a，该输送容腔76a由相邻的第二子区域22a界定。在当前情况下，通过将形状记忆单元10a夹紧在由变形单元18a构成的支撑中来进行压力和/或拉力的施加。这可以例如在容积式泵装置的制造和/或组装期间实现。除此之外，可以设想的是，变形程度可以借助作用在形状记忆元件12a上的更强作用的压力和/或拉力来调节。例如，可以设想的是，这可以借助例如包括调节螺钉的机构来实现，形状记忆单元与该调节螺钉联接。尤其是对于变形单元至少部分地由磁体单元构成和/或至少部分地与磁体单元一体构成的情况，变形程度可以通过为使形状记忆元件变形而提供的磁场的磁场强度来调节。还可以设想的是，构成多个第一子区域以补偿变形。然而，为了形成一个单个第一子区域，可以同时激活磁体单元，尤其是磁体单元的所有磁体元件，以便将第一子区域组合成一个单个第一子区域。
该方法包括至少一个另外的方法步骤102a。另外的方法步骤102a可以在方法步骤100a之后进行。对于容积式泵装置已经制成和/或已经投入使用的情况，可以省去方法步骤100a，并且尤其地，该方法可以从另一方法步骤102a开始和/或可以重复地执行该另外的方法步骤102a。控制单元78a激活至少一个位于第一子区域20a的近区域中的磁体元件52a，以提供外部磁场26a。相应的磁体元件52a使第一子区域20a经受外部磁场26a。由于第一子区域20a的磁取向28a至少大致垂直于外部磁场26a的磁场主轴线48a取向，因而第一子区域20a的磁各向异性在已激活的磁体元件52a的近区域中重新取向。由于结构各向异性和磁各向异性是相互依赖的，因此结构各向异性也随之改变。因此，在磁体元件52a的近区域中，第一子区域20a的至少一部分被转换为新的第二子区域22a。由于形状记忆元件12a通过变形单元18a永久地变形，因而与第一子区域20a相邻的第二子区域22a的各向异性必须在磁场元件52a的近区域外至少部分地在空间和/或磁性上重新取向，以便进一步保持由变形单元18a引起的形状记忆元件12a的变形。因此，在已激活的磁体元件52a的近区域外，第二子区域22a被转换为新的第一子区域20a。因此，总体上，第一子区域20a在已激活的磁体元件52a的近区域中避开该磁体元件52a并且沿输送方向16a位移。然后，可以将原来位于第一子区域20a的近区域中的相应的磁体元件52a停止激活。
方法步骤102a针对磁体单元24a的各磁体元件52a来重复。通过以级联方式致动并且尤其是激活磁体单元24a的沿输送方向16a彼此错开地布置的磁体元件52a，可以因此实现的是，第一子区域20a沿输送方向16a移动。重复方法步骤102a，直到输送容腔76a已从端部部段38a被输送到端部部段40a。
该方法包括至少一个另外的方法步骤104a。在方法步骤104a中，介质14a的输送尤其是在达到预期的输送量之后结束。通过停止激活磁体单元24a来结束输送。由于变形单元18a至少在空转状态下，优选地永久地作用于形状记忆单元10a的变形，可以将介质14a的可能残留物存储在形状记忆单元10a内的第一子区域20a中。
在图4至图14中示出了本发明的另外的示例性实施例。以下描述大致限于示例性实施例之间的差异，其中，关于相同的构件、特征和功能，可以参照图1至图3的示例性实施例以及尤其相应前述示例性实施例的描述。为了在示例性实施例之间进行区分，图1至图3中的示例性实施例的附图标记中的字母a由图4至图14中的示例性实施例的附图标记中的字母b至l取代。关于名称相同的构件，尤其是关于具有相同附图标记的构件，原则上也可以参照附图和/或图1至图3的示例性实施例以及尤其相应前述示例性实施例的描述。
图4以示意图示出了容积式泵装置的另外的示例性实施例。该示例性实施例的特征在于，容积式泵装置的磁体单元24b、多个子区域20b、22b和/或多个介质通道70b、72b的致动。
在当前情况下，形状记忆元件12b具有两个第一子区域20b。此外，形状记忆元件12b具有三个第二子区域22b。为了使两个第一子区域20b同时移动，磁体单元24b的两个磁体元件52b分别由控制单元78b同时激活，并且尤其是在输送方向16b上以级联方式致动。
在当前情况下，形状记忆单元10b在端部部段38b中具有两个介质通道70b、71b。介质通道70b、71b位于形状记忆单元10b的相对侧部上。端部部段38b中的介质通道70b、71b构成为介质入口。此外，形状记忆单元10b在另外的端部部段40b中具有两个另外的介质通道72b、73b。另外的介质通道72b、73b位于相对侧部上。另外的端部部段40b中的另外的介质通道72b、73b构成为介质出口。
图5以示意图示出了容积式泵装置的另外的示例性实施例。该示例性实施例的主要特征在于，容积式泵装置的变形单元18c的实施方式。
在当前情况下，变形单元18c具有至少一个机构42c。机构42c设置用于使容积式泵装置的形状记忆单元10c的磁性形状记忆元件12c机械变形。借助机构42c可以使形状记忆元件12c经受压力或拉力。机构42c布置在形状记忆单元10c另外的端部部段40c上。机构42c包括至少一个调节螺钉44c。借助调节螺钉44c可以调节由变形单元18c向形状记忆元件12c施加的压力和/或拉力。这意味着可以通过变形单元18c调节形状记忆元件12c的变形程度。通过变形程度可以调节形状记忆元件12c的第一子区域20c和形状记忆单元10c的护套60c之间的输送容腔76c。
图6以示意图示出了容积式泵装置的另外的示例性实施例。该示例性实施例的主要特征在于，容积式泵装置的变形单元18d的实施方式。
在当前情况下，变形单元18d构成为磁体单元。变形单元具有至少一个磁体元件46d。磁体元件88d与容积式泵装置的形状记忆单元10d的形状记忆元件12d相互作用，尤其是与形状记忆元件12d的第二子区域22d相互作用，该第二子区域22d具有与磁体元件46d的磁场主轴线90d相同的磁取向30d。因此，形状记忆元件12d由磁体元件46d吸引或排斥。产生压力或拉力，形状记忆元件12d通过磁体元件46d承受该压力或拉力。压力拉力磁体元件46d布置在形状记忆单元10d的另外的端部部段40d上。此外，可以在形状记忆单元的两个端部部段上各布置一个磁体元件。
在当前情况下，磁体元件46d构成为永磁磁体元件。然而，可以设想的是，尤其是为了调节变形程度，可以将磁体元件构成为电磁磁体元件。由此，可以通过施加在磁体元件上的电流和/或电压来调节起作用的磁力以及因此由此产生的形状记忆元件的变形。
图7以示意图示出了容积式泵装置的另外的示例性实施例。该示例性实施例的主要特征在于，容积式泵装置包括至少一个另外的磁体单元32e。
另外的磁体单元32e构成为至少大致与容积式泵装置的磁体单元24e相同。另外的磁体单元32e至少部分地同轴围绕磁体单元24e布置。另外的磁体单元32e沿容积式泵装置的输送方向16e相对于磁体单元24e至少部分地错开地布置。尤其地，另外的磁体单元32e的另外的磁体元件53e沿输送方向16e相对于磁体单元24e的磁体元件52e错开地布置。容积式泵装置的控制单元分别交替地致动磁体单元24e、32e，使得以级联方式激活磁体单元24e、32e的各个磁体元件52e、53e，以使形状记忆单元10e的形状记忆元件12e的第一子区域沿输送方向16e移动。致动中，控制单元考虑磁体单元24e、32e的磁体元件52e、53e的相互感应，由此尤其是可以在磁体单元24e、32e的致动中实现有利的能量效率。
图8以示意图示出了容积式泵装置的另外的示例性实施例。该示例性实施例的主要特征在于，容积式泵装置包括至少一个放大单元56f。
放大单元56f设置成将由容积式泵装置的磁体单元24f、32f提供的磁场26f选择性地导入到容积式泵装置的形状记忆单元10f中。放大单元56f布置成使得其至少部分地包围容积式泵装置的至少一个变形单元18f和/或磁体单元24f、32f。
放大单元56f与形状记忆单元10f、变形单元18f、磁体单元24f和另外的磁体单元32f同轴布置。放大单元56f具有至少一个磁场回路80f。磁场回路80f具有U形。在当前情况下，磁场回路80f具有三个磁场元件，该三个磁场元件构成U形腿部。替代地，磁场回路也可以一体构成。
在当前情况下，放大单元56f具有两个磁场回路80f、82f。磁场回路80f、82f构成为至少大致彼此相同。磁场回路80f、82f围绕形状记忆单元10f彼此镜像对称地布置。磁场回路80f，82f被镜像的镜像轴线与形状记忆单元10f的主延伸方向相同。
图9以示意图示出了容积式泵装置的另外的示例性实施例。该示例性实施例的主要特征在于，容积式泵装置的放大单元56g的实施方式。
放大单元56g具有两个磁场回路80g、82g。在当前情况下，磁场回路80g具有两个磁体元件86g、88g。磁体元件86g、88g各自构成磁场回路80g的一个腿部。磁体元件86g、88g构成为永磁磁体元件86g、88g。替代地，这些磁体元件86g、88g也可以构成为电磁磁体元件。
磁体元件86g、88g设置成使磁场回路80g磁化。在这里，磁体元件86g、88g布置在形状记忆单元10g的端部部段的近区域中。在这里，各个磁体元件86g、88g的磁场主轴线87g、89g至少大致垂直于输送方向16g。在当前情况下，放大单元56g至少部分地构成容积式泵装置的变形单元18g，因为尤其是磁体元件86g、88g将压力和/或拉力施加到形状记忆单元10g的形状记忆元件12g上。
图10以示意图示出了容积式泵装置的另外的示例性实施例。该示例性实施例的主要特征在于，容积式泵装置的变形单元18h的实施方式。
变形单元18h至少部分同轴地围绕容积式泵装置的形状记忆单元10h的形状记忆元件12h布置。在当前情况下，磁体单元24h至少部分地构成变形单元18h。在当前情况下，磁体单元24h的磁体元件52h构成为永磁磁体元件52h。磁体元件52h的磁场主轴线48h至少大致平行于输送方向16h。
图11以示意图示出了容积式泵装置的另外的示例性实施例。该示例性实施例的主要特征在于，在容积式泵装置的形状记忆单元10i的形状记忆元件12i的第一子区域20i和第二子区域22i的实施方式。
在当前情况下，第二子区域22i仅在形状记忆元件12i的延伸部的一小部分上延伸。第一子区域20i在形状记忆元件12i的大部分上延伸。此外，在当前情况下，形状记忆元件12i进一步具有一个第二子区域22i和两个第一子区域20i。
图12以示意图示出了容积式泵装置的另外的示例性实施例。该示例性实施例的主要特征在于，容积式泵装置包括至少一个补偿单元58j。
补偿单元58j构成为磁体单元。补偿单元58j可以构成为电磁磁体单元和/或永磁磁体单元。在当前情况下，补偿单元58j构成为电磁磁体单元。补偿单元58j设置成对由容积式泵装置的磁体单元32j提供的磁场26j在其沿输送方向16j移动时，例如在去激活和激活磁体单元24j的不同磁体元件52j时进行补偿。补偿单元58j可以由容积式泵装置的控制单元单独致动。补偿单元58j提供磁场96j，该磁场96j具有磁场主轴线94j，该磁场主轴线94j至少横向于输送方向16j，优选地至少大致垂直于输送方向16j。因此，磁场96j至少部分地横向于输送方向16j流过形状记忆单元10j。还可以设想的是，补偿单元58j的磁场主轴线94j是可旋转的。这尤其可以通过不同的磁体元件，特别是线圈来实现，所述磁体元件相对于彼此旋转地布置并且可以彼此单独地致动。此外，可以设想的是，补偿单元包括至少一个永磁磁体元件，该永磁磁体元件自身以可旋转的方式被支承，以使所述磁体元件沿着输送方向，特别是对应于磁体单元的磁场的移动旋转。
图13以示意图示出了容积式泵装置的另外的示例性实施例。该示例性实施例的主要特征在于，容积式泵装置的补偿单元58k的实施方式。在当前情况下，补偿单元58k构成为永磁磁体单元。补偿单元58k具有至少一个永磁磁体元件92k。磁体元件92k可旋转地被支承。磁体元件92k相对于容积式泵装置的变形单元18k可旋转地被支承。磁体元件92k可绕其旋转的旋转轴线至少大致垂直于输送方向16k。
图14以示意图示出了容积式泵装置的另外的示例性实施例。该示例性实施例的主要特征在于，容积式泵装置的变形单元18l的实施方式。
在当前情况下，变形单元181构成为尤其是永磁磁体单元32l。变形单元18l具有磁体元件51l。在当前情况下，磁体元件51l构成为永磁磁体元件51l。它们中的每一个分别提供一个磁场50l。替代地，磁体元件也可以构成为电磁磁体元件。
磁体元件51l的磁场50l的相应的磁场主轴线49l至少大致垂直于输送方向16l取向。这样，磁体元件511对容积式泵装置的形状记忆单元10l的形状记忆元件12l的各向异性进行重新取向。这导致提供多个第一子区域20l。为使第一子区域20l沿输送方向16l移动，使用容积式泵装置的磁体单元24l。容积式泵装置的控制单元781以级联的方式交替地致动磁体单元24l的电磁磁体元件52l，使得布置在变形单元18l的磁体元件51l的近区域中的磁体单元24l的相应的电磁磁体元件52l产生磁场26l，该磁场26l具有平行于输送方向16l的磁场主轴线48l。与此相比，在近区域之外，磁场主轴线49l通过磁体单元24l垂直于输送方向16l取向。通过这种致动，第一子区域201可以被部分地转换成第二子区域22l，反之亦然，这最终导致第一子区域201在输送方向16l上的移动。

Claims (35)

1.一种容积式泵装置，具有至少一个形状记忆单元(10)，所述形状记忆单元(10)包括至少一个磁性形状记忆元件(12)，所述容积式泵装置设置成将至少一种介质(14)沿至少一个输送方向(16)输送，其特征在于具有至少一个变形单元(18)，所述变形单元(18)设置成为了提供输送容腔(76)而至少在空转状态下通过在输送方向(16)上起作用的压力和/或拉力使所述磁性形状记忆元件(12)变形，使得所述磁性形状记忆元件(12)具有至少一个第一子区域(20)和至少一个第二子区域(22)，所述至少一个第一子区域(20)和所述至少一个第二子区域(22)至少在其磁取向(28，30)上彼此不同。
2.根据权利要求1的前序部分所述、尤其是根据权利要求1所述的容积式泵装置，其特征在于具有至少一个永磁磁体单元(24)和电磁磁体单元(32)，所述永磁磁体单元(24)设置成至少在空转状态下使所述磁性形状记忆元件(12)经受磁场(26)，使得所述磁性形状记忆元件(12)具有至少一个第一子区域(20)和至少一个第二子区域(22)，所述至少一个第一子区域(20)和所述至少一个第二子区域(22)至少在磁取向(28，30)上彼此不同，所述电磁磁体单元(32)设置成至少使所述第一子区域(20)在输送方向(16)上移动。
3.根据权利要求1或2所述的容积式泵装置，其特征在于，所述第一子区域(20)具有比所述第二子区域(22)小的垂直于所述输送方向(16)的尺寸。
4.根据前述权利要求中任一项所述的容积式泵装置，其特征在于，所述第一子区域(20)在所述磁性形状记忆元件(12)的延伸部(36)的一小部分(34)上沿所述输送方向(16)延伸。
5.根据前述权利要求中任一项所述的容积式泵装置，其特征在于，所述磁性形状记忆元件(12)具有至少两个第一子区域(20)和至少两个第二子区域(22)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的容积式泵装置，其特征在于，所述变形单元(18)至少部分地布置在所述形状记忆元件(12)的端部部段(38，40)上。
7.根据前述权利要求中任一项所述的容积式泵装置，其特征在于，所述变形单元(18)至少部分地同轴地围绕所述磁性形状记忆元件(12)布置。
8.根据前述权利要求中任一项所述的容积式泵装置，其特征在于，所述变形单元(18)设置用于调节所述磁性形状记忆元件(12)的变形的不同变形程度。
9.根据前述权利要求中任一项所述的容积式泵装置，其特征在于，所述变形单元(18)具有至少一个机构(42)，所述机构(42)向所述磁性形状记忆元件(12)施加压力和/或拉力以进行机械变形。
10.根据权利要求9所述的容积式泵装置，其特征在于，所述机构(42)包括至少一个调节螺钉(44)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的容积式泵装置，其特征在于，所述变形单元(18)包括至少一个尤其是永磁的磁体元件(46)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的容积式泵装置，其特征在于，由所述变形单元(18)提供的磁场(50)的磁场主轴线(48)至少大致平行于所述输送方向(16)取向。
13.根据前述权利要求中任一项所述的容积式泵装置，其特征在于具有至少一个磁体单元(24)，所述至少一个磁体单元(24)设置成至少使所述第一子区域沿所述输送方向(16)移动。
14.根据权利要求13所述的容积式泵装置，其特征在于，所述磁体单元(24)至少部分地同轴地围绕所述磁性形状记忆元件(12)布置。
15.根据权利要求13或14所述的容积式泵装置，其特征在于，所述磁体单元(24)至少部分地同轴地围绕所述变形单元(18)布置。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的容积式泵装置，其特征在于，所述磁体单元(24)具有至少一个磁体元件(52)，所述磁体元件(52)构成为电磁磁体元件(52)。
17.根据权利要求13至16中任一项所述的容积式泵装置，其特征在于，所述磁体单元(24)具有至少一个第一磁体元件(52)和第二磁体元件(52)，所述至少一个第一磁体元件(52)和所述第二磁体元件(52)沿输送方向(16)彼此错开地布置。
18.根据权利要求13至17中任一项所述的容积式泵装置，其特征在于，所述磁体单元(24)具有至少一个第一磁体元件(52)和第二磁体元件(52)，所述至少一个第一磁体元件(52)和所述第二磁体元件(52)能够彼此单独致动。
19.根据权利要求13至17中任一项所述的容积式泵装置，其特征在于具有至少一个另外的磁体单元(32)。
20.根据权利要求19所述的容积式泵装置，其特征在于，所述另外的磁体单元(32)沿所述输送方向(16)至少部分地相对于所述磁体单元(24)错开地布置。
21.根据权利要求19或20所述的容积式泵装置，其特征在于，所述另外的磁体单元(32)至少部分地同轴地围绕所述磁体单元(24)布置。
22.至少根据权利要求14所述的容积式泵装置，其特征在于具有至少一个放大单元(56)，所述放大单元(56)设置成放大由所述变形单元(18)和/或所述磁体单元(24)提供的磁场(26)。
23.根据权利要求22所述的容积式泵装置，其特征在于，所述放大单元(56)布置成使得其至少部分地包围至少所述变形单元(18)和/或所述磁体单元(24)。
24.根据前述权利要求中任一项所述的容积式泵装置，其特征在于具有补偿单元(58)，所述补偿单元(58)提供至少一个磁场(60)，所述磁场(60)流过所述形状记忆单元(10)并且包括磁场主轴线(94)，所述磁场主轴线(94)至少横向于所述输送方向(16)取向。
25.根据前述权利要求中任一项所述的容积式泵装置，其特征在于，所述形状记忆单元(10)具有护套(66)，所述护套(66)设置成密封所述形状记忆元件(12)。
26.根据权利要求25所述的容积式泵装置，其特征在于，所述形状记忆元件(12)至少大部分、优选完全地由所述护套(66)包围。
27.根据权利要求25或26所述的容积式泵装置，其特征在于，所述护套(66)是可弹性变形的。
28.根据权利要求27所述的容积式泵装置，其特征在于，所述护套(66)至少部分地由弹性合成材料构成。
29.根据权利要求25至28中任一项所述的容积式泵装置，其特征在于，所述护套(66)的形状构成为与所述形状记忆元件(12)的形状相对应。
30.根据权利要求29所述的容积式泵装置，其特征在于，所述护套(66)是以柔性管的形状实现的，尤其具有四边形的横截面。
31.一种形状记忆单元(10)，用于根据前述权利要求中任一项所述的容积式泵装置。
32.一种变形单元(18)，用于根据权利要求1至30中任一项所述的容积式泵装置。
33.一种容积式泵(62)，具有至少一个根据权利要求1至30中任一项所述的容积式泵装置。
34.一种用于操作容积式泵装置、尤其是根据权利要求1至30中任一项所述的容积式泵装置的方法，其中，介质(14)至少由至少一个形状记忆单元(10)的磁性形状记忆元件(12)至少沿至少一个输送方向(16)输送，其特征在于，在至少一个方法步骤中，所述磁性形状记忆元件(12)至少在空转状态下借助压力和/或拉力沿所述输送方向(16)变形，使得所述磁性形状记忆元件(12)具有至少一个第一子区域(20)和至少一个第二子区域(22)，所述至少一个第一子区域(20)和所述至少一个第二子区域(22)至少在其磁取向(28，30)上彼此不同。
35.至少根据权利要求34的前序部分、尤其是根据权利要求34所述的方法，其特征在于，在至少一个方法步骤中，所述磁性形状记忆元件(12)由至少一个永磁磁体单元(24)施加磁场(26)，使得所述磁性形状记忆元件(12)具有至少一个第一子区域(20)和至少一个第二子区域(22)，所述至少一个第一子区域(20)和所述至少一个第二子区域(22)至少在其磁取向(28，30)上彼此不同，并且至少所述第一子区域通过至少一个电磁磁体单元(32)在输送方向(16)上移动。
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