DE102011086042A1

DE102011086042A1 - Bending transducer and micropump with a bending transducer

Info

Publication number: DE102011086042A1
Application number: DE102011086042A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Günther; Stefan Klump; Michael Riedel
Original assignee: Johnson Matthey Catalysts Germany GmbH
Current assignee: Johnson Matthey Catalysts Germany GmbH
Priority date: 2011-11-09
Filing date: 2011-11-09
Publication date: 2013-05-16
Also published as: TW201345135A; WO2013068726A3; WO2013068726A2

Abstract

Der Biegewandler (2) ist insbesondere für eine Membranpumpe zum Auslenken einer Pumpmembran vorgesehen und zeigt einen Schichtaufbau (4) umfassend einen Träger (6), der sich in Längsrichtung bis zu einem Auslenkende (12) erstreckt und auf dem eine piezoelektrische Schicht (8a, b) aufgebracht ist, die über elektrische Kontaktelemente (28a, b) kontaktiert ist, wobei endseitig am Auslenkende (12) ein Linkhalter (14) befestigt ist, in dem ein Betätiger (16) gehalten ist, wobei der Betätiger (16) im montierten Endzustand mit der Membran verbunden ist.The bending transducer (2) is provided in particular for a membrane pump for deflecting a pumping membrane and has a layer structure (4) comprising a carrier (6) which extends in the longitudinal direction as far as a deflection end (12) and on which a piezoelectric layer (8a, b) is applied, which is contacted via electrical contact elements (28 a, b), wherein at the end of the deflection (12) a link holder (14) is fixed, in which an actuator (16) is held, wherein the actuator (16) mounted in the End state is connected to the membrane.

Description

Die Erfindung betrifft einen Biegewandler insbesondere für eine Mikropumpe zum Auslenken einer Pumpmembran sowie eine derartige Mikropumpe. The invention relates to a bending transducer, in particular for a micropump for deflecting a pumping membrane and such a micropump.

Biegewandler finden in den unterschiedlichsten technischen Bereichen Einsatz, um als Aktuatoren Stellbewegungen mit Hilfe des piezoelektrischen Effekts auszuüben. Weitere Anwendungsbereiche können durch Umkehrung des piezoelektrischen Effekts und der Nutzung eines piezoelektrischen Elements zur Energieerzeugung erschlossen werden. Bending transducers are used in a wide variety of technical fields in order to exert actuating movements as actuators with the aid of the piezoelectric effect. Other areas of application can be exploited by reversing the piezoelectric effect and utilizing a piezoelectric element for power generation.

Biegewandler zeichnen sich insbesondere durch ihre kompakte Bauweise aus, die eine Anwendung bei beengten Platzverhältnissen in kleinbauenden Geräten und insbesondere zur Miniaturisierung erlaubt. Bending transducers are characterized in particular by their compact design, which allows use in confined spaces in small-scale devices and in particular for miniaturization.

Biegewandler werden auch im medizinischen Bereich, beispielsweise für Zerstäuber oder auch für Mikropumpen eingesetzt, über die eine Medikamentenabgabe erfolgt. Insbesondere bei Patienten, bei denen eine kontinuierliche Medikamentenzugabe, bspw. eine Insulinzugabe, erforderlich ist, ist der Einsatz von Mikropumpen bekannt, die vom Patienten dauerhaft getragen werden. Um einen möglichst hohen Komfort für den Patienten zu erzielen wird eine möglichst kleinbauende Mikropumpe angestrebt. Ergänzend wird auch ein möglichst geringer Energieverbrauch angestrebt, um eine Medikamentenabgabe über einen möglichst langen Zeitraum kontinuierlich zu gewährleisten. Dabei kommt es auch auf eine hochgenau Dossierung an, d.h. eine vorgegebene Dossierrate muss mit hoher Genauigkeit kontinuierlich aufrecht erhalten bleiben. Bending transducers are also used in the medical field, for example for atomizers or for micropumps, via which a drug delivery takes place. In particular, in patients in whom a continuous drug addition, eg. An insulin addition, is required, the use of micropumps is known, which are worn by the patient permanently. In order to achieve the highest possible comfort for the patient, the aim is to have a micropump which is as small as possible. In addition, the lowest possible energy consumption is sought in order to continuously ensure the delivery of medication over as long a period as possible. It also depends on a highly accurate Dossierung, i. a given dossier rate must be maintained continuously with high accuracy.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Biegewandler für kleinbauende Einheiten, insbesondere für eine Membran-Mikropumpe anzugeben, der eine hochgenaue, kontinuierliche Dossierung bei geringem Energieverbrauch ermöglicht. Against this background, the invention has for its object to provide a bending transducer for small-sized units, in particular for a membrane micropump, which allows a high-precision, continuous Dossierung with low energy consumption.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch einen Biegewandler mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Der Biegewandler erstreckt sich in Längsrichtung bis zu einem Auslenkende, an dem ein Betätiger angeordnet ist, welcher im montierten Zustand vorzugsweise mit einer Membran-Mikropumpe verbunden ist und diese periodisch auslenkt. Der Biegewandler weist dabei einen Schichtaufbau auf, der einen Träger mit zumindest einer piezoelektrischen Schicht umfasst, die durch eine Piezokeramik gebildet wird. Vorzugsweise ist auf beiden Seiten des Trägers jeweils insbesondere genau eine Piezokeramik als piezoelektrische Schicht angeordnet. Weiterhin sind Kontaktelemente zur elektrischen Kontaktierung der piezoelektrischen Schichten vorgesehen. The object is achieved according to the invention by a bending transducer with the features of claim 1. The bending transducer extends in the longitudinal direction to a deflection end, on which an actuator is arranged, which is preferably connected in the mounted state with a membrane micropump and this periodically deflects. The bending transducer has a layer structure which comprises a support with at least one piezoelectric layer, which is formed by a piezoceramic. In particular, exactly one piezoceramic is in each case arranged on both sides of the carrier as a piezoelectric layer. Furthermore, contact elements for electrically contacting the piezoelectric layers are provided.

Um ein hochgenaues Positionieren des Betätigers in Relation zu dem späteren Einbauort und damit in Relation zu der Membran zu gewährleisten ist der Betätiger an einem Linkhalter befestigt, welcher endseitig am Auslenkende angeordnet ist. Der Linkhalter ist ein separates, eigenständiges Bauelement, das mit dem Träger an dessen Auslenkende verbunden ist und das den Betätiger aufweist. Bei dem Linkhalter handelt es sich insbesondere um eine vorgefertigte Baueinheit mit integriertem Betätiger, die am Träger oder am Schichtaufbau insbesondere durch Kleben befestigt ist. In order to ensure a highly accurate positioning of the actuator in relation to the later installation location and thus in relation to the diaphragm, the actuator is attached to a link holder, which is arranged at the end of the deflection. The link holder is a separate, independent component which is connected to the carrier at the deflection end and which has the actuator. The link holder is in particular a prefabricated unit with an integrated actuator, which is fastened to the carrier or to the layer structure, in particular by gluing.

Der Betätiger ist durch den Linkhalter zuverlässig an einer definierten Position ortsfest gehalten. Er ist dabei insbesondere unter einem Winkel von 90° zur durch den Schichtaufbau definierten Ebene orientiert. Der Betätiger selbst ist vorzugsweise biegeelastisch und insbesondere aus Metall, bevorzugt als einfacher gerader Streifen ausgebildet. Endseitig weist er zweckdienlicherweise Löcher oder sonstige Ausnehmungen auf, über die eine formschlüssige Verbindung mit einem Kleber ermöglicht ist, mit der er in der Montageendposition mit der Membran verbunden ist. Durch die mittelbare Befestigung des Betätigers am Auslenkende des Biegewandlers über den Linkhalter ist eine verbesserte Genauigkeit bei der Ausrichtung des Betätigers, insbesondere bei der Einstellung seiner vertikalen Höhenposition ermöglicht. The actuator is held by the link holder reliably fixed at a defined position. He is oriented in particular at an angle of 90 ° to the plane defined by the layer structure. The actuator itself is preferably flexurally elastic and in particular made of metal, preferably designed as a simple straight strip. At the end, it expediently has holes or other recesses, via which a positive connection with an adhesive is made possible, with which it is connected in the final assembly position with the membrane. By the indirect attachment of the actuator on the deflection end of the bending transducer via the link holder improved accuracy in the orientation of the actuator, in particular in the adjustment of its vertical height position allows.

Zweckdienlicherweise ist der Linkhalter aus einem anderen Material als der Betätiger und ist insbesondere als ein Kunststoff-Spritzgussteil ausgebildet. Vorzugsweise ist der Betätiger darin eingebettet. Der Kunststoff umgibt daher den Betätiger in einem Befestigungsbereich. Der Betätiger ist dabei innerhalb des Linkhalters vorzugsweise hochgenau positioniert. Dies wird durch geeignete Maßnahmen beim Spritzgussprozess verwirklicht, indem der Betätiger innerhalb einer Werkzeugform für den Linkhalter mit Hilfe von Ausrichtelementen hochgenau bezüglich der Begrenzungsflächen des Linkhalters positioniert ist. Um eine hochgenaue Positionierung zu gewährleisten und den Betätiger beim Spritzgussprozess in definierter Position zu halten ist zweckdienlicherweise vorgesehen, dass der Betätiger den Linkhalter durchdringt, so dass er beidseitig beispielsweise von der Werkzeugsform selbst gehalten werden kann. Der Betätiger tritt daher an gegenüberliegenden Seiten aus dem Linkträger raus. Ein über den Linkträger an einer Seite überstehendes Ende kann anschließend entfernt werden. Conveniently, the link holder is made of a different material than the actuator and is in particular designed as a plastic injection-molded part. Preferably, the actuator is embedded therein. The plastic therefore surrounds the actuator in a mounting area. The actuator is preferably positioned within the link holder with high accuracy. This is realized by suitable measures in the injection molding process by the actuator is positioned within a tool mold for the link holder with the aid of alignment elements with high precision with respect to the boundary surfaces of the link holder. In order to ensure a highly accurate positioning and to keep the actuator in the injection molding process in a defined position is expediently provided that the actuator penetrates the link holder, so that it can be held on both sides, for example, of the tool shape itself. The actuator therefore comes out on opposite sides of the link carrier. An end projecting beyond the link carrier on one side can subsequently be removed.

Der Linkhalter wird zusammen mit dem darin eingebetteten Betätiger am Auslenkende befestigt. Um eine hochgenau Positionierung zu gewährleisten ist vorgesehen, dass der Linkhalter eine Anschlagkante aufweist, mit der er am stirnseitigen Ende des Biegewandlers am Auslenkende anliegt. Vorzugsweise ist diese Anschlagkante durch einen Nutgrund einer Nut gebildet, die am Linkhalter ausgebildet ist. Alternativ zur Nut besteht prinzipiell auch die Möglichkeit einer treppenartigen Stufe. In dieser Nut ist das Auslenkende aufgenommen. The link holder is attached to the deflection end together with the embedded actuator. To ensure a highly accurate positioning is provided that the link holder a Has stop edge, with which it rests on the deflection end at the front end of the bending transducer. Preferably, this stop edge is formed by a groove bottom of a groove formed on the link holder. As an alternative to the groove, there is also the possibility of a step-like step. In this groove, the deflecting is added.

Zweckdienlicherweise steht der Träger am Auslenkende über vorzugsweise beide piezoelektrische Schichten in Längsrichtung über und nur der Träger wird von der Nut aufgenommen. Hierdurch wird eine möglichst geringe Aufbauhöhe erreicht, da die Nut lediglich den Träger umgreift. Conveniently, the support projects beyond the deflection end via preferably both piezoelectric layers in the longitudinal direction and only the support is received by the groove. As a result, the lowest possible height is achieved because the groove only surrounds the carrier.

Für eine möglichst einfache und prozesssichere Positionierung des Linkhalters erstreckt sich dieser zweckdienlicherweise über die gesamte Breite des Schichtaufbaus, schließt daher mit diesem beidseitig insbesondere bündig ab. For the simplest possible and reliable positioning of the link holder, this expediently extends over the entire width of the layer structure, therefore terminates flush with this on both sides in particular.

Die Verbindung mit der Membran der Membranpumpe erfolgt bei der Montage der Membranpumpe in einem Pumpengehäuse. Hierbei ist für ein definiertes Pumpergebnis eine hochgenaue Ausrichtung des gesamten Biegewandlers relativ zur Membran erforderlich. Insbesondere endet der Betätiger an einer definierten ersten vertikalen Höhenposition mit einem Befestigungsende, um die definierte Auslenkung der Membran sicher zu stellen. In zweckdienlicher Ausgestaltung ist zur Erreichung dieser hohen Positionieranforderung am Linkhalter zumindest eine Positionierhilfe vorgesehen, die sich in Richtung des Betätigers erstreckt und eine Abstützfläche aufweist. Mit dieser stützt sich der gesamte Biegewandler bei der Montage an einer zugeordneten Montagefläche ab, die beispielsweise durch eine Hilfsmontageplatte gebildet wird. Dadurch wird die erste vertikale Höhenposition des Befestigungsendes des Betätigers hochgenau zur Abstützfläche positioniert. Die Positionierhilfe ist dabei insbesondere nach Art eines Abstandzylinders ausgebildet, der eine endseitige Planfläche als Abstützfläche aufweist. Um beispielsweise ein Verkippen zu verhindern sind dabei vorzugsweise zumindest zwei Positionierhilfen angeordnet, die insbesondere jeweils an den gegenüberliegenden Enden des Linkhalters ausgebildet sind. The connection with the membrane of the diaphragm pump takes place during assembly of the diaphragm pump in a pump housing. In this case, a highly accurate alignment of the entire bending transducer relative to the membrane is required for a defined pumping result. In particular, the actuator terminates at a defined first vertical height position with a mounting end to ensure the defined deflection of the diaphragm. In an expedient embodiment, at least one positioning aid is provided to achieve this high positioning requirement on the link holder, which extends in the direction of the actuator and has a support surface. With this, the entire bending transducer is supported during assembly on an associated mounting surface, which is formed for example by an auxiliary mounting plate. As a result, the first vertical height position of the attachment end of the actuator is positioned with high precision to the support surface. The positioning aid is formed in particular in the manner of a spacer cylinder, which has an end-side planar surface as a support surface. In order to prevent tilting, for example, at least two positioning aids are preferably arranged, which are in particular formed in each case at the opposite ends of the link holder.

Für die elektrische Ansteuerung der piezokeramischen Schicht ist grundsätzlich eine geeignete Kontaktierung erforderlich. Bei dem hier vorzugsweise vorgesehenen Aufbau nach Art eines bimorph-Biegewandlers mit einem Träger und jeweils genau einer auf jeweils einer Seite angeordneten piezoelektrischen Schicht ist in zweckdienlicher Ausgestaltung der Träger elektrisch leitend und bildet somit eine gemeinsame Mittenelektrode für die beiden Piezokeramiken. Der Träger ist hierzu vorzugsweise als CFK-Träger (Kohlenstoff-faserverstärkter Kunststoff) ausgebildet. Der Träger wird mit Hilfe eines ersten Kontaktelements kontaktiert, wobei hierzu an einem dem Auslenkende gegenüberliegenden Ende des Trägers ein Kontaktbereich ausgebildet ist. In diesem Kontaktbereich steht der Träger über die piezoelektrische Schicht über. Gleichzeitig ist vorzugsweise eine Metallschicht, insbesondere eine Kupfer-Folie darauf aufgebracht, um eine großflächige Kontaktierung des Trägers zu erreichen. Auf dieser Metallschicht wiederum ist das erste Kontaktelement elektrisch kontaktierend befestigt. Vorzugsweise ist der Kontaktbereich lediglich auf einer Seite des Trägers ausgebildet, und auf der gegenüberliegenden Seite ist die piezoelektrische Schicht vollständig bis zum Ende des Trägers durchgezogen, um die verfügbare Länge möglichst optimal auszunutzen. For the electrical control of the piezoceramic layer, in principle, a suitable contacting is required. In the here preferably provided construction in the manner of a bimorph bending transducer with a support and in each case exactly one on each side arranged piezoelectric layer is in an expedient embodiment of the carrier electrically conductive and thus forms a common center electrode for the two piezoceramics. For this purpose, the carrier is preferably designed as a CFRP carrier (carbon-fiber-reinforced plastic). The carrier is contacted by means of a first contact element, for which purpose a contact region is formed on an end of the carrier opposite the deflection end. In this contact region, the carrier projects beyond the piezoelectric layer. At the same time, a metal layer, in particular a copper foil, is preferably applied thereto in order to achieve a large-area contacting of the carrier. In turn, the first contact element is fastened in an electrically contacting manner on this metal layer. Preferably, the contact region is formed only on one side of the carrier, and on the opposite side, the piezoelectric layer is completely pulled through to the end of the carrier in order to make optimum use of the available length.

Zur elektrischen Kontaktierung der piezoelektrischen Schichten ist die jeweilige Piezokeramik bevorzugt jeweils beidseitig zur Ausbildung einer Kontaktschicht metalisiert. Insbesondere ist die Kontaktschicht durch Sputtern aufgebracht. Die Schichtdicke beträgt dabei vorzugsweise lediglich etwa 150 bis 250 Nanometer und liegt insbesondere bei etwa 180 Nanometer. Die Kontaktschicht zeichnet sich dabei vorzugsweise durch einen Chrom-Nickel-Gold-Schichtaufbau aus, wobei vorzugsweise die einzelnen Schichtdicken im Wesentlichen identisch sind und beispielsweise 60 Nanometer betragen. Die Chromschicht ist dabei die der Piezokeramik zugewandte Schicht, die Nickelschicht ist die mittlere Schicht und die Goldschicht ist die Außenschicht. For electrical contacting of the piezoelectric layers, the respective piezoceramic is preferably metalized on both sides to form a contact layer. In particular, the contact layer is applied by sputtering. The layer thickness is preferably only about 150 to 250 nanometers and is in particular about 180 nanometers. The contact layer is preferably characterized by a chromium-nickel-gold layer structure, wherein preferably the individual layer thicknesses are substantially identical and are, for example, 60 nanometers. The chromium layer is the layer facing the piezoceramic layer, the nickel layer is the middle layer and the gold layer is the outer layer.

Diese Kontaktschicht wird mit Hilfe des zweiten Kontaktelements kontaktiert, welches in bevorzugter Ausgestaltung L-förmig und insbesondere als Metallbiegestreifen ausgebildet ist. Einer der L-Schenkel ist dabei seitlich, insbesondere an einer Längsseite des Schichtaufbaus entlang geführt, wobei der L-Schenkel zu der Seite des Schichtaufbaus einen Isolationsabstand einhält. Dieser liegt zweckdienlicherweise im Bereich von 0,1 bis 0,3 mm. Damit ist zuverlässig eine elektrische Kurzschluss-Kontaktierung der Schichten des Schichtaufbaus vermieden. Gleichzeitig ist damit ermöglicht, dass alle elektrischen Anschlusskontakte zu einer Seite hin geführt werden. Im Hinblick auf eine sichere Isolierung ist in den Isolationsabstand bevorzugt ein Klebermaterial aus einem Isolierwerkstoff eingebracht. Zweckdienlicherweise ist das erste Kontaktelement gleichermaßen ausgebildet und angeordnet. This contact layer is contacted by means of the second contact element, which is formed in a preferred embodiment L-shaped and in particular as a metal bending strip. One of the L-legs is guided laterally, in particular along a longitudinal side of the layer structure along, wherein the L-leg adheres to the side of the layer structure an isolation distance. This is suitably in the range of 0.1 to 0.3 mm. This reliably prevents an electrical short-circuit contacting of the layers of the layer structure. At the same time this makes it possible that all electrical connection contacts are led to one side. With a view to reliable insulation, an adhesive material made of an insulating material is preferably introduced into the insulation spacing. Conveniently, the first contact element is equally formed and arranged.

Die beiden Kontaktelemente sind innerhalb des späteren Pumpengehäuses an einer definierten vertikalen Höhenposition hochgenau zu positionieren. Um dies zu ermöglichen ist das Kontaktelement mit seinem einen L-Schenkel, dem Befestigungsschenkel, an einem Befestigungspunkt mechanisch befestigt, und elektrisch kontaktiert, wobei der Befestiungspunkt von einem Seitenrand des Schichtaufbaus beanstandet ist. Dies ermöglicht, dass bei der Montage das L-förmige Kontaktelement etwas nach oben abgebogen wird, insgesamt also ein elastisches Ausweichen. Die Kontaktelemente sind dabei vorzugsweise nach Art eines elastischen Metallbiegestreifens ausgebildet. Die Positioniergenauigkeit bezüglich der vertikalen Höhenposition liegt dabei beispielsweise im Bereich von 0,02 bis 0,05mm, jeweils bezogen auf eine äußere Ebene des Schichtaufbaus des Biegewandlers. Die Enden der beiden Kontaktelemente liegen bevorzugt auf dem identischen Höhenniveau. The two contact elements are to be positioned with high precision within the later pump housing at a defined vertical height position. To make this possible, the contact element with its one L-leg, the mounting leg, mechanically fastened to an attachment point, and electrically contacted, wherein the fastening point is spaced from a side edge of the layer structure. This allows for that the assembly, the L-shaped contact element is bent slightly upwards, so a total of an elastic Dodge. The contact elements are preferably formed in the manner of an elastic metal bending strip. The positioning accuracy with respect to the vertical height position is, for example, in the range of 0.02 to 0.05 mm, in each case based on an outer plane of the layer structure of the bending transducer. The ends of the two contact elements are preferably at the identical height level.

In zweckdienlicher Ausgestaltung sind die Kontaktelemente aufgelötet, insbesondere mit Hilfe eines Thermoden-Lötverfahrens. Aufgrund der extrem dünnen aufgesputteten Kontaktschicht ist ein herkömmliches Lötverfahren hierfür nicht geeignet. Dieses würde zu einer Zerstörung der Schicht führen. Gleichzeitig bietet jedoch das Lötverfahren eine einfache und zuverlässige Prozessführung bei der Herstellung des Biegewandlers. Bei dem Thermodenlöten handelt es sich um ein Temperatur geregeltes Löten, bei dem ein Lötkopf auf die zu lötende Fügestelle aufgesetzt wird und dann temperaturgeregelt wird. Insbesondere wird der Lötkopf kalt aufgesetzt und durchläuft anschließend ein definiertes Lötprofil. Erst nach Erstarrung des Lots wird der Lötkopf wieder im kalten Zustand abgenommen. In an expedient embodiment, the contact elements are soldered, in particular by means of a thermode soldering process. Due to the extremely thin sputtered contact layer, a conventional soldering method is not suitable for this purpose. This would lead to a destruction of the layer. At the same time, however, the soldering process offers simple and reliable process control in the production of the bending transducer. In the thermode soldering is a temperature-controlled soldering, in which a soldering head is placed on the joint to be soldered and then temperature-controlled. In particular, the soldering head is placed cold and then passes through a defined soldering profile. Only after solidification of the solder is the soldering head removed again in the cold state.

Insbesondere für dieses Verfahren ist dabei in zweckdienlicher Weise vorgesehen, dass die Kontaktelemente vor dem Lötvorgang mit einer Vorverzinnung als Lot versehen sind und während des eigentlichen Lötverfahrens kein zusätzliches Lot mehr aufgebracht wird. Hierdurch ist ein besonders effizientes und prozesssicheres Löten ermöglicht, das zugleich ein sehr schonendes Behandeln der dünnen Kontaktschicht gewährleistet. In particular, for this method is provided in an expedient manner that the contact elements are provided before soldering with a pre-tinning as solder and during the actual soldering no additional solder is applied more. As a result, a particularly efficient and reliable soldering is possible, which also ensures a very gentle treatment of the thin contact layer.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß weiterhin gelöst durch eine Mikropumpe mit einem solchen Biegewandler. The object is further achieved by a micropump with such a bending transducer.

In den Unteransprüchen sind teilweise für sich selbstständig erfinderische Aspekte enthalten. Die Einreichung von Teilanmeldungen bezüglich dieser eigenständig erfinderischen Aspekte, unabhängig von der Ausgestaltung des Linkhalters bleibt vorbehalten. Dies betrifft insbesondere die Ausgestaltungen der insbesondere Lförmigen Kontaktelemente gemäß den Merkmalen 10 bis 13, das Löten von Kontaktelementen auf einer gesputterten Kontaktschicht, insbesondere mit Hilfe des Thermodenlöt-Verfahrens nach Anspruch 14, die Verwendung von vorverzinnten Kontaktelementen, insbesondere in Kombination mit dem Thermodenlöten gemäß Anspruch 15. In the subclaims, in part, inventive aspects are included for themselves. The submission of divisional applications regarding these independently inventive aspects, regardless of the design of the link holder reserved. This relates in particular to the embodiments of the particular L-shaped contact elements according to the features 10 to 13, the soldering of contact elements on a sputtered contact layer, in particular by means of the Thermodenlöt method according to claim 14, the use of pre-tinned contact elements, in particular in combination with the thermode soldering according to claim 15th

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert. Diese zeigen in vereinfachten Darstellungen: An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to FIGS. These show in simplified representations:

1 eine perspektivische Ansicht auf die Oberseite des Biegewandlers, 1 a perspective view of the top of the bending transducer,

2 eine perspektivische Ansicht auf die Unterseite des Biegewandlers gemäß 1, 2 a perspective view of the underside of the bending transducer according to 1 .

3 eine Seitenansicht des Biegewandlers gemäß den 1 und 2, 3 a side view of the bending transducer according to the 1 and 2 .

4 eine perspektivische Explosionsdarstellung des Biegewandlers, 4 an exploded perspective view of the bending transducer,

5 eine perspektivische Ansicht eines Linkhalters, 5 a perspective view of a link holder,

6a, 6b Querschnitte durch den Linkhalter gemäß 5 an unterschiedlichen Positionen, 6a . 6b Cross sections through the link holder according to 5 in different positions,

7 eine Stirnansicht auf den Linkhalter gemäß 5 7 an end view of the link holder according to 5

8 eine vereinfachte Explosionsdarstellung einer Mikro-Membranpumpe mit einem Biegewandler sowie 8th a simplified exploded view of a micro-diaphragm pump with a bending transducer and

9 eine Schnittdarstellung der Mikro-Membranpumpe gemäß 8. 9 a sectional view of the micro-diaphragm pump according to 8th ,

In den Figuren sind gleichwirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. In the figures, like-acting parts are provided with the same reference numerals.

Der in den Fig. dargestellte Biegewandler 2 ist in seiner bevorzugten Ausführungsvariante als bimorpher Biegewandler 2 ausgebildet, welcher einen Schichtaufbau bestehend aus einem zentralen Träger 6 und beidseitig auf diesem angebrachte piezoelektrische Schichten 8a, b aufweist. Die piezoelektrischen Schichten 8a, b sind als piezokeramische Platten ausgebildet. Die Dicke des gesamten Schichtaufbaus 4 liegt typischer Weise unter 1 mm, bspw. im Bereich von 0,8 mm. Die drei Schichten, also Träger 6 sowie die beiden piezoelektrischen Schichten 8 sind im Ausführungsbeispiel dabei jeweils gleich stark ausgebildet. Der Träger ist vorzugsweise ein Faserverbundwerkstoff, insbesondere ein CFK-Träger, welcher eine elektrische Leitfähigkeit aufweist. Der Biegewandler 2 erstreckt sich in Längsrichtung 10 von einem Kontaktierungsende zu einem Auslenkende 12. Am Auslenkende 12 ist am Schichtaufbau 4 ein separates, als Linkhalter 14 bezeichnetes Bauteil insbesondere durch kleben befestigt. Der Linkhalter trägt einen Betätiger 16. Im Ausführungsbeispiel ist der Linkhalter 14 als ein einstückiges Kunststoff-Spritzgussteil ausgebildet, in das der Betätiger 16 eingebettet ist. Der Linkhalter 14 weist eine Nut 18 auf, die sich über den gesamten Linkhalter 14 erstreckt. Der Linkhalter 14 erstreckt sich wiederum über die gesamte Breite des Schichtaufbaus 4. An den gegenüberliegendene Endseiten des Linkhalters 14 sind Positionierhilfen 20 in Form von Abstützzylindern ausgebildet, deren freie Stirnendseite eine Abstützfläche 22 bildet. The bending transducer shown in FIGS 2 is in its preferred embodiment as a bimorph bending transducer 2 formed, which has a layer structure consisting of a central support 6 and on both sides on this attached piezoelectric layers 8a , b. The piezoelectric layers 8a , B are formed as piezoceramic plates. The thickness of the entire layer structure 4 is typically less than 1 mm, for example in the range of 0.8 mm. The three layers, so carrier 6 as well as the two piezoelectric layers 8th are in the embodiment in each case the same strength. The carrier is preferably a fiber composite material, in particular a CFRP carrier, which has an electrical conductivity. The bending transducer 2 extends in the longitudinal direction 10 from a contacting end to a distracting one 12 , At the distracting 12 is at the layer construction 4 a separate, as a link holder 14 designated component in particular fixed by gluing. The link holder carries an actuator 16 , In the embodiment, the link holder 14 formed as a one-piece plastic injection molded part, in which the actuator 16 is embedded. The link holder 14 has a groove 18 on, extending over the entire link holder 14 extends. The link holder 14 again extends over the entire width of the layer structure 4 , At the opposite end sides of the link holder 14 are positioning aids 20 in the form of Support cylinders formed whose free end face a support surface 22 forms.

Exakt in der Mitte der beiden Positionierhilfen 20 ist der Betätiger 16 angeordnet. Er liegt dabei genau auf einer Mittenlinie, die die Mittelpunkte der Positionierhilfen 20 miteinander verbindet. Der Betätiger 16 ist als biegeelastischer Streifen, insbesondere Biegeblech ausgebildet. Der Betätiger 16 weist im Ausführungsbeispiel endseitig an einem Befestigungsende 23 zwei Löcher 24 auf. Der Betätiger 16 durchdringt den Linkhalter 14 vollständig von dessen Unterseite zur Oberseite. Der Betätiger 16 ist innerhalb des Linkhalters 14 hochgenau eingebettet. Dies bedeutet, dass sein Abstand zu den Seitenflächen, sowohl in Längsrichtung 10 als auch in Querrichtung hierzu exakt ausgerichtet ist. Von besonderer Bedeutung ist hierbei die exakte Ausrichtung der Höhenlage des Betätigers 16, wobei relativ zur Abstützfläche 22 eine erste vertikale Höhenposition H1 definiert ist. Bei der Montage wird der Biegewandler mit den Abstützflächen 22 auf eine definierte Montageplatte aufgelegt und anschließend in der dadurch definierten Höhenposition befestigt, so dass der Betätiger 16 mit seinem Befestigungsende 23 in einer exakten Höhenposition ausgerichtet ist. Der Betätiger 16 ist unter einem Winkel von 90° zum Schichtaufbau 4 und damit bezüglich der Längsrichtung 10 orientiert. Insgesamt steht der Betätiger in Querrichtung senkrecht zur Längsrichtung 10 um die erste vertikale Höhenposition H1 über die Abstützfläche 22 über. Der Überstand beträgt dabei bspw. etwa 0,5 mm, wobei die Länge der Positionierhilfen 20 etwas über 1 mm liegt. Exactly in the middle of the two positioning aids 20 is the actuator 16 arranged. It lies exactly on a center line, which are the centers of the positioning aids 20 connects with each other. The actuator 16 is designed as a flexurally elastic strip, in particular bending plate. The actuator 16 has in the embodiment end to a mounting end 23 two holes 24 on. The actuator 16 penetrates the link holder 14 completely from the bottom to the top. The actuator 16 is inside the link holder 14 embedded with high precision. This means that its distance to the side surfaces, both in the longitudinal direction 10 as well as in the transverse direction is aligned exactly. Of particular importance here is the exact alignment of the altitude of the actuator 16 , wherein relative to the support surface 22 a first vertical height position H1 is defined. During assembly, the bending transducer with the support surfaces 22 placed on a defined mounting plate and then fixed in the height position defined thereby, so that the actuator 16 with its attachment end 23 is aligned in an exact height position. The actuator 16 is at an angle of 90 ° to the layer structure 4 and thus with respect to the longitudinal direction 10 oriented. Overall, the actuator is in the transverse direction perpendicular to the longitudinal direction 10 around the first vertical height position H1 over the support surface 22 above. The supernatant is, for example, about 0.5 mm, the length of the positioning 20 just over 1 mm.

Der gesamte Biegewandler 2 inkl. Des Linkhalters 14 weist eine Länge von bspw. 10 bis 20 mm auf, insbesondere eine Länge von 15 mm. Er ist insgesamt etwa rechteckig ausgebildet mit einer Breite, die etwa 2/3 der Länge entspricht. Die Breite entspricht bei einer Länge von 15 mm dabei bspw. etwa 10 mm. The entire bending transducer 2 including the link holder 14 has a length of, for example, 10 to 20 mm, in particular a length of 15 mm. It is generally rectangular in shape with a width that corresponds to about 2/3 of the length. The width corresponds to a length of 15 mm while eg. About 10 mm.

Zur elektrischen Ansteuerung des Biegewandlers 2 weist dieser zwei Kontaktelemente 28a, b auf, die an den dem Linkhalter 14 gegenüberliegenden Kontaktierungsende des Biegewandlers 2 befestigt sind. Das erste, innere Kontaktelement 28a dient zur elektrischen Kontaktierung der dem Träger 6 zugewandten Innenseite der piezoelektrischen Schichten 8a, b. Das erste Kontaktelement 28a ist dabei unter Zwischenlage einer streifenartig ausgebildeten Metallfolie 30 mit dem Träger 6 elektrisch kontaktiert. Die Metallfolie 30 definiert dabei einen flächigen Kontaktbereich. Die Metallfolie 30 schließt sich in Längsrichtung 10 endseitig an die obere piezoelektrische Schicht 8a an, diese endet daher beabstandet von dem Ende des Trägers 6. Der Träger 6 selbst ist elektrisch leitend, so dass beide Innenseiten der piezoelektrischen Schichten 8a, 8b über dieses erste innere Kontaktelement 28a ansteuerbar sind. Ein zweites äußeres Kontaktelement 28b ist auf der äußeren Außenseite der oberen, kürzeren piezoelektrischen Schicht 8a aufgebracht. Die Außenseite der unteren piezoelektrischen Schicht 8b wird bei der Montage in ein Pumpgehäuse mit einem dort angebrachten Kontaktelement elektrisch insbesondere mit Hilfe eines Leitklebers kontaktiert. For electrical control of the bending transducer 2 this has two contact elements 28a , b on, attached to the link holder 14 opposite contacting end of the bending transducer 2 are attached. The first, inner contact element 28a serves for electrical contacting of the carrier 6 facing inside of the piezoelectric layers 8a , b. The first contact element 28a is doing with the interposition of a strip-like metal foil 30 with the carrier 6 electrically contacted. The metal foil 30 defines a flat contact area. The metal foil 30 closes in the longitudinal direction 10 end to the upper piezoelectric layer 8a therefore, it ends at a distance from the end of the carrier 6 , The carrier 6 itself is electrically conductive, so that both insides of the piezoelectric layers 8a . 8b over this first inner contact element 28a are controllable. A second outer contact element 28b is on the outside outside of the upper, shorter piezoelectric layer 8a applied. The outside of the lower piezoelectric layer 8b is contacted during assembly in a pump housing with a contact element mounted there electrically, in particular with the aid of a conductive adhesive.

Beide Kontaktelemente sind im Ausführungsbeispiel L-förmig und vorzugsweise aus einem Biegemetallstreifen ausgebildet. Der eine im Ausführungsbeispiel längere L-Schenkel dient zur elektrischen Kontaktverbindung und weist eine optionale langgestreckte Öffnung auf. Der zweite (kürzere) L-Schenkel ist etwa um 90° abgewinkelt und verläuft parallel zu dem Seitenrand 31 des Schichtaufbaus 4. Both contact elements are in the exemplary embodiment L-shaped and preferably formed from a bent metal strip. The one in the embodiment longer L-leg is used for electrical contact connection and has an optional elongated opening. The second (shorter) L-leg is angled approximately 90 ° and runs parallel to the side edge 31 of the layer structure 4 ,

Um eine ungewollte elektrische Kurzschlusskontaktierung von mehreren Schichten zuverlässig zu vermeiden ist dieser zweite L-Schenkel vom Schichtaufbau 4 um einen Isolationsabstand A beabstandet. Dieser liegt beispielsweise im Bereich von 0,2 mm. Der Freiraum ist dabei vorzugsweise mit einem nicht-leitfähigen Klebstoff 32 angefüllt (Vgl. 4). In order to reliably avoid an unwanted electrical short-circuit contact of several layers, this second L-leg is of the layer structure 4 spaced by an isolation distance A. This is for example in the range of 0.2 mm. The space is preferably with a non-conductive adhesive 32 filled (cf. 4 ).

Die elektrische Kontaktierung der Kontaktelemente 28a, b die zugleich deren mechanische Befestigung definiert, erfolgt beabstandet vom Seitenrand 31 des Biegewandlers 2 und zwar insbesondere im Bereich des langgestreckten Loches. Dadurch besteht die Möglichkeit, dass der kürzere L-Arm bei der Montage biegeelastisch ausweichen und eine exakt gewünschte Höhenposition einnehmen kann. Unabhängig hiervon sind die zweiten L-Schenkel beider Kontaktelemente 28a, b in einer definierten, gemeinsamen zweiten vertikalen Höhenposition H2 relativ zu dem Befestigungsende 26 des Betätigers 16 orientiert. Weiterhin ist sowohl die Position der beiden Kontaktelemente 28a, b in Längsrichtung 10 als auch in Querrichtung hierzu exakt definiert. Die Toleranzen liegen hierbei unter 0,1 mm. The electrical contacting of the contact elements 28a , B at the same time defines their mechanical attachment, spaced from the side edge 31 of the bending transducer 2 and in particular in the region of the elongated hole. As a result, there is the possibility that the shorter L-arm can flex elastically during assembly and assume a precisely desired height position. Regardless of this, the second L-legs of both contact elements 28a , b in a defined common second vertical vertical position H2 relative to the attachment end 26 of the actuator 16 oriented. Furthermore, both the position of the two contact elements 28a , b in the longitudinal direction 10 as well as in the transverse direction exactly defined. The tolerances are less than 0.1 mm.

Insgesamt zeichnet sich der Biegewandler 2 durch eine hochgenaue Ausbildung aus, wobei insbesondere die exakte Relativlage des Betätigers 16 in Relation zu der Abstützfläche 22 (erste Höhenposition H1) und ergänzend bezüglich der Kontaktelemente 28a, b (zweite Höhenposition H2) definiert ist. Overall, the bending transducer stands out 2 by a highly accurate training, in particular, the exact relative position of the actuator 16 in relation to the support surface 22 (first height position H1) and in addition with respect to the contact elements 28a , b (second height position H2) is defined.

Weiterhin zeichnet sich der Biegewandler 2 durch seine sehr geringe Aufbauhöhe auf. Um dies zu erreichen ist im Ausführungsbeispiel insbesondere auch vorgesehen, dass der Träger 6 in Längsrichtung 10 die beiden piezoelektrischen Schichten 8a, 8b am Auslenkende 12 um einen Einsteckabschnitt überragt. Mit diesem Einsteckabschnitt liegt der Träger 6 in der Nut 18 ein. Darin ist er mittels Klebstoff 32 (vgl. 4) befestigt. Das Einsteckende weist dabei in Längsrichtung 10 eine Länge von etwa 1 mm auf. Furthermore, the bending transducer is characterized 2 due to its very low construction height. To achieve this is provided in the embodiment in particular also that the carrier 6 longitudinal 10 the two piezoelectric layers 8a . 8b at the deflecting 12 surmounted by a plug-in section. With this insertion section of the carrier 6 in the groove 18 one. In it he is using glue 32 (see. 4 ) attached. The insertion end points in the longitudinal direction 10 a length of about 1 mm.

Zur elektrischen Kontaktierung zumindest des äußeren, zweiten Kontaktelements 28b ist ein Lötvorgang, insbesondere das sogenannte Thermodenlöten vorgesehen. Bei diesem Lötverfahren wird generell ein Lötkopf in kaltem Zustand auf das zu lötende Element aufgesetzt und anschließend wird ein definiertes Temperaturprofil durchfahren. Der Lötkopf wird erst nach Abkühlen wieder abgenommen. Dieses Lötverfahren erlaubt ein besonders schonendes Löten. In bevorzugter Ausgestaltung ist daher auch vorgesehen, dass das zweite Kontaktelement 28b unmittelbar auf einer Metallisierungsschicht 34 aufgelötet wird. Bei dieser Metalllisierungsschicht 34 handelt es sich um eine aufgesputterte Schicht, insbesondere ein aufgesputteter Schichtaufbau. For electrical contacting of at least the outer, second contact element 28b is a soldering process, in particular the so-called thermode soldering provided. In this soldering a soldering head is generally placed in the cold state on the element to be soldered and then a defined temperature profile is passed through. The soldering head is removed again after cooling. This soldering method allows a particularly gentle soldering. In a preferred embodiment, therefore, it is also provided that the second contact element 28b directly on a metallization layer 34 is soldered. In this metallization layer 34 it is a sputtered layer, in particular a sputtered layer structure.

Die gesamte Metallisierungsschicht 34 weist eine Dicke, typischerweise unter 250 nm und insbesondere unter etwa 200 nm auf. Der Schichtaufbau besteht vorzugsweise aus einer Chrom-Nickel-Gold-Schichtabfolge, wobei die Chromschicht auf die Piezokeramik aufgebracht ist und die Gold-Schicht die äußere Schicht bildet, die kontaktiert wird. Die drei Schichten weisen dabei typischerweise die gleiche Schichtdicke auf. The entire metallization layer 34 has a thickness, typically less than 250 nm, and more preferably less than about 200 nm. The layer structure preferably consists of a chromium-nickel-gold layer sequence, wherein the chromium layer is applied to the piezoceramic and the gold layer forms the outer layer which is contacted. The three layers typically have the same layer thickness.

Das Auflöten der Kontaktelemente 28a, b erfolgt dabei mithilfe einer Lötpaste 35, die vor dem Lötvorgang auf das Kontaktelement oder den Biegewandler 2 aufgebracht wird. The soldering of the contact elements 28a , b is done using a solder paste 35 , before the soldering process on the contact element or the bending transducer 2 is applied.

Alternativ hierzu werden die Kontaktelemente 28a, b vor dem Lötvorgang vorzugsweise zumindest im Bereich ihrer Kontaktierungsfläche vorverzinnt, so dass sie eine dünne Zinnschicht aufweisen, mit der sie auf der Metallisierungsschicht 34 bzw. auf der Metallfolie 30 zum Aufliegen kommen. Der anschließende Lötvorgang erfolgt dann ohne zusätzliches Lötmittel. Die elektrische Kontaktierung und damit auch die mechanische Befestigung erfolgt dabei vorzugsweise ausschließlich über die Zinnschicht. Durch diese Kontaktierungsvariante wird die Belastung der Metallisierungsschicht 34 nochmals in vorteilhafter Weise reduziert. Alternatively, the contact elements 28a , b before the soldering preferably at least tinned in the region of their contacting surface, so that they have a thin tin layer, with which they on the metallization 34 or on the metal foil 30 come to rest. The subsequent soldering process then takes place without additional solder. The electrical contacting and thus also the mechanical attachment preferably takes place exclusively via the tin layer. By this contacting variant, the load of the metallization layer 34 again reduced in an advantageous manner.

Der gesamte Aufbau des Biegewandlers 2 lässt sich anhand der Explosionsdarstellung gemäß 4 nochmals gut nachvollziehen. Wie hieraus zu entnehmen ist, ist jede der piezoelektrischen Schichten 8a, b beidseitig jeweils mit einer aufgesputteten Metallisierungsschicht 34 versehen. The entire construction of the bending transducer 2 can be determined by the exploded view according to 4 understand again well. As can be seen from this, each of the piezoelectric layers 8a , b on both sides each with a sputtered metallization 34 Mistake.

Details des Linkhalters 14 ergeben sich aus den 5 bis 7. Wie insbesondere aus der 5 zu entnehmen ist, weist der Linkhalter 14 auf seiner den Positionierhilfen 20 gegenüberliegenden Oberseite zwei im Ausführungsbeispiel in etwa U-förmige Aussparungen 36 auf, die vom Seitenrand etwa bis zur Mitte des Linkhalters 14 reichen. In diese Aussparungen wird bevorzugt ein Kleber zur weiteren Verklebung des Linkhalters eingebracht. Details of the link holder 14 arise from the 5 to 7 , As in particular from the 5 can be seen, has the link holder 14 on his the positioning aids 20 opposite top two in the embodiment in approximately U-shaped recesses 36 from the side edge to the middle of the link holder 14 pass. In these recesses, an adhesive is preferably introduced for further bonding of the link holder.

Anhand der Darstellung der 6a, 6b ist zu erkennen, dass die Nut 18 mit Einführschrägen 38 versehen ist, um ein leichtes Einführen des Trägers 6 zu ermöglichen. Dadurch, dass lediglich der Träger 6 und nicht der gesamte Schichtaufbau 4 in der Nut 18 aufgenommen wird, steht der Linkhalter 14 vorzugsweise nicht oder nur kaum über den Schichtaufbau 4 über. Die Materialstärke des Linkhalters 14 beidseitig der Nut entspricht daher im Wesentlichen der Dicke der piezoelektrischen Schichten 8a, b mit den aufgebrachten Metallisierungsschichten 34. Wie insbesondere aus der Seitendarstellung der 3 zu entnehmen ist, ist der Linkhalter 14 dabei exakt derart dimensioniert, dass seine Oberseite bündig mit der Oberseite des zweiten Kontaktelements 28b abschließt. Die Unterseite des Linkhalters 14 schließt demgegenüber direkt und unmittelbar mit der unteren piezoelektrischen Schicht 8b ab. Um dies zu erreichen, weist der Linkhalter 14 – wie aus den 6a, 6b zu entnehmen ist, oberhalb der Nut 18 eine etwas größere Materialstärke als unterhalb auf. Based on the presentation of the 6a . 6b it can be seen that the groove 18 with insertion bevels 38 is provided to facilitate insertion of the carrier 6 to enable. In that only the carrier 6 and not the entire layer structure 4 in the groove 18 is recorded, is the link holder 14 preferably not or only slightly above the layer structure 4 above. The material thickness of the link holder 14 Therefore, on both sides of the groove substantially corresponds to the thickness of the piezoelectric layers 8a , b with the deposited metallization layers 34 , As in particular from the side representation of the 3 it can be seen, is the link holder 14 exactly dimensioned so that its top flush with the top of the second contact element 28b concludes. The underside of the link holder 14 in contrast closes directly and directly with the lower piezoelectric layer 8b from. To achieve this, points the link holder 14 - like from the 6a . 6b can be seen above the groove 18 a slightly larger material thickness than below.

Der zu den 1 bis 4 beschriebene Biegewandler 2 wird in einer in den 8 und 9 dargestellten Mikropumpe 40 eingesetzt. Diese dient insbesondere zur über einen längeren Zeitraum andauernden, insbesondere dauerhaften Dossierung eines Medikaments, beispielsweise Insulin. The one to the 1 to 4 described bending transducer 2 will be in one of the 8th and 9 shown micropump 40 used. This is used in particular for lasting over a longer period of time, in particular permanent Dossierung a drug, for example insulin.

Die Mikropumpe weist ein Gehäuse bestehend aus einer Unterschale 42A sowie einer Oberschale 42B auf. Die Unterschale 42A ist auf einer Befestigungsplatte 44 befestigt, die im Einsatz körpernah angeordnet ist. Die wesentlichen Komponenten der Mikropumpe 40 sind die eigentliche Pumpeinheit 46 mit dem darauf angebrachten Biegewandler 2, ein Medikamentenbehälter 48 eine mit Elektronikbauteilen bestückte Leiterplatte als Elektronikeinheit 50 sowie eine Batterie 52 zur Energieversorgung. The micropump has a housing consisting of a lower shell 42A as well as an upper shell 42B on. The lower shell 42A is on a mounting plate 44 attached, which is arranged close to the body in use. The essential components of the micropump 40 are the actual pump unit 46 with the attached bending transducer 2 , a medicine container 48 a printed circuit board equipped with electronic components as an electronic unit 50 as well as a battery 52 for energy supply.

Der Biegewandler 2 ist dabei auf einer Trägerplatte 54 der Pumpeinheit 46 insbesondere durch Kleben befestigt. Der Betätiger 16 des Biegewandlers 2 ist durch eine Aussparung in dieser Trägerplatte 54 auf die gegenüberliegenden Seite geführt und dort mit einer Pumpmembran 56 verbunden. Diese wirkt auf eine Leitung 58 ein, welche saugseitig mit dem Medikamentenbehälter 48 verbunden ist und die pumpseitig nach außen zu einer Dossieröffnung 60 geführt ist. In der Leitung 58 sind geeignete Ventile angeordnet, sodass bei einer Bewegung der Membran ein Pumpen in Richtung zur Dossieröffnung 60 erfolgt. The bending transducer 2 is doing on a support plate 54 the pump unit 46 especially attached by gluing. The actuator 16 of the bending transducer 2 is through a recess in this carrier plate 54 led to the opposite side and there with a pumping membrane 56 connected. This acts on a line 58 one, which on the suction side with the medicine container 48 is connected and the pump side out to a Dossieröffnung 60 is guided. In the line 58 suitable valves are arranged so that with a movement of the diaphragm, a pump in the direction of Dossieröffnung 60 he follows.

Der Medikamentenbehälter 48 fasst ein Volumen, das für mehrere Tage Medikamentenabgabe ausreichend ist. Anschließend wird der Medikamentenbehälter 48 durch einen neuen ersetzt. Die Pumpeinheit 46 mit integriertem Biegewandler 2 wird ebenfalls nach Art eines Einweg-Artikels mit dem Medikamentenbehälter 48 ausgetauscht. The medicine container 48 holds a volume that is sufficient for several days drug delivery. Subsequently, the drug container 48 replaced by a new one. The pump unit 46 with integrated bending transducer 2 is also like a disposable item with the medicine container 48 replaced.

Der hier beschriebene Biegewandler zeichnet sich durch mehrere Aspekte aus, die im Hinblick auf den bevorzugten Anwendungszweck des Einsatzes in einer Mikro-Membranpumpe in vorteilhafter Weise zusammenwirken. Diese Aspekte sind

a) Die Ausgestaltung des Linkhalters mit dem darin eingebetteten Betätiger 16 sowie den angeformten Positionierhilfen 20,
b) Der Ausgestaltung und Anordnung der Kontaktelemente, nämlich ihre gebogene Ausgestaltung, insbesondere die L-förmige Ausgestaltung, wobei der eine L-Arm zur Befestigung und Kontaktierung dient und der andere Arm um einen Isolationsabstand A beanstandet am Seitenrand 31 des Schichtaufbaus 4 entlang geführt ist,
c) die Kontaktierung der Kontaktelemente mittels des Thermodenlötens, insbesondere auf einer gesputterten Schicht
d) die Kontaktierung und Befestigung der Kontaktelemente an einem Befestigungspunkt beabstandet vom Seitenrand,
e) die Vorverzinnung der Kontaktelemente insbesondere in Kombination mit dem Thermodenlöten.

The bending transducer described here is characterized by several aspects, which cooperate in an advantageous manner in view of the preferred application of the insert in a micro-diaphragm pump. These aspects are

a) The design of the link holder with the embedded therein actuator 16 as well as the molded positioning aids 20 .
b) The design and arrangement of the contact elements, namely their curved configuration, in particular the L-shaped configuration, one L-arm is used for attachment and contacting and the other arm by an insulation distance A objects on the side edge 31 of the layer structure 4 guided along
c) the contacting of the contact elements by means of the thermode soldering, in particular on a sputtered layer
d) the contacting and fastening of the contact elements at an attachment point spaced from the side edge,
e) the pre-tinning of the contact elements, in particular in combination with the thermode soldering.

Die einzelnen Aspekte werden für sich selbst betrachtet als eigenständig erfinderisch angesehen, unabhängig von der speziellen im Anspruch 1 beanspruchten Ausgestaltung des Biegewandlers mit dem Linkhalter. Die Einreichung von Teilanmeldungen auf jeden einzelnen dieser Aspekte oder Kombinationen hiervon bleibt vorbehalten. The individual aspects are considered to be inherently inventive in their own right, independently of the specific embodiment of the bending transducer with the link holder claimed in claim 1. The filing of divisional applications for each of these aspects or combinations thereof is reserved.

Claims

Bending transducer ( 2 ), in particular for a diaphragm pump for deflecting a pump diaphragm, which has a layer structure ( 4 ) comprising a support ( 6 ) extending longitudinally to a deflecting end ( 12 ) and on which a piezoelectric layer ( 8a , b) is applied, which via electrical contact elements ( 28a , b) is contacted, wherein at the end of the deflection ( 12 ) a link holder ( 14 ), in which an actuator ( 16 ), wherein the actuator ( 16 ) is connected in the assembled final state with the membrane.

Bending transducer ( 2 ) according to claim 1, wherein the link holder ( 14 ) is formed as a plastic injection molded part and the actuator is embedded therein.

Bending transducer ( 2 ) according to claim 1 or 2, wherein the link holder ( 14 ) a groove ( 18 ), in which the deflecting end ( 12 ) is recorded.

Bending transducer ( 2 ) according to claim 3, wherein at the deflecting end ( 12 ) the carrier ( 6 ) over the piezoelectric layer ( 28a , b) in the longitudinal direction ( 10 ) and only the wearer ( 6 ) from the groove ( 18 ) is recorded.

Bending transducer ( 2 ) according to one of the preceding claims, wherein the link holder ( 16 ) over the entire width of the carrier ( 6 ).

Bending transducer ( 2 ) according to one of the preceding claims, wherein on the link holder ( 14 ) at least one positioning aid ( 20 ) arranged in the direction of the actuator ( 16 ) and a support surface ( 22 ), which during assembly of the bending transducer ( 2 ) is supported on an associated mounting surface, wherein a first vertical height position (H1) of a mounting end (H1) 23 ) of the actuator ( 16 ) highly accurate to the support surface ( 22 ) is positioned.

Bending transducer ( 2 ) according to claim 6, wherein on both sides of the actuator ( 16 ) each formed as a spacer cylinder positioning ( 20 ) is arranged, preferably in each case at the end of the link holder ( 14 ).

Bending transducer ( 2 ) according to any one of the preceding claims, wherein the carrier ( 6 ) at the the deflecting ( 12 ) opposite end over the piezoelectric layer ( 28a ) and there a contact area preferably by a metal layer applied in the projecting area ( 30 ) on which a first contact element ( 28a ) is contacted.

Bending transducer ( 2 ) according to claim 8, wherein on both sides on the support ( 6 ) a piezoelectric layer ( 8a , b) is arranged, the contact area only on one side of the carrier ( 6 ) and on the other side of the carrier ( 6 ) the piezoelectric layer ( 8b ) until the end of the carrier ( 6 ).

Bending transducer ( 2 ) according to one of the preceding claims, wherein the piezoelectric layer ( 8a , b) on their carrier ( 6 ) facing away from the outside to form a contact layer ( 34 ) is metallized, wherein a second contact element ( 28b ) is contacted with the contact layer.

Bending transducer ( 2 ) according to claim 8 or 10, wherein at least one of the contact elements ( 28a , b) L-shaped, wherein the insulation distance (A) is in particular in the range of 0.1 to 0.3 mm.

Bending transducer ( 2 ) according to claim 11, wherein in the isolation distance (A) an adhesive substance ( 32 ) is introduced.

Bending transducer ( 2 ) according to one of claims 8 to 12, wherein at least one of the contact elements ( 28a , b) is attached to an attachment point on the contact layer, which is from a side edge ( 31 ) of the layer structure ( 4 ) such that a second vertical height position (H2) of one end of the contact element ( 28a , b) in relation to the actuator ( 16 ) is adjustable by elastic deflection.

Bending transducer ( 2 ) according to one of claims 8 to 13, wherein the contact elements ( 28a , b) are soldered in particular by means of a thermode soldering process.

Bending transducer ( 2 ) according to one of claims 8 to 14, wherein the contact elements ( 28a , b) are provided as a solder prior to contacting with a pre-tinning, and the contact element ( 28a , b) is soldered without another solder.

Micropump with a bending transducer ( 2 ) according to one of the preceding claims, which is arranged in a pump housing.