DE102009043170A1

DE102009043170A1 - Device for directional transport of fluid, has chambers that are changeable in its volumes, where chambers are enlarged by extending of chamber wall

Info

Publication number: DE102009043170A1
Application number: DE102009043170A
Authority: DE
Inventors: Andres Sauerwald; Martin Meggle
Original assignee: Vorwerk and Co Interholding GmbH
Current assignee: Vorwerk and Co Interholding GmbH
Priority date: 2009-09-26
Filing date: 2009-09-26
Publication date: 2011-03-31
Anticipated expiration: 2029-09-27
Also published as: DE102009043170B4

Abstract

The device (1) has chambers (3,4,5) that are changeable in its volumes, where the chambers are enlarged by extending of a chamber wall (8). The extending is obtainable by an actuating element (7) that is engaged at a chamber section.

Description

Die Erfindung betrifft eine zum gerichteten Transport eines Fluids geeignete Vorrichtung, die einen in seinem Volumen veränderbaren Raum aufweist, wobei der Raum durch Auseinanderziehen der Raumwände vergrößerbar ist.The invention relates to a suitable for the directional transport of a fluid device having a variable in its volume space, wherein the space is increased by pulling the space walls.

Derartige Vorrichtungen sind bekannt, so insbesondere zum gerichteten Transport von Flüssigkeiten oder Gasen, weiter insbesondere zum Transport von Luft. Durch Auseinanderziehen der Wände des der Speicherung bzw. Zwischenspeicherung des Fluids dienenden Raumes wird ein Unterdruck erzeugt, so dass das Fluid in den Raum eingesogen wird. Eine hiernach erfolgende Volumenverringerung des Raumes durch Zusammenziehen der Wände bewirkt insbesondere bei weiterer Anordnung entsprechend positionierter Ventile ein gerichtetes Ausblasen des Fluides aus dem Raum, womit im Falle von Luft eine gezielte Luftströmung erreicht ist. So sind weiter in diesem Zusammenhang Vorrichtungen der in Rede stehenden Art in Form von Blasebalgen oder Luftpumpen bekannt, die fuß- bzw. handbetätigbar sind.Such devices are known, in particular for the directed transport of liquids or gases, more particularly for the transport of air. By pulling apart the walls of the storage medium of the fluid, a negative pressure is generated, so that the fluid is sucked into the room. A reduction in volume of the space thereafter by contracting the walls, in particular in the case of a further arrangement of correspondingly positioned valves, effects directional blowing out of the fluid from the space, so that in the case of air a targeted air flow is achieved. Thus, devices of the type in question in the form of bellows or air pumps are known in this context, which are foot or handbetätigbar.

Im Hinblick auf den bekannten Stand der Technik wird eine technische Problematik der Erfindung darin gesehen, eine Vorrichtung der in Rede stehenden Art weiter zu verbessern.In view of the known prior art, a technical problem of the invention is seen in a device of the type in question to further improve.

Diese Problematik ist zunächst und im wesentlichen durch den Gegenstand des Anspruches 1 gelöst, wobei darauf abgestellt ist, dass das Auseinanderziehen durch ein an mindestens einem Raumabschnitt angreifendes Betätigungselement nach DE 100 54 247 C2 erreichbar ist. Durch die vorbezeichnete deutsche Patentschrift ist ein Betätigungselement bekannt, bei welchem durch Anlegen einer elektrischen Spannung eine gerichtete Längung des Betätigungselementes erreichbar ist. Ein solches Betätigungselement wird in der Fachliteratur weiter auch als ”künstlicher Muskel” bezeichnet. Hierbei besteht das Betätigungselement gemäß vorbezeichneter Patentschrift beispielsweise aus einem 20 μm dicken Silikon-Elastomerfilm mit einem Elastizitätsmodul von 0,7 MPa und einer Dielektrizitäts-Konstanten von 3. Dieser Silikon-Elastomerfilm ist ober- und unterseitig mit einer gewellten Oberflächenstruktur versehen, wobei die Linien der im Querschnitt bspw. sinusprofilartig verlaufenden Wellenberge und Wellentäler parallel zueinander verlaufen und quergerichtet sind zu einer vorgegebenen Längserstreckung des Silkon-Elastomerfilms und des hieraus zu erstellen Betätigungselements. Auf diese gewellten Elastomerfilm-Oberflächen ist jeweils eine Metallschicht aus Gold, Silber oder Kupfer aufgedampft, welche Metallschichten Elektroden bilden. Zufolge der zuvor beschriebenen Beschichtung weisen entsprechend auch die Elektrodenschichten die durch den Elastomerfilm vorgegebene Wellung auf. Hierbei sind in einer Ausgestaltung die Elektroden aus Gold und weisen eine Dicke von 0,05 μm sowie ein Elastizitätsmodul von 80000 MPa auf. Die Kapazität eines solchen Betätigungselements beträgt bevorzugt 0,1 nF/cm², wobei die Sprungantwort in der Größenordnung von Mikrosekunden für das nicht belastete Betätigungselement liegt.This problem is solved initially and essentially by the subject matter of claim 1, wherein it is pointed out that the pulling apart by a attacking on at least one space section actuator after DE 100 54 247 C2 is reachable. By the aforementioned German patent an actuating element is known in which by applying an electrical voltage, a directed elongation of the actuating element can be achieved. Such an actuator is further referred to in the literature as "artificial muscle". In this case, the actuator according to the aforementioned patent, for example, from a 20 micron thick silicone elastomer film having a modulus of elasticity of 0.7 MPa and a dielectric constant of 3. This silicone elastomer film is provided on the top and bottom with a wavy surface structure, the lines the wave crests and wave troughs extending in cross-section, for example, sinusoidally, run parallel to one another and are directed transversely to a predetermined longitudinal extent of the silicone elastomer film and of the actuating element to be created therefrom. Onto these corrugated elastomeric film surfaces, a metal layer of gold, silver or copper is vapor-deposited, which metal layers form electrodes. As a result of the coating described above, the electrode layers also correspondingly have the corrugation predetermined by the elastomer film. In one embodiment, the electrodes are made of gold and have a thickness of 0.05 μm and a modulus of elasticity of 80,000 MPa. The capacitance of such an actuator is preferably 0.1 nF / cm ² , the step response being on the order of microseconds for the unloaded actuator.

Zur Aktivierung des Betätigungselementes wird an den Elektroden eine Spannungsdifferenz aufgebaut. Hierdurch werden die beiden Elektroden aneinander angezogen (nähern sich praktisch mit Bezug auf eine Dicke des Betätigungselementes) und drücken hierbei den Silikon-Elastomerfilm in Richtung der Dicke zusammen. Die vorgesehene Oberflächenstrukturierung (Rechteck-, Sinus-, Dreieck-, Sägezahn- oder Trapezprofilierung) verhindert eine Dehnung des Silikon-Elastomerfilms und somit des gesamten Betätigungselementes in Querrichtung, so dass eine gezielte Längung des Betätigungselementes in Längsrichtung, das heißt quer zur Wellenerstreckung erreicht wird. Bei Anlegen einer Spannungsdifferenz an die beiden Elektroden entsteht ein elektrisches Feld durch das Betätigungselement hindurch, wobei das elektrische Feld mechanische Anziehungskräfte zwischen den Elektroden erzeugt. Dies führt zu einer Annäherung der beiden Elektrodenanordnungen und damit verbunden zu einer Kompression des Körpers. Da das Material ein im wesentlichen konstantes Volumen hat, führt das Zusammendrücken, also das Vermindern der Dicke, zu einer Vergrößerung der Abmessung des Körpers in die Richtungen quer zur Elementdicke, wobei entsprechend durch die vorgesehene Wellenform eine derartige Ausdehnung ausschließlich in eine Richtung erzielt wird. Mit einem derartigen Aufbau eines Betätigungselementes kann durch entsprechendes Anlegen einer Spannungsdifferenz eine gerichtete Längung des Betätigungselementes von bis zu 80% oder mehr erreicht werden.To activate the actuating element, a voltage difference is built up at the electrodes. As a result, the two electrodes are attracted to each other (approaching practically with respect to a thickness of the actuator) and thereby compress the silicone elastomer film in the thickness direction. The proposed surface structuring (rectangular, sine, triangular, sawtooth or trapezoidal profiling) prevents stretching of the silicone elastomer film and thus of the entire actuating element in the transverse direction, so that a targeted elongation of the actuating element in the longitudinal direction, that is transverse to the shaft extension is achieved , When a voltage difference is applied to the two electrodes, an electric field is created through the actuator, the electric field generating mechanical attractive forces between the electrodes. This leads to an approximation of the two electrode arrangements and thus to a compression of the body. Since the material has a substantially constant volume, compressing, ie, reducing the thickness, results in increasing the dimension of the body in the directions transverse to the element thickness, and correspondingly, by the intended waveform, such expansion is achieved in one direction only. With such a construction of an actuating element, by appropriate application of a voltage difference, a directed elongation of the actuating element of up to 80% or more can be achieved.

Alternativ besteht das Betätigungselement aus zwei Schichten ultradünnen, wellenförmigen Silikons mit einer Metallmembran. Die Silikonschichten sind hierbei bevorzugt 0,04 mm stark, die Metallmembran 0,0001 mm. Legt man eine negative Ladung an eine Seite des Metalls und eine positive Ladung an die andere, ziehen sich diese an und das Silikon dehnt sich entsprechend aus. Auch hierbei ist zufolge einer entsprechenden Oberflächenprofilierung eine gerichtete Längung erreicht, während in einer Richtung quer hierzu ein Längen oder auch Kürzen unterbunden ist. Entsprechend weist das Betätigungselement unabhängig vom jeweiligen Zustand (gelängt-nicht gelängt-spannungsbeaufschlagt-nicht spannungsbeaufschlagt) stets die gleiche quer zur gewünschten Längungsrichtung betrachtete Breite auf.Alternatively, the actuator consists of two layers of ultra-thin, wave-shaped silicone with a metal membrane. The silicone layers are preferably 0.04 mm thick, the metal membrane 0.0001 mm. If you put a negative charge on one side of the metal and a positive charge on the other, they attract and the silicone expands accordingly. Here, too, according to a corresponding surface profiling a directed elongation is achieved, while in a direction transverse thereto, a length or shortening is prevented. Accordingly, the actuating element always has the same width considered transversely to the desired elongation direction, regardless of the respective state (elongated-not elongate-stressed-not stressed).

Das vorbeschriebene Betätigungselement wird in vorliegender Erfindung genutzt, um in günstiger Weise eine Vorrichtung zum gerichteten Transport eines Fluids elektrisch zu betreiben. Hierzu greift das Betätigungselement nach DE 100 54 247 C2 an einem Abschnitt der Raumwandung an. Das Betätigungselement ist hierzu jeweils endseitig in Dehnungsrichtung betrachtet angebunden, so bevorzugt einerends ortsfest, das heißt nicht beweglich, weiter beispielsweise an einer Gehäusewandung, oder einen anderen feststehenden Abschnitt der Vorrichtung festgelegt, während das gegenüberliegende Ende des Betätigungselementes an einem Wandungsabschnitt des Raumes angreift und hier befestigt ist. In einer unbeeinflussten Grundstellung des Betätigungselementes, das heißt in einer nicht spannungsbeaufschlagten Stellung verbleibt das Betätigungselement gemäß vorbeschriebener Ausgestaltung in einer zusammengezogenen Stellung, was bei einem bevorzugt außenseitigen Angreifen des Betätigungselementes an der Raumwandung entsprechend das Halten der Raumwandung in einer auseinandergezogenen Stellung gegenüber einer bevorzugt gegenüberliegenden Raumwandung bewirkt. Ist das Betätigungselement hingegen rauminnenseitig angeordnet unter Einwirkung an einer dem Rauminnern zugewandten Seite der Raumwandung, so verbleibt diese Raumwandung in der unbelasteten Grundstellung des Betätigungselements in der volumenverringerten Stellung. Eine zuvor beschriebene Spannungsbeaufschlagung des Betätigungselementes bewirkt eine gerichtete Längung desselben, was entsprechend zu einer Verlagerung des endseitig hieran angeschlossenen Raumwandungsabschnittes führt, so entweder bei wandungsaußenseitiger Anordnung des Betätigungselementes zu einer das Raumvolumen verkleinernden Verlagerung der Raumwandung oder bei wandungsinnenseitiger Beaufschlagung durch das Betätigungselement einer das Raumvolumen vergrößernden Verlagerung der beaufschlagten Raumwandung. Zufolge dieser Ausgestaltung ist eine Volumenveränderung des Raumes allein durch Anlegen einer Spannungsdifferenz an dem Betätigungselement ermöglicht, woraus der vorteilhafte Effekt erreicht wird, dass durch abwechselndes Anlegen einer Spannung und Abschalten der Spannung und der hieraus resultierenden Bewegung des Raumwandabschnittes eine Pumpbewegung erreicht wird, welche bevorzugt zum gerichteten Transport eines Fluids genutzt wird, so weiter in Form einer Pumpe oder eines Gebläses. Auch ein umgekehrter Effekt bezüglich des Betätigungselements ist möglich, so dass sich dieses bei Spannungsbeaufschlagung zusammenzieht. Bei fehlender Spannungsbeaufschlagung liegt das Betätigungselement in gestreckter Form vor. The above-described actuator is used in the present invention to operate electrically in a favorable manner a device for the directed transport of a fluid. For this purpose, the actuating element engages DE 100 54 247 C2 at a section of the room wall. For this purpose, the actuating element is in each case connected at one end in the direction of expansion, so preferably fixed at one end, that is not movable, further for example fixed to a housing wall, or another fixed portion of the device, while the opposite end of the actuating element acts on a wall portion of the space and here is attached. In an uninfluenced basic position of the actuating element, that is, in a non-tensioned position, the actuating element according to the above-described embodiment remains in a contracted position, which in a preferably outside attacking the actuating element on the room wall according holding the room wall in an exploded position against a preferably opposite room wall causes. If, however, the actuating element is arranged on the inside of the room under the action of a side of the room wall facing the interior of the room, then this room wall remains in the unloaded basic position of the actuating element in the volume-reduced position. A voltage application of the actuating element described above causes a directed elongation of the same, which leads to a displacement of the end wall connected thereto Raumwandungsabschnittes, either at wandungsaußenseitiger arrangement of the actuating element to a volume reduction of the space wall or Wandungsinnenseitiger admission by the actuator of a room volume magnifying Relocation of the acted space wall. According to this embodiment, a volume change of the space is made possible solely by applying a voltage difference to the actuating element, from which the advantageous effect is achieved that by alternately applying a voltage and switching off the voltage and the resulting movement of the space wall portion a pumping movement is achieved, which preferably for directed transport of a fluid is used, so on in the form of a pump or a blower. A reverse effect with respect to the actuating element is possible, so that this contracts when subjected to voltage. In the absence of voltage application, the actuator is in an elongated form.

Wird die vorgeschlagene Vorrichtung als Gebläse genutzt, so ergeben sich gegenüber den bekannten Gebläselösungen Vorteile. So bestehen typische Gebläse aus vielen einzelnen mechanischen Komponenten (Getriebe, Zahnräder, Antriebsriemen, Motor, Gebläserad, Umlenkstufe usw.). In einer Realisierung mittels einer bevorzugt dielektrischen Folie werden diese mechanischen Komponenten ersetzt. Dies bietet insbesondere in Bezug auf die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit einen großen Vorteil verglichen mit den bisher bekannten Lösungen. Auch in Bezug auf die Lautstärke des so gebildeten Gebläses ist im Vergleich zu klassischen Gebläsen ein Vorteil erreicht, da insbesondere keine sich bewegenden mechanischen Komponenten vorhanden sind.If the proposed device used as a fan, so there are advantages over the known blower solutions. For example, typical blowers consist of many individual mechanical components (gears, gears, drive belts, motor, fan, diverter, etc.). In a realization by means of a preferably dielectric film, these mechanical components are replaced. This offers a great advantage, in particular in terms of reliability and longevity compared to the previously known solutions. Also in relation to the volume of the blower thus formed, an advantage is achieved in comparison to conventional blowers, in particular since no moving mechanical components are present.

Weitere Merkmale der Erfindung sind nachstehend, auch in der Figurenbeschreibung, oftmals in ihrer bevorzugten Zuordnung zum Gegenstand des Anspruches 1 oder zu Merkmalen weiterer Ansprüche erläutert. Sie können aber auch in einer Zuordnung zu nur einzelnen Merkmalen des Anspruches 1 oder des jeweiligen weiteren Anspruches oder jeweils unabhängig von Bedeutung sein.Further features of the invention are explained below, also in the description of the figures, often in their preferred association with the subject matter of claim 1 or with features of further claims. But they can also be in an assignment to only individual features of claim 1 or the respective further claim or each independently of importance.

So ist in einer bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, dass der Raum durch einen elastischen Schlauch gebildet ist. Dieser ist ausgehend von einer unbelasteten Grundstellung durch das Betätigungselement dehnbar, insbesondere in eine quer zur Längserstreckung des Schlauches betrachtete Richtung. Diese Dehnstellung des elastischen Schlauches ist bevorzugt erreicht in der unbelasteten Grundstellung des Betätigungselementes, in welcher dieses zufolge fehlender Spannungsbeaufschlagung in dessen Längserstreckung zusammengezogen ist. Entsprechend wirkt das Betätigungselement bevorzugt mit Bezug auf die gerichtete Streckung quer zur Längserstreckung des Schlauches, weiter bevorzugt innerhalb einer Querschnittsebene des Schlauches, weiter bevorzugt von radial außen an diesem angreifend. Die Dehnstellung des Schlauches ist entsprechend die volumengrößte Ausdehnung des durch den Schlauch umfassten Raumes. Infolge einer Spannungsbeaufschlagung, bevorzugt mit 200 V bis 2500 V, weiter bevorzugt 230 V bis 360 V, des Betätigungselementes und hieraus folgender gerichteter Längung desselben mit Bezug auf einen Schlauchquerschnitt nach radial innen in Richtung auf eine Schlauchachse, wird dieses Raumvolumen verringert. Durch abwechselndes Anlegen und Nichtanlegen einer Spannung an dem Betätigungselement wird zufolge des hierdurch erzielten Dehnens und Zusammenziehens desselben ein Pumpeffekt in dem elastischen Schlauch erreicht, wobei weiter der volumenveränderbare Raum auch lediglich nur einen axialen Teilabschnitt des elastischen Schlauches darstellt.Thus, it is provided in a preferred embodiment that the space is formed by an elastic tube. This is extensible starting from an unloaded basic position by the actuating element, in particular in a transversely to the longitudinal extent of the hose considered direction. This expansion of the elastic tube is preferably achieved in the unloaded basic position of the actuating element, in which this is contracted due to lack of voltage in the longitudinal extent. Accordingly, the actuating element preferably acts with respect to the directed extension transversely to the longitudinal extension of the hose, more preferably within a cross-sectional plane of the hose, more preferably from the radially outside of this attacking. The expansion position of the hose is correspondingly the largest volume expansion of the space enclosed by the hose. Due to a voltage application, preferably with 200 V to 2500 V, more preferably 230 V to 360 V, of the actuating element and consequent directed elongation thereof with respect to a tube cross-section radially inward toward a tube axis, this volume of space is reduced. By alternately applying and not applying a voltage to the actuating element, a pumping effect is achieved in the elastic tube as a result of the stretching and contraction achieved thereby, wherein the volume-variable space also represents only an axial section of the elastic tube.

Der gerichtete Transport eines Fluids in der Vorrichtung ist weiter dadurch unterstützt, dass der Raum ein beispielsweise als Rückschlagventil ausgebildetes Ein- und/oder Auslassventil aufweist, dies im Bereich des Raumein- und/oder Raumausganges, weiter mit Bezug auf eine Ausgestaltung des Raumes aus einem elastischen Schlauch jeweils axial endseitig des Schlauches bzw. eines über das Betätigungselement belasteten Schlauchabschnittes. So wird bei einer Ausdehnung und entsprechender Volumenvergrößerung des Raumes zufolge bevorzugten Zusammenziehens des Betätigungselementes bei fehlender Spannungsbeaufschlagung Fluid, weiter bevorzugt Luft durch das Einlassventil angesogen, während in dieser Phase das Auslassventil bevorzugt selbsttätig in dessen Schließstellung verbleibt. Es ist entsprechend ein gerichtetes Ansaugen von beispielsweise Luft in dieser Situation erreicht. Mit einem Rückstellen des elastischen Schlauches in Richtung auf dessen Grundstellung, zufolge einer Längung des Betätigungselementes bei Spannungsbeaufschlagung wird in dem Raum ein Überdruck gegenüber dem Umgebungsdruck erreicht, zufolge dessen das Einlassventil bevorzugt selbsttätig verschließt und das Auslassventil weiter bevorzugt selbsttätig öffnet. Hierdurch ist ein gerichteter Transport eines Fluids, bevorzugt Luft, aus Richtung des Einlassventils in Richtung des Auslassventils erreicht.The directional transport of a fluid in the device is further assisted by the fact that the space has an inlet and / or outlet valve designed, for example, as a check valve, this in the area of the room inlet and / or outlet, with reference to an embodiment of the space of an elastic hose in each case axially end of the hose or a loaded via the actuating element hose section. Thus, at an expansion and corresponding increase in volume of the space according to preferred contraction of the actuating element in the absence of voltage fluid, more preferably air sucked through the inlet valve, while in this phase, the outlet valve preferably automatically remains in its closed position. It is achieved according to a directed suction of, for example, air in this situation. With a return of the elastic tube in the direction of its basic position, due to elongation of the actuating element when voltage is applied, an overpressure relative to the ambient pressure is reached in the chamber, according to which the inlet valve preferably closes automatically and the outlet valve more preferably opens automatically. As a result, a directed transport of a fluid, preferably air, is achieved from the direction of the inlet valve in the direction of the outlet valve.

Ist lediglich ein Raum der vorbeschriebenen Weise mit einem oder mehreren zugeordneten Betätigungselementen vorgesehen, so wirkt die so gestaltete Vorrichtung in Art einer Pumpe, in welcher abwechselnd Fluid angesogen und hiernach ausgedrückt wird. Zum kontinuierlichen Transport eines Fluids, beispielsweise zum kontinuierlichen Transport eines Gases wie Luft ist die Vorrichtung gebläseartig gestaltet, wozu bevorzugt zwei in Strömungsrichtung aneinander anschließende Räume vorgesehen sind, die jeweils durch ein oder mehrere solcher Betätigungselemente betätigbar sind. Diese Räume schließen in bevorzugter Ausgestaltung, weiter bei einer Ausgestaltung aus einem elastischen Schlauch in axialer Richtung aneinander an. Es ist so eine Art Zweikammersystem geschaffen, wobei durch unterschiedliche Anregung der den Räumen zugeordneten Betätigungselemente in bevorzugter Ausgestaltung in einem Raum zufolge Unterdruck- bzw. Sogwirkung Fluid angesogen wird, während in dem benachbarten Raum zur selben Zeit zufolge Spannungsbeaufschlagung des zugeordneten Betätigungselements eine Volumenverringerung des Raumes zum Ausdrücken bzw. Ausblasen des zuvor aus dem in Transportrichtung betrachteten vorgeordneten Raum übergebenen Fluids erreicht wird. Bevorzugt sind weiter drei in Strömungsrichtung aneinander anschließende Räume vorgesehen. Auch diese sind jeweils durch ein gesondert anzusteuerndes Betätigungselement betätigbar. So bildet ein in Richtung des gerichteten Transports des Fluids betrachteter erster Raum einen Einsaugbereich und der in Strömungsrichtung letzte Raum einen Auslassbereich, während der dazwischen ausgebildete Raum ein Reservoir bildet. Durch geeignete getaktete Ansteuerung der Betätigungselemente dieser drei hintereinander geschalteten, bevorzugt durch Rückschlagventile voneinander getrennten Räume ist ein kontrollierter Transport eines Fluids ermöglicht, weiter bevorzugt je nach Taktung in beide entgegengesetzte Strömungsrichtungen. Bevorzugt ist hierbei eine Taktung mit einer Frequenz von 1 Hz bis 12 kHz, weiter bevorzugt 50 Hz bis 200 Hz. Es ist entsprechend zum Transport eines gasförmigen Fluids ein richtungsumstellbares Gebläse geschaffen, dies weiter in Art einer Schlauch- oder Peristaltikpumpe.If only one space of the above-described manner is provided with one or more associated actuating elements, the device designed in this way acts in the manner of a pump, in which fluid is alternately drawn in and subsequently expressed. For continuous transport of a fluid, for example for the continuous transport of a gas such as air, the device is designed like a fan, for which purpose preferably two adjoining spaces in the flow direction are provided, which can be actuated by one or more such actuating elements. These spaces close in a preferred embodiment, further in an embodiment of an elastic hose in the axial direction to each other. It is created as a kind of two-chamber system, which is sucked by different stimulation of the spaces associated actuators in a preferred embodiment in a room vacuum or suction fluid, while in the adjacent room at the same time voltage exposure of the associated actuator a volume reduction of the room is achieved for expressing or blowing out the previously transferred from the considered in the transport direction upstream room fluid. Preferably, three further adjoining spaces in the flow direction are provided. These are also actuated by a separately actuatable actuator. Thus, a first space considered in the direction of directional transport of the fluid forms an intake area and the last space in the flow direction forms an outlet area, while the space formed therebetween forms a reservoir. By suitable clocked control of the actuators of these three successive, preferably separated by check valves spaces controlled transport of fluid is possible, more preferably depending on timing in both opposite directions of flow. Preferred is a clocking with a frequency of 1 Hz to 12 kHz, more preferably 50 Hz to 200 Hz. It is created according to the transport of a gaseous fluid, a directional blower, this further in the manner of a hose or peristaltic pump.

In einer Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, dass auf einen Raum an zwei unterschiedlichen Wandbereichen zwei entgegengesetzt wirkende Betätigungselemente einwirken. Diese sind mit Bezug auf einen bevorzugt kreisringförmigen Querschnitt eines Raumes, beispielsweise durch Ausgestaltung desselben aus einem elastischen Schlauch, in diametraler Gegenüberlage angeordnet, greifen entsprechend mit ihren an den zugeordneten Wandbereichen des Raumes befestigten freien Endabschnitten an im Querschnitt diametral gegenüberliegenden Wandbereichen des Raumes an. Zufolge dieser Anordnung wird das mit Bezug auf einen Querschnitt radiale Ausdehnungsmaß des Raumes verdoppelt, wobei das Ausdehnungsmaß bevorzugt dem maximalen Längendehnungsmaß des Betätigungselements entspricht.In a further development of the subject invention, it is provided that two oppositely acting actuators act on a space at two different wall areas. These are arranged with respect to a preferably annular cross-section of a room, for example by designing the same from an elastic tube in diametrical opposite position, correspondingly engage with their attached to the associated wall regions of the room free end portions of diametrically opposite cross-section wall portions of the room. As a result of this arrangement, the radial extent of expansion of the space relative to a cross-section is doubled, the extent of expansion preferably corresponding to the maximum elongation dimension of the actuating element.

In weiter bevorzugter Ausgestaltung liegen die Wandbereiche des Raumes, bevorzugt Wandbereiche des elastischen Schlauches im nicht betätigten Zustand dichtend aneinander an, so dass hierdurch ein ventilartiger Verschluss erreicht ist. Diese Ausgestaltung bietet sich insbesondere bei einer Vorrichtung an, welche zumindest drei in Strömungsrichtung aneinander anschließende Räume aufweist, welche Räume nacheinander, getaktet angesteuert werden.In a further preferred embodiment, the wall regions of the space, preferably wall regions of the elastic tube in the non-actuated state sealingly against each other, so that in this way a valve-like closure is achieved. This embodiment is particularly suitable in the case of a device which has at least three adjoining spaces in the direction of flow, which spaces are controlled in sequence, in a timed manner.

Das Material der Raumwandungen, insbesondere das Material des den bzw. die Räume ausbildenden elastischen Schlauches ist so gewählt, dass zufolge Ausdehnung des oder der auf die Wandbereiche einwirkenden Betätigungselements ein im Querschnitt betrachtetes Stauchen der Wandbereiche bis hin zum dichtenden Aneinanderliegen erreicht werden kann. So ist weiter bevorzugt die Raumwand aus einer reißfesten Kunststofffolie hergestellt. Bei Ausbildung des Raumes bzw. der Räume aus einem elastischen Schlauch ist bevorzugt ein dünnwandiger Folienschlauch vorgesehen.The material of the room walls, in particular the material of the elastic chambers forming the space or tubes, is selected such that expansion of the operating element acting on the wall areas can result in a swaging of the wall areas as far as sealing abutment. Thus, more preferably, the room wall made of a tear-resistant plastic film. When forming the space or spaces from an elastic tube, a thin-walled film tube is preferably provided.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung, welche lediglich Ausführungsbeispiele darstellt, näher erläutert. Es zeigt:Below, the invention with reference to the accompanying drawings, which illustrates only exemplary embodiments, explained in more detail. It shows:

1 in schematischer Darstellung eine Vorrichtung mit drei in Strömungsrichtung aneinander anschließenden Räumen, wobei jeder Raum durch zwei entgegengesetzt wirkende Betätigungselemente betätigbar ist, eine unbetätigte Grundstellung der Vorrichtung betreffend; 1 a schematic representation of a device with three adjoining each other in the flow direction spaces, each space by two oppositely acting Actuators is actuated, regarding an unconfirmed basic position of the device;

2 eine der 1 entsprechende Darstellung, jedoch die volumenvergrößerte Stellung eines in Strömungsrichtung ersten Raumes betreffend; 2 one of the 1 corresponding representation, but concerning the volume increased position of a first space in the flow direction;

3 eine Folgedarstellung der 2, wobei der erste Raum volumenverringert und der in Strömungsrichtung hiernach folgende mittlere Raum volumenvergrößert ist; 3 a following presentation of the 2 wherein the first space is reduced in volume and the volume of space thereafter following in the flow direction is increased in volume;

4 eine Folgedarstellung der 3, wobei hier auch der mittlere Raum volumenverringert und der hiernach in Strömungsrichtung folgende Raum volumenvergrößert ist; 4 a following presentation of the 3 Here, the volume of the central space is reduced and the following space is increased in volume in the flow direction;

5 einen schematischen Querschnitt durch einen aus einem elastischen Schlauch gebildeten Raum mit wandungsaußenseitig angreifenden Betätigungselementen, die volumenvergrößerte Stellung des Raumes betreffend; 5 a schematic cross section through a formed from an elastic tube space with outer side attacking actuators, the volume increased position of the room concerning;

6 einen makroskopischen Schnitt gemäß der Linie VI-VI in 5 durch einen Ausschnitt des Betätigungselementes; 6 a macroscopic section along the line VI-VI in 5 through a section of the actuating element;

7 eine der 5 entsprechende Darstellung, jedoch die volumenverringerte Stellung des Raumes betreffend; 7 one of the 5 corresponding representation, but concerning the volume-reduced position of the room;

8 in perspektivischer Darstellung ein Staubsauggerät in Form eines handgeführten Staubsaugers mit einer die Saugleistung erbringenden Vorrichtung; 8th a perspective view of a vacuum cleaner in the form of a hand-held vacuum cleaner with a suction power device providing;

9 die Vorrichtung in einer perspektivischen Einzeldarstellung; 9 the device in a perspective single representation;

10 die Seitenansicht hierzu; 10 the side view to this;

11 den Schnitt gemäß der Linie XI-XI in 10, eine Stellung im Zuge des Einsaugens von Fluid in eine erste Kammer betreffend; 11 the section according to the line XI-XI in 10 a position in the course of the suction of fluid in a first chamber concerning;

12 eine Folgedarstellung zu der 11, bei welcher das Fluid aus der in Strömungsrichtung ersten Kammer in eine mittlere Kammer überführt wird; 12 a follow - up to the 11 in which the fluid is transferred from the first chamber in the flow direction into a middle chamber;

13 eine Folgedarstellung zu der 12, bei welcher das Fluid aus der in Strömungsrichtung mittleren Kammer in die nachfolgende Kammer überführt wird und 13 a follow - up to the 12 in which the fluid is transferred from the directionally middle chamber into the subsequent chamber and

14 eine Folgedarstellung der 13, betreffend die Situation, in welcher das Fluid aus der in Strömungsrichtung betrachteten letzten Kammer ausgeblasen wird. 14 a following presentation of the 13 relating to the situation in which the fluid is blown out of the last chamber considered in the flow direction.

In den 1 bis 4 ist in schematischer Darstellung eine Vorrichtung 1 gezeigt, zum gerichteten Transport eines Fluids, hier insbesondere Luft. Die Vorrichtung 1 besteht in dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem langgestreckten, elastischen Schlauch 2 mit in unbelasteter Grundstellung kreisrundem Querschnitt. Die Schlauchachse ist mit x bezeichnet.In the 1 to 4 is a schematic representation of a device 1 shown, for the directed transport of a fluid, in particular air. The device 1 consists in the illustrated embodiment of an elongated elastic hose 2 with in unloaded basic position circular cross-section. The hose axis is designated by x.

Über die Länge des Schlauches 2 ist dieser in drei Bereiche unterteilt, jeweils ventilartig zueinander abgetrennte Räume 3 bis 5 bildend. So formt ein in einer vorgegebenen Strömungsrichtung r erster Raum 3 einen Einsaugbereich a, der in Strömungsrichtung r betrachtete mittlere Raum 4 ein Reservoir b und der in Strömungsrichtung r betrachtete letzte Raum 5 einen Auslassbereich c. Die Räume 3 bis 5 der Bereiche a bis c sind bevorzugt gleich groß gestaltet, weisen entsprechend mit Bezug auf eine unbelastete Grundstellung gemäß 1 gleiche axiale Längen sowie gleiche Querschnittsmaße auf.About the length of the hose 2 this is divided into three areas, each valve-like separated spaces 3 to 5 forming. Thus, a first space forms in a predetermined flow direction r 3 an intake area a, the middle space viewed in the flow direction r 4 a reservoir b and the last space considered in the flow direction r 5 an outlet area c. The rooms 3 to 5 The areas a to c are preferably designed to be the same size, correspondingly with respect to an unloaded basic position according to 1 Same axial lengths and same cross-sectional dimensions.

Die Vorrichtung 1 formt ein Gebläse 6 aus. Hierzu sind die Räume 3 bis 5 zufolge Ansteuerung in Strömungsrichtung r betrachtet nacheinander hinsichtlich ihres Aufnahmevolumens vergrößer- und verkleinerbar, womit eine Pumpwirkung erreicht ist, ähnlich der Wirkung eines Darms.The device 1 shapes a fan 6 out. These are the rooms 3 to 5 According to control in the direction of flow r considered successively in terms of their receiving volume enlarging and decreasing, so that a pumping action is achieved, similar to the effect of a gut.

Die entsprechende Ansteuerung erfolgt über Betätigungselemente 7, wobei je Raum 3 bis 5 zwei mit Bezug auf einen Querschnitt gegenüberliegende und in entgegengesetzte Richtungen wirkende Betätigungselemente 7 vorgesehen sind.The appropriate control via actuators 7 , where ever room 3 to 5 two with respect to a cross-section opposite and acting in opposite directions actuators 7 are provided.

Diese Betätigungselemente 7 sind folienartig gestaltet, wobei sich ein Betätigungselement 7 in einer Querschnittsebene des zugeordneten Raumes 3 bis 5 erstreckt, so weiter entsprechend in einer quer gerichteten Ebene zur Schlauchachse x. Die Betätigungselemente 7 eines Raumes 3 bis 5 erstrecken sich innerhalb einer gemeinsamen Ebene, wobei die der Raumwandung 8 zugewandten Enden der Betätigungselemente 7 mit Bezug auf einen Querschnitt in diametraler Gegenüberlage an dem zugeordneten Bereich der Raumwandung 8 angreifen und an dieser befestigt sind.These actuators 7 are designed like a foil, with an actuator 7 in a cross-sectional plane of the associated space 3 to 5 extends, so on in accordance with a transverse plane to the tube axis x. The actuators 7 a room 3 to 5 extend within a common plane, taking the space wall 8th facing ends of the actuators 7 with respect to a cross section in diametrical opposite position at the associated area of the room wall 8th attack and are attached to this.

Die der Raumwandung 8 abgewandten Enden der Betätigungselemente 7 sind festgelegt, so dass eine relative Beweglichkeit des der Raumwandung 8 zugewandten Endes gegenüber dem festgelegten Ende des Betätigungselementes 7 erreicht werden kann.The room wall 8th remote ends of the actuators 7 are fixed, allowing a relative mobility of the room wall 8th facing end opposite the fixed end of the actuating element 7 can be achieved.

Weiter erstreckt sich die Ebene, in welcher sich die Betätigungselemente 7 erstrecken, mittig der mit Bezug auf die Schlauchachse x betrachteten Längserstreckung des zugeordneten Raumes 3 bis 5.Next extends the plane in which the actuators 7 extend, in the middle of the considered with respect to the tube axis x longitudinal extension of the associated space 3 to 5 ,

Die Anordnung und Ausgestaltung der Betätigungselemente 7 ist weiter in den 5 und 6 dargestellt. Jedes Betätigungselement 7 ist bevorzugt hinsichtlich seines Grundrisses dreieckförmig gestaltet, mit einer an die Kontur des zugeordneten Abschnitts der Raumwandung 8 angepassten Dreiecksspitze. Die der Dreiecksspitze gegenüberliegenden Dreieck-Grundseiten beider, einem Raum 3 bis 5 zugeordneten Betätigungselemente 7 verlaufen mit Bezug auf einen Querschnitt durch den Schlauch 2 parallel, wobei weiter in diesen Grundbereichen der Betätigungselemente 7 diese festgelegt sind, beispielsweise zufolge Klemmung. Wie insbesondere aus der Darstellung in 5 zu erkennen, ist zufolge der vorbeschriebenen Anordnung der Schlauch 2, insbesondere ein aus dem Schlauch 2 gebildeter Raum 3 bis 5 frei zwischen den Betätigungselementen 7 gespannt und gehaltert. The arrangement and design of the actuators 7 is further in the 5 and 6 shown. Each actuator 7 is preferably designed with respect to its outline triangular, with a to the contour of the associated portion of the room wall 8th adapted triangle tip. Both the triangular-base sides of the triangle-point opposite, a space 3 to 5 associated actuating elements 7 run with respect to a cross section through the hose 2 parallel, further in these basic areas of the actuators 7 these are fixed, for example, according to clamping. As in particular from the illustration in 5 to recognize, according to the above-described arrangement of the hose 2 , especially one from the hose 2 formed room 3 to 5 free between the actuators 7 tense and held.

Jedes folienartige Betätigungselement 7 ist mehrlagig ausgebildet, so zumindest mit einer mittleren Elastomerlage 9, bevorzugt eine filmartige Silikon-Elastomerlage mit einer senkrecht zur Flächenerstreckung betrachteten Stärke von 20 μm. Diese Elastomerlage 9 weist ober- und unterseitig eine Profilierung 10 auf, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit Bezug auf einen Vertikalschnitt durch die Lage sinusprofilartig verläuft. Die sich hierbei einstellenden Wellenberge und Wellentäler des Sinusprofils erstrecken sich unter Parallelausrichtung zum festgelegten Rand des Betätigungselementes 7, wobei weiter bevorzugt die quer hierzu betrachteten Abstände von Wellenbergen und Wellentälern gleichmäßig gewählt sind.Each foil-like actuator 7 is multi-layered, so at least with a medium elastomer layer 9 , Preferably, a film-like silicone elastomer layer with a considered perpendicular to the surface extension thickness of 20 microns. This elastomeric layer 9 has a profiling on the top and bottom 10 on, which extends in the illustrated embodiment with respect to a vertical section through the position of a sinusoidal profile. The wave peaks and troughs of the sinusoidal profile extending in this case extend parallel to the defined edge of the actuating element 7 , wherein more preferably the transversal thereto considered distances of wave crests and troughs are evenly selected.

Weiter ist die Elastomerlage 9 sowohl ober- als auch unterseitig von einer Elektrodenlage 12, 13 vollflächig überdeckt. Diese ist bevorzugt durch Aufdampfen aufgebracht, wobei weiter bevorzugt die so hergestellte Metallschicht aus Gold, Silber oder Kupfer besteht. Die Beschichtungsdicke entspricht hierbei etwa einem Fünfhundertstel bis einem Zweitausendstel, bevorzugt einem Tausendstel der in selber Richtung betrachteten Dicke der Elastomerlage 9, so weiter in dem dargestellten Ausführungsbeispiel 0,02 μm.Next is the elastomer layer 9 both upper and lower sides of an electrode layer 12 . 13 completely covered. This is preferably applied by vapor deposition, whereby more preferably the metal layer thus produced consists of gold, silver or copper. In this case, the coating thickness corresponds to approximately one-fifth to two thousandths, preferably one-thousandth of the thickness of the elastomer layer considered in the same direction 9 , so on in the illustrated embodiment 0.02 microns.

Die Profilierung der Elastomerlage 9 zeichnet sich zufolge der äußerst geringwandigen Ausgestaltung der Elektrolagen 12 und 13 auch wandungsaußenseitig auf diesen ab.The profiling of the elastomer layer 9 is characterized by the extremely thin-walled design of the electric poles 12 and 13 also outside of the wall on this.

Zur Betätigung des Betätigungselementes 7 wird dieses mit einer Spannungsdifferenz beaufschlagt (in den Figuren symbolisiert durch ein Spannungszeichen), wozu die beiden Elektrolagen 12 und 13 mit unterschiedlichen Spannungspotentialen beaufschlagt werden. Hierbei entsteht ein elektrisches Feld, welches das Betätigungselement 7 in Dickenrichtung durchsetzt, wobei das elektrische Feld mechanische Anziehungskräfte zwischen den Elektrodenlagen 12 und 13 erzeugt. Dies führt zu einer Annäherung der beiden Elektrodenlagen und damit verbunden zu einer Kompression der zwischen diesen sich erstreckenden Elastomerlage 9. Die Annäherung wird weiter unterstützt durch eine dielektrische Ausgestaltung der mittleren Lage.For actuating the actuating element 7 this is subjected to a voltage difference (in the figures symbolized by a voltage sign), including the two electric bearings 12 and 13 be subjected to different voltage potentials. This creates an electric field, which is the actuating element 7 penetrated in the thickness direction, wherein the electric field mechanical forces of attraction between the electrode layers 12 and 13 generated. This leads to an approximation of the two electrode layers and, associated therewith, to a compression of the elastomer layer extending therebetween 9 , The approximation is further supported by a dielectric configuration of the middle layer.

Da das Material der Elastomerlage 9 ein im wesentlichen konstantes Volumen hat, führt das Zusammendrücken, also das Vermindern der Dicke, zu einer Vergrößerung der Abmessung der Elastomerlage 9 in ihrer Ebenenerstreckung, wobei zufolge der vorbeschriebenen Profilierung eine Dehnung parallel zur Randkante 11 unterbunden ist. Vielmehr ist ausschließlich eine gerichtete Dehnung des gesamten Betätigungselementes 7 senkrecht zur Festlegungsrandkante 11 erreicht, weiter mit Bezug zur Schlauchachse x eine gerichtete Bewegung in Radialrichtung.As the material of the elastomer layer 9 has a substantially constant volume, the compression, so reducing the thickness, leads to an increase in the dimension of the elastomer layer 9 in their plane extension, according to the above-described profiling an elongation parallel to the marginal edge 11 is prevented. Rather, it is only a directional stretching of the entire actuator 7 perpendicular to the fixing edge 11 reaches, further with respect to the tube axis x a directed movement in the radial direction.

In einer nicht spannungsbeaufschlagten Grundstellung (vgl. 5) verharrt das Betätigungselement 7 in einer zusammengezogenen Grundstellung, in welcher dieses den Schlauch 2 bzw. den zugeordneten Raum 3 bis 5 in der dargestellten Ausführungsform in der kreisrunden Querschnittsform hält. Bei entsprechender Spannungsbeaufschlagung hingegen wird eine Streckung des Betätigungselementes 7 in Pfeilrichtung d bewirkt, zufolge sich das der Raumwandung 8 zugeordnete und an dieser Raumwandung 8 befestigte Ende des Betätigungselementes 7 radial nach innen in Richtung auf die Schlauchachse x bewegt. Bevorzugt werden hierbei beide Betätigungselemente eines Raumes 3 bis 5 angesteuert, so dass sich die entsprechend gegenüberliegenden Abschnitte der Raumwandung 8 aufeinander zu bewegen, weiter bevorzugt bis in eine in 7 dargestellte Verschlussstellung, in welcher die Abschnitte der Raumwandung 8 ventilverschlussartig aneinander liegen.In a non-stressed basic position (cf. 5 ) remains the actuator 7 in a contracted basic position in which this the hose 2 or the assigned room 3 to 5 holds in the illustrated embodiment in the circular cross-sectional shape. With appropriate voltage application, however, is an extension of the actuating element 7 in the direction of arrow d causes, according to the room wall 8th assigned and on this room wall 8th fixed end of the actuating element 7 moved radially inward toward the tube axis x. In this case, both actuators of a room are preferred 3 to 5 controlled, so that the corresponding opposite sections of the room wall 8th move towards each other, further preferably into an in 7 shown closure position in which the sections of the room wall 8th Valve closure like each other.

Mit Aufhebung der Spannungsbeaufschlagung beider einem Raum 3 bis 5 zugeordneten Betätigungselemente 7 stellen sich diese zufolge der elastischen Ausgestaltung selbsttätig zurück in ihre Grundstellung, dies unter entsprechendem Mitschleppen der Raumwandungsbereiche, zufolge sich der Raum 3 bis 5 unter entsprechender Volumenvergrößerung des Raumes wieder aufstellt.With cancellation of the voltage application of both a room 3 to 5 associated actuating elements 7 These are due to the elastic configuration automatically back to their normal position, this under appropriate entrainment of the Raumwandungsbereiche, according to the room 3 to 5 under appropriate volume increase of the room sets up again.

Zufolge der vorbeschriebenen Ansteuerung ist eine bevorzugt abwechselnde Volumenvergrößerung und Volumenverringerung in Abhängigkeit von einer Spannungsbeaufschlagung der zugeordneten Betätigungselemente 7 erreichbar. Dies wird dahingehend genutzt, dass durch getaktete Ansteuerung der Betätigungselemente 7 der Räume 3 bis 5 ein gerichteter Luftstrom in Strömungsrichtung r durch die Vorrichtung 1 erreicht wird. Hierbei wird Luft in Längserstreckung der Vorrichtung 1 betrachtet vor der Vorrichtung 1, das heißt weiter vor dem Raum 3, bevorzugt aus der Umgebung heraus angesogen und abschließend auf der gegenüberliegenden Seite, das heißt in Strömungsrichtung r betrachtet hinter der Vorrichtung 1, weiter hinter dem Raum 5 ausgeblasen, so weiter beispielsweise in die Umgebung, weiter bevorzugt in einen Blaskanal.According to the above-described control is a preferably alternating increase in volume and volume reduction in response to a voltage application of the associated actuators 7 reachable. This is used to the effect that by clocked control of the actuators 7 of the rooms 3 to 5 a directed air flow in the direction of flow r through the device 1 is reached. In this case, air is in the longitudinal extension of the device 1 considered before the device 1 that means further in front of the room 3 , preferably aspirated from the environment and finally on the opposite side, that is viewed in the flow direction r behind the device 1 , further behind the room 5 blown, so on, for example, in the environment, more preferably in a blast duct.

In 1 ist eine Grundstellung dargestellt, in welcher die Räume 3 bis 5 jeweils hinsichtlich ihres Volumens minimiert sind, dies entsprechend zufolge der vorbeschriebenen Eigenschaften der Betätigungselemente 7 durch Spannungsbeaufschlagung derselben.In 1 is represented a basic position in which the rooms 3 to 5 each minimized in terms of their volume, according to the above-described characteristics of the actuators accordingly 7 by voltage application of the same.

Wird nunmehr die Spannungsbeaufschlagung der dem Raum 3 zugeordneten Betätigungselemente 7 aufgehoben, so führt dies zufolge der selbsttätigen Kontraktion zu einer querschnittsmäßigen Aufweitung des Raumes 3, wobei im Zuge der damit einhergehenden Volumenvergrößerung infolge Unterdrucks Luft aus der Umgebung in den Raum 3 gesogen wird. Hiernach weitet sich zufolge Fortfall der Spannungsbeaufschlagung der Reservoirbereich b (Raum 4), zufolge dessen die Luft aus dem vorgeordneten Raum 3 angesogen und in den Raum 4 übertragen wird, dies bevorzugt unter gleichzeitiger Unterstützung durch Volumenverringerung des Raumes 3 infolge entsprechender Spannungsbeaufschlagung der zugeordneten Betätigungselemente 7.Now the voltage is applied to the room 3 associated actuating elements 7 This, according to the automatic contraction, leads to a widening of the space in a cross-section 3 , in the course of the associated increase in volume due to negative pressure air from the environment into the room 3 is sucked. After this, according to the discontinuation of the voltage application, the reservoir area b (space 4 ), according to which the air from the upstream room 3 sucked in and into the room 4 This is preferably done with simultaneous support by reducing the volume of the room 3 due to appropriate voltage application of the associated actuators 7 ,

Dieser Vorgang wiederholt sich abschließend gemäß 4 hinsichtlich der Luftweiterleitung zwischen den Räumen 4 und 5, wobei hier die Spannungsbeaufschlagung der dem Auslassbereich c zugeordneten Betätigungselemente 7 entfällt und zufolge dessen eine entsprechende Volumenvergrößerung des Raumes 5 erreicht ist. Durch abschließende Spannungsbeaufschlagung der dem Raum 5 zugeordneten Betätigungselemente 7 wird die Luft gerichtet zu der dem Raum 4 abgewandten Seite hin ausgeblasen, wobei der Reservoirbereich b zufolge Spannungsbeaufschlagung der zugeordneten Betätigungselemente 7 und damit einhergehendem Aneinanderliegen der zugewandten Raumwandungen 8 gemäß 7 rückschlagventilartig wirkt.This process is repeated according to 4 in terms of airflow between the rooms 4 and 5 , in which case the voltage application of the actuating elements assigned to the outlet region c 7 deleted and according to a corresponding increase in volume of the room 5 is reached. By finally energizing the room 5 associated actuating elements 7 the air is directed to the room 4 blown away from the opposite side, wherein the reservoir area b according to voltage application of the associated actuating elements 7 and concomitant juxtaposition of the facing room walls 8th according to 7 non-return valve acts.

Die 8 bis 14 zeigen eine weitere Ausführungsform anhand einer konstruktiven Lösung. Hier ist die Vorrichtung 1 gleichfalls ausgebildet als Gebläse 6, welches angeordnet ist in einem Haushalts-Staubsauger 14. Dieser ist als handgeführter Stielstaubsauger ausgebildet, mit einem Grundgehäuse 15 und einer daran angeordneten, einen nicht dargestellten Filterbeutel aufnehmenden Filterkammer 16, welch letztere übergriffen ist von einem Führungsstiel 17. Dieser trägt endseitig einen Handgriff 18. Die elektrische Versorgung des Staubsaugers 14 erfolgt über ein zugeführtes Elektrokabel 19, wobei weiter in dem Handgriff 18 betätigungsgünstig ein Schalter zur Aktivierung/Deaktivierung insbesondere des in dem Gehäuse 15 aufgenommenen Gebläses 6 angeordnet ist.The 8th to 14 show a further embodiment based on a constructive solution. Here is the device 1 also designed as a fan 6 which is arranged in a household vacuum cleaner 14 , This is designed as a hand-held Stielstaubsauger, with a basic housing 15 and a filter chamber, not shown, receiving a filter chamber, not shown 16 which latter is overrun by a leadership stalk 17 , This carries a handle at the end 18 , The electrical supply of the vacuum cleaner 14 via a supplied electric cable 19 , while continuing in the handle 18 actuation favorable a switch for activation / deactivation in particular of the housing 15 recorded blower 6 is arranged.

An dem Gehäuse 15 des Staubsaugers 14 ist bevorzugt eine Bodendüse 21 strömungstechnisch, gegebenenfalls auch elektrisch angeschlossen. Diese Düse 21 dient zur Saugbearbeitung einer Bodenfläche.On the case 15 of the vacuum cleaner 14 is preferably a floor nozzle 21 fluidically, optionally electrically connected. This nozzle 21 serves for suction processing of a floor surface.

Über das Gebläse 6 wird ein Saugstrom erzeugt, der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel auf einen, dem zu pflegenden Boden zugewandten Düsenmund der Bodendüse 21 einwirkt. Von diesem Düsenmund ausgehend erstreckt sich ein nicht dargestellter Saugkanal zunächst durch die Bodendüse 21 und hiernach durch das Gehäuse 15 zum in der Filterkammer 16 aufgenommenen Filterbeutel. Die Luft wird durch die Beutelwandung gesogen, wozu hinter dem Filterbeutel ein weiterer Saugkanalabschnitt 22 zum Gebläse 6 führt. Die Blasseite des Gebläses 6 ist bevorzugt angeschlossen an einen bevorzugt zur Umgebung hin offenen Blaskanal 23.About the blower 6 a suction flow is generated, which in the illustrated embodiment on a, to be maintained soil facing nozzle mouth of the floor nozzle 21 acts. Starting from this nozzle mouth, a suction channel, not shown, initially extends through the floor nozzle 21 and thereafter through the housing 15 to in the filter chamber 16 taken filter bag. The air is sucked through the bag wall, for which behind the filter bag another Saugkanalabschnitt 22 to the blower 6 leads. The blast side of the blower 6 is preferably connected to a preferably open to the outside blast duct 23 ,

Die Vorrichtung 1 bzw. das Gebläse 6 weist zunächst ein beispielsweise aus einem Hartkunststoff bestehendes, weiter beispielsweise im Kunststoffspritzverfahren hergestelltes Gebläsegehäuse 24 auf. Dieses ist unterteilt in drei hintereinander geschaltete Kammern 33 bis 35, welche im wesentlichen gleich gestaltet sind, weiter entsprechend gleiche Volumen aufweisen.The device 1 or the blower 6 initially has an existing example of a hard plastic, further prepared for example by plastic injection blower housing 24 on. This is divided into three chambers connected in series 33 to 35 , which are designed substantially the same, further correspondingly have the same volume.

Die einzelnen Kammern 33 bis 35 sind untereinander durch Trennwände 25 separiert. Mittig weisen diese Trennwände 25 einen im Querschnitt kreisrunden, fensterartigen Durchbruch 26 auf.The individual chambers 33 to 35 are interconnected by partitions 25 separated. These partition walls are in the middle 25 a circular cross-section, window-like opening 26 on.

Die in Axialausrichtung des Gebläsegehäuses 24 betrachteten äußeren Endbereiche sind ähnlich gestaltet wie die inneren Trennwände 25. So sind entsprechend stirnseitige Wandungen 27 vorgesehen, die mit einem dem Durchbruch 26 einer Trennwand 25 entsprechenden Durchbruch 28 ausgestattet sind. Diese Durchbrüche 28 liegen in einer Projektion auf eine Vertikalfläche, weiter in einer Projektion auf eine Erstreckungsebene einer Trennwand 25 in Überdeckung, wobei weiter die wandungsaußenseitigen Durchbrüche 28 nach axial außen umfasst sind von einem Anschlussstutzen 29, zur Festlegung des Blaskanals 23 bzw. des saugseitigen Saugkanalabschnittes 22.The axial alignment of the blower housing 24 considered outer end portions are designed similar to the inner partitions 25 , So are correspondingly frontal walls 27 provided with a breakthrough 26 a partition 25 appropriate breakthrough 28 are equipped. These breakthroughs 28 lie in a projection on a vertical surface, further in a projection on an extension plane of a partition wall 25 in overlap, wherein further the outer wall breakthroughs 28 according to axially outside are covered by a connecting piece 29 , to define the blow channel 23 or the suction-side Saugkanalabschnittes 22 ,

Weiter sind die Kammern 33 bis 35 gebildet durch zwei aufeinander zuweisende, halbschalenartige Gehäuseabschnitte, die bei rotationssymmetrischer Ausgestaltung des gesamten Gebläsegehäuses 24 wandungsaußenseitig im Bereich eines umlaufenden Flanschs 30 miteinander befestigt sind. Hierzu dient eine Verschraubung 31.Next are the chambers 33 to 35 formed by two facing each other, half-shell-like housing sections, which in rotationally symmetrical design of the entire blower housing 24 outside of the wall in the area of a circumferential flange 30 are fastened together. This purpose is a screw 31 ,

In der Trennebene zwischen den verschraubten Gehäuseteilen einer jeden Kammer 33 bis 35 erstrecken sich die der jeweiligen Kammer 33 bis 35 zugeordneten Betätigungselemente 7, welche gleich gestaltet sind wie die anhand des ersten Ausführungsbeispiels beschriebenen Elemente. Entsprechend sind auch in dem zweiten Ausführungsbeispiel zwei mit Bezug zu der Schlauchachse diametral gegenüberliegende Betätigungselemente 7 vorgesehen, dies jedoch mit einer an die Kreiskontur der Flansche 30 angepassten Grundlinie (Rand 11). Im Bereich dieses Randes 11 erfolgt die Festlegung der Betätigungselemente 7, wozu das Betätigungselement 7, dem Rand 11 mit Abstand zugeordnet beispielsweise eine Durchtrittsöffnung aufweist, durch welche eine Schraube der Verschraubung 31 tritt. In the parting plane between the bolted housing parts of each chamber 33 to 35 extend the respective chamber 33 to 35 associated actuating elements 7 , which are designed the same as the elements described with reference to the first embodiment. Accordingly, in the second embodiment, two with respect to the hose axis diametrically opposed actuators 7 provided, but with a to the circular contour of the flanges 30 adjusted baseline (margin 11 ). In the area of this edge 11 the determination of the actuators 7 what the actuator 7 , the edge 11 assigned at a distance, for example, has a passage opening through which a screw of the screw 31 occurs.

Die folienartigen Betätigungselemente 7 erstrecken sich zufolge dieser Anordnung mit Bezug auf die Erstreckung der Schlauchachse x mittig einer jeden Kammer 33 bis 35, weiter innerhalb der Trennebene der Gehäusehälften.The foil-like actuators 7 According to this arrangement, they extend with respect to the extent of the tube axis x in the center of each chamber 33 to 35 , further within the parting plane of the housing halves.

Das Gebläsegehäuse 24 ist über die gesamte Länge durchsetzt von einem in einer unbelasteten Stellung im Querschnitt kreisrunden, elastischen Schlauch 2. Dessen Außendurchmesser ist angepasst an den freien Durchmesser der Durchbrüche 26 und 28, wobei weiter die axial freien Enden des Schlauches 2 im Bereich der Anschlussstutzen 29 festgelegt sind. Weiter liegt der Schlauch 2 gestreckt in dem Gebläsegehäuse 24 ein.The blower housing 24 is over the entire length interspersed by a circular in an unloaded position in cross-section, elastic hose 2 , Its outer diameter is adapted to the free diameter of the openings 26 and 28 , wherein further the axially free ends of the hose 2 in the area of the connecting piece 29 are fixed. Next lies the hose 2 stretched in the blower housing 24 one.

Alternativ können auch hintereinander geschaltete Schlauchabschnitte vorgesehen sein, die jeweils im Bereich der Durchbrüche 26 und 28 festgelegt sind.Alternatively, it is also possible to provide tube sections connected in series, each in the region of the openings 26 and 28 are fixed.

Die Durchbrüche 26 und 28 sind weiter versehen mit Rückschlagventilen 32. Hierbei kann es sich wie auch dargestellt um übliche Lippenventile handeln. Die Ausrichtung ist so gewählt, dass ein selbsttätiges Öffnen in Strömungsrichtung r erreicht wird, während bei einer Belastung in entgegengesetzter Richtung zur Strömungsrichtung r das Rückschlagventil 32 selbsttätig fluiddicht schließt.The breakthroughs 26 and 28 are further provided with check valves 32 , This can also be the usual lip valves as shown. The orientation is chosen so that an automatic opening in the direction of flow r is achieved, while at a load in the opposite direction to the flow direction r, the check valve 32 automatically fluid-tight closes.

In jeder Kammer 33 bis 35 formt der Schlauch 2 bzw. ein Schlauchabschnitt einen unter Einschluss der Rückschlagventile 32 umschlossenen Raum 3 bis 5. Die der Festlegungsseite abgewandten Enden der Betätigungselemente 7 wirken auf einen zugeordneten Abschnitt der Raumwandung 8, dies unter Befestigung des Betätigungselementendes an der Raumwandung 8 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Werden die Betätigungselemente 7 insbesondere eines Raumes 3 bis 5 mit Spannung beaufschlagt, so führt dies zu einer entsprechenden Längung des Betätigungselementes 7 in Erstreckungsrichtung d. In dieser gelängten Stellung der Betätigungselemente 7 verweilt der Schlauch 2 bzw. der Schlauchabschnitt, weiter der ausgebildete Raum in der zusammengedrückten Stellung, welche dem minimalen Aufnahmevolumen des Raumes entspricht.In every chamber 33 to 35 forms the hose 2 or a hose section including the non-return valves 32 enclosed space 3 to 5 , The fastening side facing away from the ends of the actuators 7 act on an associated section of the room wall 8th , this with attachment of the actuator end to the room wall 8th according to the first embodiment. Be the actuators 7 especially a room 3 to 5 subjected to voltage, this leads to a corresponding elongation of the actuating element 7 in extension direction d. In this extended position of the actuators 7 the hose lingers 2 or the tube section, further the trained space in the compressed position, which corresponds to the minimum receiving volume of the room.

Liegt hingegen keine Spannung an den Betätigungselementen 7 an, so ziehen sich diese zufolge der elastischen Eigenschaften entgegen der Erstreckungsrichtung bis in eine unbelastete Minimal-Erstreckungslänge, dies unter entsprechendem Mitziehen der zugewandten Raumwandungen 8, infolge dessen sich das Volumen des zugeordneten Raumes vergrößert, was ein Ansaugen von Luft durch das eingangsseitige Rückschlagventil 32 zur Folge hat.On the other hand, there is no voltage on the actuators 7 on, so they pull according to the elastic properties against the extension direction to an unloaded minimum extension length, this with appropriate entrainment of the facing room walls 8th , as a result of which the volume of the associated space increases, which causes an intake of air through the input-side check valve 32 entails.

In 11 ist eine Situation dargestellt, bei welcher die Betätigungselemente 7 des in Strömungsrichtung r betrachteten ersten Raumes (Ansaugbereich a) nicht spannungsbeaufschlagt sind, während die Betätigungselemente 7 der beiden weiteren Räume 4 und 5 mit einer Spannungsdifferenz beaufschlagt sind. Zufolge der Volumenvergrößerung des Raumes 3 wird Luft über den Saugkanalabschnitt 22 unter Öffnen des in der Strömung liegenden Rückschlagventils 32 angesogen. Ist das maximale Aufnahmevolumen erreicht, so werden die Betätigungselemente 7 des ersten Raumes 3 spannungsbeaufschlagt und zugleich die Spannungsbeaufschlagung der Betätigungselemente 7 des nachfolgenden Raumes 4 (Reservoirbereich b) aufgehoben. Es erfolgt zufolge der durch die elastische Rückstellfähigkeit des Schlauches 2 unterstützten Volumenverringerung des Raumes 3 ein saugender Übertrag der Luft in den sich volumenerweiternden Raum 4. Hierbei ist das die Räume 3 und 4 zueinander trennende Rückschlagventil 32 geöffnet. Das dem Saugkanalabschnitt 22 zugeordnete Rückschlagventil 32 verbleibt in der geschlossenen Stellung, da tendenziell der Druck in dem volumenabnehmenden Raum 3 größer ist als der Umgebungsdruck. Eine gleiche Abfolge ist erreicht beim Übergang von Raum 4 in den Raum 5 (vgl. 13), wobei das dem Blaskanal 23 zugeordnete Rückschlagventil 32 infolge des durch die Volumenvergrößerung des Raumes 5 ansteigenden Unterdrucks in der geschlossenen Stellung gehalten wird.In 11 a situation is shown in which the actuators 7 of the considered in the flow direction r first space (intake area a) are not subjected to voltage, while the actuators 7 the other two rooms 4 and 5 are subjected to a voltage difference. Due to the increase in volume of the room 3 Air is transferred via the suction channel section 22 with opening of the flow in the check valve 32 sucked. When the maximum capacity is reached, the actuators become 7 of the first room 3 energized and at the same time the voltage application of the actuators 7 of the following room 4 (Reservoir area b) canceled. It is due to the elastic resilience of the hose 2 supported volume reduction of the room 3 a sucking transfer of air into the volume-expanding space 4 , Here it is the rooms 3 and 4 to each other separating check valve 32 open. That the suction channel section 22 associated check valve 32 remains in the closed position, as tends to pressure in the volume-decreasing space 3 greater than the ambient pressure. A similar sequence is achieved when transitioning from space 4 in the room 5 (see. 13 ), which is the blow channel 23 associated check valve 32 as a result of the increase in volume of the room 5 Increasing negative pressure is held in the closed position.

Wie weiter in 13 in strichpunktierter Linienart dargestellt, kann während des Überströmen der Luft aus dem Raum 4 in den Raum 5 zugleich im Raum 3 der nächste Vorgang gestartet werden, indem hier erneut eine Volumenvergrößerung des Raumes durchgeführt wird.As in further 13 shown in dash-dotted line style, can during the overflow of air from the room 4 in the room 5 at the same time in the room 3 the next process can be started by again increasing the volume of the room.

Abschließend wird zufolge entsprechender Spannungsbeaufschlagung der Betätigungselemente 7 der Raum 5 volumenverkleinert, wodurch die Luft zufolge Überdruck durch das geöffnete Rückschlagventil 32 in den Blaskanal 23 ausgeblasen wird. Wie weiter in strichpunktierter Linienart dargestellt, kann im Zuge dessen aus dem Raum 3 neue Luft in den mittleren Raum 4 strömen.In conclusion, according to appropriate voltage application of the actuators 7 the space 5 Reduced volume, causing the air pressure due to the open check valve 32 in the blow channel 23 is blown out. As further shown in dash-dotted line style, can in the course of this from the room 3 new air in the middle room 4 stream.

Es ist durch die vorgeschlagene Lösung eine peristaltisch arbeitende Fördervorrichtung für Fluide erreicht, mit einer gerichteten Strömung in Richtung r. Durch getaktetes Ansteuern der Betätigungselemente 7 der Räume 3 bis 5 in entgegengesetzter Reihenfolge wie zuvor beschrieben, ist auch eine gerichtete Strömung entgegengesetzt dem Pfeil r möglich. So ist ein auf einfachste Weise umschaltbares Gebläse 6 geschaffen.It is achieved by the proposed solution, a peristaltic fluid delivery device, with a directed flow in the direction of r. By clocked driving the actuators 7 of the rooms 3 to 5 in the opposite order as described above, a directed flow opposite to the arrow r is possible. So is a switchable in the easiest way blower 6 created.

Die Taktung zur Ansteuerung der Betätigungselemente 7 wird bevorzugt mittels einer elektrischen Steuerung erreicht.The timing for controlling the actuators 7 is preferably achieved by means of an electrical control.

Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren in ihrer fakultativ nebengeordneten Fassung eigenständige erfinderische Weiterbildung des Standes der Technik, insbesondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen.All disclosed features are essential to the invention. The disclosure of the associated / attached priority documents (copy of the prior application) is hereby also incorporated in full in the disclosure of the application, also for the purpose of including features of these documents in claims of the present application. The subclaims characterize in their optional sibling version independent inventive development of the prior art, in particular to make on the basis of these claims divisional applications.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Vorrichtungcontraption
22: Schlauchtube
33: Raumroom
44: Raumroom
55: Raumroom
66: Gebläsefan
77: Betätigungselementactuator
88th: RaumwandungRaumwandung
99: Elastomerlageelastomer layer
1010: Profilierungprofiling
1111: Randedge
1212: Elektrodenlageelectrode layer
1313: Elektrodenlageelectrode layer
1414: Staubsaugervacuum cleaner
1515: Gehäusecasing
1616: Filterkammerfilter chamber
1717: Führungsstielmanagement style
1818: Handgriffhandle
1919: Elektrokabelelectric cable
2020: Schalterswitch
2121: Bodendüsefloor nozzle
2222: Saugkanalabschnittsuction channel
2323: Blaskanalblow
2424: Gebläsegehäusefan housing
2525: Trennwandpartition wall
2626: Durchbruchbreakthrough
2727: Wandungwall
2828: Durchbruchbreakthrough
2929: Anschlussstutzenspigot
3030: Flanschflange
3131: Verschraubungscrew
3232: Rückschlagventilcheck valve
3333: Kammerchamber
3434: Kammerchamber
3535: Kammerchamber
aa: Einsaugbereichvortex region
bb: Reservoirbereichreservoir area
cc: Auslassbereichoutlet
dd: StremungsrichtungStremungsrichtung
rr: Strömungsrichtungflow direction
xx: Schlauchachsehose axis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10054247 C2 [0004, 0007]

Claims

Device suitable for the directional transport of a fluid ( 1 ), which has a volume which can be changed in its volume ( 3 to 5 ), wherein the space ( 3 to 5 ) by pulling the room walls ( 8th ) is extensible, characterized in that the pulling apart by an acting on at least one space section actuating element ( 7 ) to DE 100 54 247 C2 is reachable.

Device according to claim 1 or in particular according thereto, characterized in that the space ( 3 to 5 ) by an elastic hose ( 2 ) is formed.

Device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the space ( 3 to 5 ), for example as a check valve ( 32 ) has trained inlet and / or outlet valve.

Device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that two spaces adjoining one another in the flow direction (r) ( 3 to 5 ) are provided, each by such an actuator ( 7 ) are operable.

Device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that three spaces adjoining one another in the direction of flow (r) ( 3 to 5 ) are provided, each by such an actuator ( 7 ) are operable.

Device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that a space ( 3 to 5 ) on two different wall regions two oppositely acting actuators ( 7 ).

Device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the wall areas of the room ( 3 to 5 ) in the non-actuated state sealingly abut each other.