Die Erfindung betrifft eine Dichtstruktur für eine Transportvorrichtung, die einen Aktor mit einer Formgedächtnislegierung umfasst.The invention relates to a sealing structure for a transport device, which comprises an actuator with a shape memory alloy.
Formgedächtnislegierungen (engl. shape memory alloy) können in unterschiedlichen Kristallstrukturen vorliegen, wobei die Form des Materials abhängig von der Kristallstruktur ist, in der die Legierung vorliegt.Shape memory alloys can exist in different crystal structures, the shape of the material depending on the crystal structure in which the alloy is present.
Spezielle Formgedächtnislegierungen sind magnetische Formgedächtnislegierungen (engl. magnetic shape memory alloy, MSMA), deren Form durch Anlegen eines Magnetfelds verändert werden kann. Dabei sind Zwillingsgrenzen in magnetischen Formgedächtnislegierungen durch ein Magnetfeld beweglich, wodurch es zu einer magnetisch induzierten Reorientierung des Materials kommt. Durch ein senkrechtes Magnetfeld lässt sich das Material strecken und durch ein paralleles Magnetfeld lässt sich das Material kontrahieren.Special shape memory alloys are magnetic shape memory alloys (MSMA), the shape of which can be changed by applying a magnetic field. Twin boundaries in magnetic shape memory alloys can be moved by a magnetic field, which leads to a magnetically induced reorientation of the material. The material can be stretched by a vertical magnetic field and the material can be contracted by a parallel magnetic field.
Das Grundprinzip einer magnetfeldinduzierten Formänderung eines Aktors aus einem Material mit Zwillingsgrenze ist in US 6,515,382 B1 offenbart.The basic principle of a magnetic field-induced change in shape of an actuator made of a material with a twin border is shown in US 6,515,382 B1 disclosed.
Der Einsatz einer magnetischen Formgedächtnislegierung als Aktor in einer Pumpe ist bekannt aus US 2016/0211065 A1 (sh. auch US 2016/0087553 A1 ). Darin ist ein Aktor aus einer MSMA beschrieben, der in einem Gehäuse mit einem Einlass und einem Auslass angeordnet ist. Unterhalb des Aktors sind mehrere Spulen, durch die ein Magnetfeld erzeugt werden kann, angeordnet. Durch Erzeugen eines Magnetfelds kann die Form der MSMA so verändert werden, dass sich eine Kavität bildet, die mit dem Einlass kommunizierend verbunden ist. Ein Fluid strömt in die Kavität und durch eine Bewegung des Magnetfelds bewegt sich die mit dem Fluid gefüllte Kavität. Ist die gefüllte Kavität kommunizierend mit dem Auslass verbunden, strömt das Fluid in der Kavität aus dem Auslass aus.The use of a magnetic shape memory alloy as an actuator in a pump is known from US 2016/0211065 A1 (see also US 2016/0087553 A1 ). This describes an actuator made from an MSMA, which is arranged in a housing with an inlet and an outlet. Several coils through which a magnetic field can be generated are arranged below the actuator. By generating a magnetic field, the shape of the MSMA can be changed in such a way that a cavity is formed that communicates with the inlet. A fluid flows into the cavity and a movement of the magnetic field moves the cavity filled with the fluid. If the filled cavity is communicatively connected to the outlet, the fluid in the cavity flows out of the outlet.
Die hydraulische Leistung einer Transportvorrichtung, z.B. einer Pumpe, hängt wesentlich von der Dichtstruktur ab. Eine Dichtstruktur ist in US 2016/0211065 A1 nicht beschrieben.The hydraulic performance of a transport device, eg a pump, depends largely on the sealing structure. A sealing structure is in US 2016/0211065 A1 not described.
In DE 10 2016 110 669 A1 ist eine Aktorvorrichtung offenbart. Die Aktorvorrichtung umfasst ein Aktorelement, das ein magnetisch formveränderliches Material umfasst. Durch eine Magneteinheit, die eine Spuleneinheit und einen Permanentmagneten umfasst, kann das Aktorelement lokal verformt werden.In DE 10 2016 110 669 A1 an actuator device is disclosed. The actuator device comprises an actuator element that comprises a magnetically deformable material. The actuator element can be locally deformed by a magnet unit, which comprises a coil unit and a permanent magnet.
Eine Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine Transportvorrichtung mit einer Dichtstruktur bereitzustellen, durch die eine Verbesserung des Druckaufbaus ermöglicht wird. Eine weitere Aufgabe liegt darin, eine Transportvorrichtung mit einer Dichtstruktur bereitzustellen, durch die eine Leckage während des Transports eines Fluids reduziert wird. Eine noch weitere Aufgabe liegt darin, eine Transportvorrichtung bereitzustellen, die sich prozesssicher und gleichzeitig kostengünstig fertigen lässt. Ebenso soll ein breites Spektrum von Fluiden, auch sensible Fluide, durch die Transportvorrichtung förderbar oder transportierbar sein. Weiterhin soll der Betrieb der Transportvorrichtung verbessert überwachbar sein oder der Betrieb verbessert regelbar sein.An object of the invention is to provide a transport device with a sealing structure, which enables an improvement in the pressure build-up. Another object is to provide a transport device with a sealing structure, by means of which leakage during the transport of a fluid is reduced. Another object is to provide a transport device that can be manufactured reliably and at the same time inexpensively. Likewise, a wide range of fluids, including sensitive fluids, should be able to be conveyed or transported by the transport device. Furthermore, the operation of the transport device should be able to be monitored better or the operation should be controllable.
Gelöst wird die Aufgabe durch eine Transportvorrichtung nach Anspruch 1 oder durch ein Verfahren nach Anspruch 43.The object is achieved by a transport device according to claim 1 or by a method according to claim 43.
Eine Transportvorrichtung zum Transport eines Fluids umfasst ein Gehäuse, einen Aktor, einen Antrieb und ein Dichtelement. Das Gehäuse weist einen Fluideinlass und einen Fluidauslass auf. Der Aktor umfasst eine magnetische Formgedächtnislegierung (MSMA) und der Aktor ist zumindest abschnittsweise in dem Gehäuse angeordnet. Der Aktor ist von dem Antrieb so verformbar, dass zwischen dem Aktor und dem Gehäuse eine Kavität für das Fluid gebildet wird, wobei die Kavität durch den Antrieb bewegt werden kann, um das Fluid in der Kavität von dem Fluideinlass zu dem Fluidauslass zu transportieren. Das Dichtelement ist so ausgestaltet und so zwischen dem Aktor und dem Gehäuse angeordnet, dass die Kavität während des Transports des Fluids von dem Fluideinlass zu dem Fluidauslass randseitig, bevorzugt randseitig und endseitig, abgedichtet ist.A transport device for transporting a fluid comprises a housing, an actuator, a drive and a sealing element. The housing has a fluid inlet and a fluid outlet. The actuator comprises a magnetic shape memory alloy (MSMA) and the actuator is arranged at least in sections in the housing. The actuator is deformable by the drive in such a way that a cavity for the fluid is formed between the actuator and the housing, the cavity being able to be moved by the drive in order to transport the fluid in the cavity from the fluid inlet to the fluid outlet. The sealing element is designed and arranged between the actuator and the housing such that the cavity is sealed at the edge, preferably at the edge and end, during the transport of the fluid from the fluid inlet to the fluid outlet.
Die Transportvorrichtung kann eine Strömungsmaschinenvorrichtung sein, von der sowohl inkompressible als auch kompressible Medien transportiert oder gefördert werden können. Dabei sind unter inkompressiblen Medien solche Medien zu verstehen, die kaum kompressibel sind oder im Wesentlichen inkompressibel sind, jedenfalls um ein Vielfaches weniger kompressibel als ein Gas.The transport device can be a fluid machine device, from which both incompressible and compressible media can be transported or conveyed. In this case, incompressible media are to be understood as media that are hardly compressible or are essentially incompressible, at least many times less compressible than a gas.
Bevorzugt ist die Transportvorrichtung eine Pumpvorrichtung zum Transport einer Flüssigkeit. Speziell ist die Transportvorrichtung eine Mikropumpenvorrichtung. Eine Mikropumpenvorrichtung kann eine maximale Förderleistung von maximal 10 mL pro min aufweisen, insbesondere maximal 1 mL pro min aufweisen.The transport device is preferably a pump device for transporting a liquid. In particular, the transport device is a micropump device. A micropump device can have a maximum delivery rate of a maximum of 10 mL per min, in particular a maximum of 1 mL per min.
Die magnetische Formgedächtnislegierung kann eine Nickel-Mangan-Gallium-Legierung sein.The magnetic shape memory alloy can be a nickel-manganese-gallium alloy.
Der Aktor (Pumpaktor) kann aus einer magnetischen Formgedächtnislegierung bestehen.The actuator (pump actuator) can consist of a magnetic shape memory alloy.
Der Aktor kann vollständig in dem Gehäuse angeordnet sein, also vollständig von dem Gehäuse umgeben sein, oder, wenn eine oder mehrere Seiten des Gehäuses geöffnet sind, nicht über die eine oder mehrere Seiten des Gehäuses hinausragen. The actuator can be arranged completely in the housing, that is to say be completely surrounded by the housing, or, if one or more sides of the housing are open, do not protrude beyond the one or more sides of the housing.
Der Aktor kann eine im Wesentlichen quaderförmige Grundform haben. Der Aktor kann zwei Stirnflächen, zwei Seitenflächen und zwei Kavitätsflächen aufweisen, wobei in zumindest einer der Kavitätsflächen eine Kavität gebildet werden soll.The actuator can have an essentially cuboid basic shape. The actuator can have two end faces, two side faces and two cavity surfaces, wherein a cavity is to be formed in at least one of the cavity surfaces.
Die Kavitätsflächen haben eine deutlich größere Fläche als die Seitenflächen oder die Stirnflächen, bevorzugt eine um ein Vielfaches größere Fläche als die Seitenflächen oder die Stirnflächen. Wird eine Kavität in dem Aktor gebildet, erfolgt eine Ausdehnung des Aktors bevorzugt in Richtung zumindest einer der Stirnflächen (Volumenstabilität).The cavity areas have a significantly larger area than the side faces or the end faces, preferably a much larger area than the side faces or the end faces. If a cavity is formed in the actuator, the actuator is preferably expanded in the direction of at least one of the end faces (volume stability).
Der Antrieb kann ausgestaltet sein ein homogen gerichtetes magnetisches Wanderfeld zu erzeugen. Dazu umfasst der Antrieb bevorzugt elektromagnetische Spulen und/oder Permanentmagneten.The drive can be designed to generate a homogeneously directed magnetic traveling field. For this purpose, the drive preferably comprises electromagnetic coils and / or permanent magnets.
Insbesondere kann der Antrieb so ausgestaltet sein, mehrere magnetische Wanderfelder gleichzeitig zu erzeugen, sodass mehrere (sich bewegende) Kavitäten in dem Aktor gebildet werden können.In particular, the drive can be configured to generate several magnetic traveling fields at the same time, so that several (moving) cavities can be formed in the actuator.
Bildet sich eine Kavität in dem Aktor, sodass die Kavität mit dem Fluideinlass fluidkommunizierend verbunden ist, strömt ein Fluid über den Fluideinlass in die Kavität (Unterdruck) und durch ein Bewegen des Magnetfelds des Antriebs ist die Kavität bewegbar in Richtung des Fluidauslasses. Erreicht die mit dem Fluid gefüllte Kavität den Fluidauslass, sodass diese fluidkommunizierend mit der Kavität verbunden ist, kann das Fluid aus der Kavität über den Fluidauslass ausströmen.If a cavity forms in the actuator so that the cavity is fluidly communicating with the fluid inlet, a fluid flows into the cavity via the fluid inlet (negative pressure) and the cavity can be moved in the direction of the fluid outlet by moving the magnetic field of the drive. If the cavity filled with the fluid reaches the fluid outlet, so that it is fluidly connected to the cavity, the fluid can flow out of the cavity via the fluid outlet.
Eine Kavität kann ein (abgeschlossener) Hohlraum oder eine Aushöhlung (Einschnürung oder Einbuchtung) sein, die eine oder mehrere Öffnungen aufweist.A cavity can be a (closed) cavity or a cavity (constriction or indentation) that has one or more openings.
Zwischen dem Fluideinlass und dem Fluidauslass können also diskrete Fluidvolumen transportiert werden. Das Volumen der Kavität hängt unter anderem von der Magnetfeldstärke des Antriebs ab. Der zwischen dem Fluideinlass und Fluidauslass transportierte Volumenstrom hängt neben dem Volumen der Kavität von der Transportgeschwindigkeit der Kavität ab (vgl. peristaltische Pumpe).Discrete fluid volumes can thus be transported between the fluid inlet and the fluid outlet. The volume of the cavity depends, among other things, on the magnetic field strength of the drive. The volume flow transported between the fluid inlet and the fluid outlet depends not only on the volume of the cavity, but also on the transport speed of the cavity (see peristaltic pump).
Eine Kavität wird typischerweise in der Kavitätsfläche des Aktors als Einbuchtung oder Einschnürung gebildet, die sich von einer Seitenfläche zur anderen Seitenfläche des Aktors erstreckt und auf eine der Stirnflächen des Aktors hinbewegt wird. Die Bewegung der Kavität wird erreicht durch eine Bewegung des Magnetfelds des Antriebs. Das Dichtelement der Transportvorrichtung kann dabei den Rand (randseitig) der Kavität abdichten, also die den Seitenflächen zugewandten Enden der Kavität oder das Dichtelement kann ein Ende der Kavität, also zumindest eines der Enden (endseitig), die den Stirnflächen zugewandt sind, abdichten.A cavity is typically formed in the cavity surface of the actuator as an indentation or constriction, which extends from one side surface to the other side surface of the actuator and is moved toward one of the end surfaces of the actuator. The movement of the cavity is achieved by moving the magnetic field of the drive. The sealing element of the transport device can seal the edge (edge side) of the cavity, i.e. the ends of the cavity facing the side surfaces, or the sealing element can seal one end of the cavity, i.e. at least one of the ends (end side) facing the end surfaces.
Zumindest ein Abschnitt des Dichtelements kann eine elastische Eigenschaft aufweisen. Dieser Abschnitt des Dichtelements kann an einem (randseitigen oder endseitigen) Abschnitt der Kavität des Aktors dichtend anliegen wenn eine Kavität in dem Aktor gebildet ist.At least a section of the sealing element can have an elastic property. This section of the sealing element can bear sealingly against a (edge-side or end-side) section of the cavity of the actuator if a cavity is formed in the actuator.
Dadurch kann der Abschnitt des Dichtelements an dem Aktor anliegen, wenn keine Kavität gebildet ist, und durch die elastische Eigenschaft des Dichtelements an der Kavität des Aktors anliegen, wenn eine solche Kavität in dem Aktor gebildet ist.As a result, the section of the sealing element can bear against the actuator when no cavity is formed and, due to the elastic property of the sealing element, bear against the cavity of the actuator when such a cavity is formed in the actuator.
Die elastische Eigenschaft kann eine linear-elastische-Eigenschaft sein oder eine nichtlinear-elastische-Eigenschaft sein. Das Dichtelement soll durch eine Krafteinwirkung komprimierbar sein und nach Aufhebung der Krafteinwirkung seine Ursprungsform wieder zumindest teilweise annehmen. Bei einer Kompression des Dichtelements durch eine Kraft soll das Dichtelement eine der Kompression entgegenwirkende Kraft ausüben.The elastic property can be a linear-elastic property or a non-linear-elastic property. The sealing element should be compressible by the action of a force and, after the action of the force has been removed, at least partially assume its original shape again. When the sealing element is compressed by a force, the sealing element should exert a force counteracting the compression.
Das Gehäuse kann eine Nut aufweisen, wobei zumindest ein Abschnitt des Dichtelements in der Nut angeordnet sein kann.The housing can have a groove, wherein at least a portion of the sealing element can be arranged in the groove.
Die Öffnung der Nut kann in Richtung des Aktors weisen.The opening of the groove can point in the direction of the actuator.
Die Nut des Gehäuses kann so ausgestaltet sein, dass die Nut einen Flächenabschnitt des Gehäuses umläuft oder einschließt. Speziell ist die Nut durchgängig und umläuft den Flächenabschnitt des Gehäuses vollständig oder schließt den Flächenabschnitt des Gehäuses vollständig ein.The groove of the housing can be designed such that the groove runs around or encloses a surface section of the housing. In particular, the groove is continuous and completely surrounds the surface section of the housing or completely encloses the surface section of the housing.
Das Dichtelement in der Nut kann den Flächenabschnitt des Gehäuses ebenso umlaufen oder einschließen, insbesondere kann das Dichtelement den Flächenabschnitt des Gehäuses durchgängig (vollständig) umlaufen oder einschließen.The sealing element in the groove can also encircle or enclose the surface section of the housing, in particular the sealing element can encircle or enclose the surface section of the housing continuously (completely).
Der Flächenabschnitt des Gehäuses, der von der Nut oder dem Dichtelement umlaufen oder eingeschlossen wird, kann den Fluideinlass und/oder den Fluidauslass umfassen.The surface section of the housing which is encircled or enclosed by the groove or the sealing element can comprise the fluid inlet and / or the fluid outlet.
In Verbindung mit dem Dichtelement in der Nut ergibt sich auf dem Aktor ein Bereich, der dem von der Nut eingeschlossenen Flächenabschnitt des Gehäuses (im Wesentlichen) entspricht, in dem ein Fluid von dem Fluideinlass zu dem Fluidauslass (in der Kavität) transportiert werden kann, wobei dieser nach außen abgedichtet ist, auch wenn eine Kavität vorhanden ist.In connection with the sealing element in the groove, there is an area on the actuator which corresponds to the surface section of the surface enclosed by the groove Corresponds to the housing (essentially) in which a fluid can be transported from the fluid inlet to the fluid outlet (in the cavity), the latter being sealed off to the outside, even if a cavity is present.
Zumindest ein Abschnitt des Dichtelements kann einen Flächenabschnitt des Gehäuses umschließen oder umlaufen und dieser Flächenabschnitt des Gehäuses kann den Aktor zumindest abschnittsweise kontaktieren. Speziell kann der Flächenabschnitt des Gehäuses, der von dem Dichtelement umschlossen oder umlaufen wird, zu zumindest 80 % oder 90 % den Aktor kontaktieren. Dies insbesondere wenn keine Kavität in dem Aktor gebildet ist.At least a portion of the sealing element can enclose or encircle a surface portion of the housing and this surface portion of the housing can contact the actuator at least in sections. In particular, at least 80% or 90% of the surface section of the housing which is enclosed or encircled by the sealing element can contact the actuator. This is particularly the case if no cavity is formed in the actuator.
Eine in dem Aktor gebildete Kavität kann begrenzt sein durch den Aktor, das Dichtelement (randseitig) und das Gehäuse.A cavity formed in the actuator can be limited by the actuator, the sealing element (edge side) and the housing.
Bevorzugt wird die Kavität ausschließlich begrenzt durch den Aktor, das Dichtelement (randseitig) und das Gehäuse.The cavity is preferably limited only by the actuator, the sealing element (edge side) and the housing.
Wenn das Dichtelement in einer Nut in dem Gehäuse angeordnet ist, kann das Dichtelement bündig mit dem Gehäuseabschnitt, in dem die Nut vorgesehen ist, sein. Dies, wenn keine Kavität in dem Aktor gebildet ist.If the sealing element is arranged in a groove in the housing, the sealing element can be flush with the housing section in which the groove is provided. This if no cavity is formed in the actuator.
Wenn das Dichtelement in einer Nut des Gehäuses angeordnet ist, kann das Dichtelement weniger als 2,0 mm speziell weniger als 1,0 mm, besonders bevorzugt weniger 0,5 mm, aus der Nut hinausragen und zwar in Richtung des Aktors, wenn keine Kavität in dem Aktor gebildet ist.If the sealing element is arranged in a groove in the housing, the sealing element can protrude less than 2.0 mm, especially less than 1.0 mm, particularly preferably less than 0.5 mm, from the groove, specifically in the direction of the actuator if there is no cavity is formed in the actuator.
Wenn das Dichtelement in einer Nut des Gehäuses angeordnet ist (zumindest teilweise), kann ein Abschnitt des Dichtelements weiter aus der Nut in Richtung des Aktors hinausragen, wenn eine Kavität (im Bereich des Abschnitts des Dichtelements) gebildet ist, als wenn keine Kavität in dem Aktor gebildet ist.If the sealing element is arranged in a groove of the housing (at least partially), a section of the sealing element can protrude further out of the groove in the direction of the actuator if a cavity (in the region of the section of the sealing element) is formed than if there is no cavity in the Actuator is formed.
Das Dichtelement kontaktiert den Aktor wenn keine Kavität gebildet ist, und das Dichtelement kontaktiert den Aktor wenn eine Kavität in dem Aktor gebildet ist (zumindest randseitig).The sealing element contacts the actuator when no cavity is formed, and the sealing element contacts the actuator when a cavity is formed in the actuator (at least at the edge).
Das Dichtelement weist eine Höhe auf, wobei die Höhe insbesondere senkrecht zur Fläche des Aktors, in der die Kavität gebildet werden kann, zu verstehen ist. Die Höhe eines Abschnitts des Dichtelements ist in einem Bereich einer gebildeten Kavität größer als die Höhe eines Abschnitts des Dichtelements in einem Bereich in dem keine Kavität gebildet ist.The sealing element has a height, the height being understood in particular perpendicular to the surface of the actuator in which the cavity can be formed. The height of a section of the sealing element in an area of a cavity formed is greater than the height of a section of the sealing element in an area in which no cavity is formed.
Die Vorrichtung kann ein erstes Dichtelement und ein zweites Dichtelement umfassen, wobei das oben beschriebene Dichtelement das erste Dichtelement sein kann.The device can comprise a first sealing element and a second sealing element, wherein the sealing element described above can be the first sealing element.
Das zweite Dichtelement kann in der Vorrichtung so angeordnet sein, dass das erste Dichtelement das zweite Dichtelement zumindest teilweise umschließt oder umläuft (in einer Ebene parallel zur Kavitätsfläche des Aktors).The second sealing element can be arranged in the device such that the first sealing element at least partially surrounds or rotates around the second sealing element (in a plane parallel to the cavity surface of the actuator).
Insbesondere umschließt oder umläuft das erste Dichtelement das zweite Dichtelement vollständig (ununterbrochen).In particular, the first sealing element completely or continuously surrounds the second sealing element.
Das zweite Dichtelement kann den Aktor (an einer Kavitätsfläche) kontaktieren.The second sealing element can contact the actuator (on a cavity surface).
Speziell kann das zweite Dichtelement den Aktor in einem Bereich kontaktieren, in dem keine Kavität gebildet ist, und/oder das zweite Dichtelement kann den Aktor in einem Bereich nicht kontaktieren, in dem eine Kavität gebildet ist.Specifically, the second sealing element can contact the actuator in an area in which no cavity is formed, and / or the second sealing element cannot contact the actuator in an area in which a cavity is formed.
Das zweite Dichtelement kann flächig ausgestaltet sein.The second sealing element can be flat.
Das zweite Dichtelement kann haftend mit dem Gehäuse verbunden sein, z. B. durch Adhäsion (Verklebung) oder durch eine stoffschlüssige Verbindung.The second sealing element can be adhesively connected to the housing, for. B. by adhesion (gluing) or by a material connection.
Das erste und zweite Dichtelement können eine Höhe aufweise, speziell senkrecht zu einer Kavitätsfläche des Aktors. Ist eine Kavität in dem Aktor gebildet, kann das erste Dichtelement in dem Bereich, in dem die Kavität gebildet ist, eine größere Höhe aufweisen als das zweite Dichtelement in diesem Bereich. Dadurch kann eine randseitige oder endseitige Abdichtung einer Kavität in dem Aktor gewährleistet werden.The first and second sealing elements can have a height, especially perpendicular to a cavity surface of the actuator. If a cavity is formed in the actuator, the first sealing element in the area in which the cavity is formed can have a greater height than the second sealing element in this area. In this way, an edge-side or end-side sealing of a cavity in the actuator can be ensured.
Das erste und das zweite Dichtelement können jeweils eine elastische Eigenschaft aufweisen. Bevorzugt ist die Trägheit der Rückstellung (elastische Rückstellung) des ersten Dichtelements geringer als die Trägheit der Rückstellung des zweiten Dichtelements. Wird eine Kavität in dem Aktor gebildet, kann die Kavität durch das erste Dichtelement abgedichtet werden, ohne dass das zweite Dichtelement das Volumen der gebildeten Kavität zu sehr einschränkt.The first and the second sealing element can each have an elastic property. The inertia of the resetting (elastic resetting) of the first sealing element is preferably less than the inertia of the resetting of the second sealing element. If a cavity is formed in the actuator, the cavity can be sealed by the first sealing element without the second sealing element restricting the volume of the cavity formed too much.
Die angesprochene Trägheit der Rückstellung kann eine zeitliche Trägheit der Rückstellung sein.The mentioned inertia of the provision can be a temporal inertia of the provision.
Das zweite Dichtelement kann ein pseudo-statisches Spannungs-Dehnungsverhalten aufweisen.The second sealing element can have a pseudo-static stress-strain behavior.
Bei einer Rückstellung des ersten Dichtelements kann eine größere Entropieänderung stattfinden als bei der Rückstellung des zweiten Dichtelements. When the first sealing element is reset, a greater change in entropy can take place than when the second sealing element is reset.
Ist eine Kavität in dem Aktor gebildet, kann die Kavität begrenzt sein durch den Aktor, das erste Dichtelement und das zweite Dichtelement.If a cavity is formed in the actuator, the cavity can be limited by the actuator, the first sealing element and the second sealing element.
Speziell wird eine in dem Aktor durch den Antrieb gebildete Kavität ausschließlich begrenzt durch den Aktor, das erste Dichtelement und das zweite Dichtelement. Das Gehäuse kontaktiert in diesem Fall nicht ein Fluid, das in der Kavität zu transportieren ist.In particular, a cavity formed in the actuator by the drive is limited only by the actuator, the first sealing element and the second sealing element. In this case, the housing does not contact a fluid that is to be transported in the cavity.
Wenn das Gehäuse eine Nut aufweist und das erste Dichtelement zumindest abschnittsweise in der Nut angeordnet ist, kann das erste Dichtelement weniger als 2,0 mm, speziell weniger als 1,0 mm, insbesondere weniger als 0,5 mm, aus der Nut in Richtung des Aktors hinausragen, wenn keine Kavität durch den Antrieb in dem Aktor gebildet ist.If the housing has a groove and the first sealing element is arranged at least in sections in the groove, the first sealing element can move less than 2.0 mm, especially less than 1.0 mm, in particular less than 0.5 mm, from the groove in the direction protrude from the actuator when no cavity is formed by the drive in the actuator.
Das erste Dichtelement kann in einer Nut des Gehäuses bündig mit einer dem Aktor zugewandten Fläche des Gehäuses sein, wenn keine Kavität in dem Aktor gebildet ist.The first sealing element can be flush in a groove of the housing with a surface of the housing facing the actuator if no cavity is formed in the actuator.
Weist das Gehäuse eine Nut auf, in der das erste Dichtelement zumindest abschnittsweise oder teilweise oder vollständig angeordnet ist, kann ein Abschnitt des ersten Dichtelements weiter aus der Nut hinausragen (in Richtung des Aktors), wenn eine Kavität in dem Aktor gebildet ist, als wenn keine Kavität in dem Aktor gebildet ist.If the housing has a groove in which the first sealing element is arranged at least in sections or partially or completely, a section of the first sealing element can protrude further from the groove (in the direction of the actuator) if a cavity is formed in the actuator than if no cavity is formed in the actuator.
Das erste Dichtelement kann eine Höhe aufweisen, wobei die Höhe insbesondere senkreicht zu einer Kavitätsfläche des Aktors zu betrachten ist. Die Höhe eines Abschnitts des ersten Dichtelements kann in einem Bereich einer gebildeten Kavität in dem Aktor größer sein als die Höhe eines Abschnitts des ersten Dichtelements in einem Bereich, in dem keine Kavität in dem Aktor gebildet ist.The first sealing element can have a height, wherein the height is to be considered in particular as it extends down to a cavity surface of the actuator. The height of a section of the first sealing element in an area of a cavity formed in the actuator can be greater than the height of a section of the first sealing element in an area in which no cavity is formed in the actuator.
Auch das zweite Dichtelement kann eine Höhe aufweisen, wobei die Höhe speziell senkrecht zu einer Kavitätsfläche des Aktors anzusehen ist. Die Höhe eines Abschnitts des ersten Dichtelements im Bereich einer gebildeten Kavität in dem Aktor kann größer sein als die Höhe eines Abschnitts des zweiten Dichtelements in demselben Bereich, in dem eine Kavität in dem Aktor gebildet ist.The second sealing element can also have a height, the height being particularly perpendicular to a cavity surface of the actuator. The height of a section of the first sealing element in the region of a cavity formed in the actuator can be greater than the height of a section of the second sealing element in the same region in which a cavity is formed in the actuator.
Das Dichtelement kann ein Federelement und eine Dichtbahn umfassen, wobei das Federelement eine federnde Eigenschaft aufweisen kann.The sealing element can comprise a spring element and a sealing membrane, wherein the spring element can have a resilient property.
Das Federelement kann eine Feder sein, beispielsweise aus Metall oder Kunststoff. Die Feder kann eine schräggewickelte Feder sein. Das Federelement kann auch einen oder mehrere C-Ringe umfassen.The spring element can be a spring, for example made of metal or plastic. The spring can be an obliquely wound spring. The spring element can also comprise one or more C-rings.
Bevorzugt umfasst das Federelement geschlitzte, mäanderförmig geschnittene und/oder seitliche offene Ringe.The spring element preferably comprises slotted, meandering cut and / or open side rings.
Das Gehäuse kann einen ersten und einen zweiten Gehäuseabschnitt umfassen. Die Dichtbahn des Dichtelements kann zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäuseabschnitt angeordnet sein. Dies bevorzugt flächig.The housing can comprise a first and a second housing section. The sealing track of the sealing element can be arranged between the first and the second housing section. This prefers areal.
Speziell ist die Dichtbahn des Dichtelements so zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäuseabschnitt angeordnet, dass sich der erste und der zweite Gehäuseabschnitt nicht kontaktieren, sondern durch die Dichtbahn getrennt sind.In particular, the sealing track of the sealing element is arranged between the first and the second housing section in such a way that the first and the second housing section do not make contact, but are separated by the sealing track.
Das Gehäuse kann eine Nut aufweisen und das Federelement des Dichtelements kann zumindest abschnittsweise in der Nut angeordnet sein. Speziell verschließt die Dichtbahn des Dichtelements die Nut zumindest teilweise (die offene Seite der Nut). Die Dichtbahn des Dichtelements kann die Nut vollständig verschließen.The housing can have a groove and the spring element of the sealing element can be arranged at least in sections in the groove. In particular, the sealing track of the sealing element at least partially closes the groove (the open side of the groove). The sealing track of the sealing element can completely close the groove.
Die Dichtbahn des Dichtelements kann haftend mit einem der Gehäuseabschnitte verbunden sein, z. B. durch eine Verklebung oder durch eine stoffschlüssige Verbindung. The sealing membrane of the sealing element can be adhesively connected to one of the housing sections, e.g. B. by gluing or by a material connection.
Speziell ist die Dichtbahn des Dichtelements haftend mit dem Gehäuseabschnitt verbunden, der von dem Aktor entfernter ist.In particular, the sealing track of the sealing element is adhesively connected to the housing section which is more distant from the actuator.
Das Federelement des Dichtelements kann die Dichtbahn des Dichtelements in Richtung des Aktors drücken, wenn eine Kavität in dem Aktor gebildet ist. Insbesondere drückt das Federelement einen Abschnitt der Dichtbahn so in die Kavität, dass diese randseitig oder endseitig abgedichtet ist.The spring element of the sealing element can press the sealing path of the sealing element in the direction of the actuator if a cavity is formed in the actuator. In particular, the spring element presses a section of the sealing sheet into the cavity in such a way that it is sealed at the edge or at the end.
Die Kavität in dem Aktor kann begrenzt sein durch den Aktor und durch das Dichtelement. Insbesondere kann die Kavität in dem Aktor vollständig begrenzt sein durch den Aktor und das Dichtelement.The cavity in the actuator can be limited by the actuator and by the sealing element. In particular, the cavity in the actuator can be completely limited by the actuator and the sealing element.
Die Kavität in dem Aktor kann begrenzt sein durch den Aktor und die Dichtbahn des Dichtelements. Bevorzugt ist die Kavität in dem Aktor vollständig (ausschließlich) begrenzt durch den Aktor und die Dichtbahn des Dichtelements.The cavity in the actuator can be limited by the actuator and the sealing path of the sealing element. The cavity in the actuator is preferably completely (exclusively) delimited by the actuator and the sealing track of the sealing element.
Wenn in dem Gehäuse eine Nut angeordnet ist, kann das Federelement in der Nut zumindest teilweise angeordnet sein. Das Federelement kann weniger als 2,0 mm, insbesondere weniger 1,0 mm, speziell weniger als 0,5 mm aus der Nut in Richtung des Aktors hinausragen, wenn keine Kavität in dem Aktor gebildet ist.If a groove is arranged in the housing, the spring element can be at least partially arranged in the groove. The spring element can Project less than 2.0 mm, in particular less than 1.0 mm, especially less than 0.5 mm from the groove in the direction of the actuator if no cavity is formed in the actuator.
Die Transportvorrichtung kann zumindest ein Einspannelement umfassen, das eine Seitenfläche, insbesondere eine Stirnfläche, des Aktors kontaktiert und durch das eine mechanische Rückstellung des Aktors gewährleistet wird. Bevorzugt umfasst die Transportvorrichtung zwei Einspannelemente, die gegenüberliegende Seitenflächen, insbesondere Stirnflächen, des Aktors kontaktieren und eine mechanische Rückstellung des Aktors möglich machen.The transport device can comprise at least one clamping element which contacts a side surface, in particular an end surface, of the actuator and which ensures a mechanical reset of the actuator. The transport device preferably comprises two clamping elements, which contact opposite side surfaces, in particular end surfaces, of the actuator and make mechanical resetting of the actuator possible.
Wird eine Kavität in dem Aktor gebildet (durch den Antrieb), dehnt sich der Aktor in eine oder mehrere Richtungen aus, wobei dies typischerweise in Richtung der Stirnflächen des Aktors geschieht. Wird beispielsweise ein Magnetfeld des Antriebs beendet, erfolgt keine veranlassungslose Rückstellung der Kavität, sondern diese kann durch eine mechanische Krafteinwirkung der Einspannelemente erfolgen.If a cavity is formed in the actuator (by the drive), the actuator expands in one or more directions, this typically occurring in the direction of the end faces of the actuator. If, for example, a magnetic field of the drive is terminated, the cavity is not reset without cause, but instead can be caused by a mechanical force of the clamping elements.
Zumindest ein Einspannelement, bevorzugt zwei Einspannelemente, kann eine trapezförmige Grundform aufweisen.At least one clamping element, preferably two clamping elements, can have a trapezoidal basic shape.
Die Vorrichtung, insbesondere das Gehäuse oder das Dichtelement oder das/die Einspannelement/e, kann auch zumindest einen, bevorzugt zumindest zwei Magneten umfassen, durch die eine magnetische Rückstellung des Aktors möglich ist. Speziell kann der oder die Magnete ein oder mehrere Permanentmagnete oder Elektromagnete sein.The device, in particular the housing or the sealing element or the clamping element (s), can also comprise at least one, preferably at least two magnets, by means of which the actuator can be magnetically reset. In particular, the magnet or magnets can be one or more permanent magnets or electromagnets.
Die Vorrichtung, insbesondere das Gehäuse oder das Dichtelement oder das/die Einspannelement/e, kann auch ein magnetorheologisches Elastomer umfassen.The device, in particular the housing or the sealing element or the clamping element (s), can also comprise a magnetorheological elastomer.
Die magnetische Rückstellung des Aktors funktioniert analog zur mechanischen Rückstellung des Aktors, wie oben beschrieben.The magnetic reset of the actuator works in the same way as the mechanical reset of the actuator, as described above.
Eine Fläche des Aktors kann zumindest abschnittsweise mit einer Trennschicht versehen sein.A surface of the actuator can be provided with a separating layer at least in sections.
Die Trennschicht kann eine Folie, speziell eine Kunststofffolie, oder ein Parylen umfassen.The separating layer can comprise a film, especially a plastic film, or a parylene.
Bei dem Parylen kann es sich um ein vollständig mit Wasserstoff substituiertes Parylen handeln (Parylen N). Bei dem Parylen kann es sich auch um ein mit Halogen-substituiertes Parylen handeln. Insbesondere ist das Parylen ein teilweise mit Chlor substituiertes Parylen (Parylen C oder Parylen D). Ebenso kann das Parylen ein teilweise mit Fluor substituiertes Parylen sein (Parylen HT).The parylene can be a completely hydrogen-substituted parylene (parylene N). The parylene can also be a halogen-substituted parylene. In particular, the parylene is a partially chlorine-substituted parylene (parylene C or parylene D). The parylene can also be a partially fluorine-substituted parylene (parylene HT).
Bevorzugt sind alle Flächen des Aktors mit einer Trennschicht versehen.All surfaces of the actuator are preferably provided with a separating layer.
Die Trennschicht kann dünner (sB) sein als eine maximale Tiefe (sK) der Kavität in dem Aktor.The separation layer can be thinner (sB) than a maximum depth (sK) of the cavity in the actuator.
Die Trennschicht kann durch eine Adhäsion zwischen der Trennschicht und dem Aktor angebracht sein, beispielsweise durch einen Unterdruck zwischen der Trennschicht und dem Aktor oder durch einen Medienfilm (z. B. Silikonöl) zwischen der Trennschicht und dem Aktor angebracht sein.The separating layer can be attached by an adhesion between the separating layer and the actuator, for example by a negative pressure between the separating layer and the actuator or by a media film (eg silicone oil) between the separating layer and the actuator.
Beispielsweise kann eine Folie auf den Aktor aufgebracht werden und über ein Ventil ein Unterdruck zwischen der Folie und dem Aktor erzeugt werden.For example, a film can be applied to the actuator and a vacuum can be generated between the film and the actuator via a valve.
Auch kann der angesprochene Medienfilm zwischen der Folie und dem Aktor eingebracht werden um eine Adhäsionskraft zwischen dem Aktor und der Folie zu gewährleisten.The media film mentioned can also be introduced between the film and the actuator in order to ensure an adhesive force between the actuator and the film.
Eine Parylen-Beschichtung des Aktors kann beispielsweise durch Resublimation erfolgen.Parylene coating of the actuator can take place, for example, by resublimation.
Das Gehäuse kann zumindest einen Diffusor umfassen. Speziell umfasst das Gehäuse zwei Diffusoren.The housing can comprise at least one diffuser. The housing specifically includes two diffusers.
Da eine Kavität in der Regel über die gesamte Breite des Aktors erzeugt wird, erlaubt ein Diffusor am Fluideinlass und/oder ein Diffusor am Fluidauslass eine verbesserte Fluidführung von dem Fluideinlass in die Kavität und/oder von der Kavität zu dem Fluidauslass.Since a cavity is generally created across the entire width of the actuator, a diffuser at the fluid inlet and / or a diffuser at the fluid outlet allows improved fluid guidance from the fluid inlet into the cavity and / or from the cavity to the fluid outlet.
Ein Diffusor kann mit dem Fluideinlass verbunden sein und ein weiterer Diffusor kann mit dem Fluidauslass verbunden sein. Dabei kann die Querschnittsfläche des Diffusors an dem Ende des Diffusors, der dem Aktor näherliegender ist, größer sein, als die Querschnittsfläche des Endes des Diffusors, das dem Aktor entfernter ist. Dies kann für alle Diffusoren gelten.One diffuser can be connected to the fluid inlet and another diffuser can be connected to the fluid outlet. The cross-sectional area of the diffuser at the end of the diffuser, which is closer to the actuator, can be larger than the cross-sectional area of the end of the diffuser, which is further away from the actuator. This can apply to all diffusers.
Das Dichtelement kann ein Elastomer umfassen. Insbesondere kann das Elastomer ein thermoplastisches Elastomer sein. Das Dichtelement kann auch alternativ oder zusätzlich einen Schaumstoff umfassen. Der Schaumstoff ist speziell ein geschlossenzelliger Schaumstoff.The sealing element can comprise an elastomer. In particular, the elastomer can be a thermoplastic elastomer. The sealing element can alternatively or additionally comprise a foam. The foam is especially a closed cell foam.
Das Gehäuse kann ein Metall oder einen Kunststoff umfassen, bevorzugt besteht das Gehäuse aus Metall oder aus Kunststoff. Bevorzugt ist das Gehäuse aus einem Elastomer gefertigt (thermoplastisches Elastomer) oder umfasst ein Elastomer (thermoplastisches Elastomer). Alternativ oder zusätzlich kann das Gehäuse ein Gradienten-Material umfassen oder aus einem Gradienten-Material bestehen.The housing can comprise a metal or a plastic, preferably the housing consists of metal or plastic. The housing is preferably made of an elastomer (thermoplastic elastomer) or comprises an elastomer (thermoplastic elastomer). Alternatively or additionally the housing can comprise a gradient material or consist of a gradient material.
Das Gehäuse der Transportvorrichtung kann zumindest abschnittsweise eine PTFE-Beschichtung aufweisen (Polytetrafluorethylen-Beschichtung). Bevorzugt ist zumindest die Fläche des Gehäuses mit PTFE beschichtet, die eine Begrenzungsfläche der Kavität ist.The housing of the transport device can have a PTFE coating (polytetrafluoroethylene coating) at least in sections. Preferably, at least the surface of the housing is coated with PTFE, which is a boundary surface of the cavity.
In dem Aktor der Transportvorrichtung können zumindest zwei, insbesondere mehrere, Kavitäten gleichzeitig in dem Aktor bildbar sein. Dies beispielsweise durch eine passende Ausgestaltung des Antriebs.At least two, in particular several, cavities can be formed simultaneously in the actuator of the transport device. This is done, for example, by a suitable design of the drive.
Die Transportvorrichtung kann zumindest einen Sensor umfassen. Bevorzugt ist der Sensor an dem Gehäuse befestigt.The transport device can comprise at least one sensor. The sensor is preferably attached to the housing.
Die Transportvorrichtung kann einen Temperatursensor umfassen, der die Temperatur des Aktors misst. Eine Steuereinheit kann den Betrieb der Transportvorrichtung verändern, und zwar auf Grundlage des vom Temperatursensor erfassten Wertes. Insbesondere kann die Steuereinheit den Betrieb der Transportvorrichtung verändern, wenn der von dem Temperatursensor erfasste Temperaturwert des Aktors einen festgelegten Schwellenwert der Temperatur überschreitet und/oder unterschreitet.The transport device can comprise a temperature sensor that measures the temperature of the actuator. A control unit can change the operation of the transport device based on the value detected by the temperature sensor. In particular, the control unit can change the operation of the transport device if the temperature value of the actuator detected by the temperature sensor exceeds and / or falls below a predetermined threshold value of the temperature.
Die Transportvorrichtung kann einen optischen Sensor umfassen, durch den erfassbar ist, ob eine Kavität in dem Aktor vorhanden ist. Der optische Sensor kann so ausgestaltet sein, dass die Frequenz von Kavitäten in dem Aktor in einem Bereich des Aktors erfasst wird. Auf Grundlage des von dem optischen Sensor gemessenen Wertes kann eine Steuereinheit der Vorrichtung den Betrieb der Transportvorrichtung verändern. Insbesondere kann der Volumenstrom durch die Transportvorrichtung des Fluids mit dem optischen Sensor erfasst werden und die Transportvorrichtung auf Grundlage des erfassten Werts geregelt werden.The transport device can comprise an optical sensor, by means of which it can be detected whether a cavity is present in the actuator. The optical sensor can be designed such that the frequency of cavities in the actuator is detected in a region of the actuator. On the basis of the value measured by the optical sensor, a control unit of the device can change the operation of the transport device. In particular, the volume flow through the transport device of the fluid can be detected with the optical sensor and the transport device can be regulated on the basis of the detected value.
Die Transportvorrichtung kann einen Drucksensor umfassen, der den Druck am Fluideinlass oder am Fluidauslass erfasst. Die Transportvorrichtung kann auch zwei Drucksensoren umfassen, wobei je ein Drucksensor den Druck am Fluideinlass und am Fluidauslass erfasst. Auf Grundlage des erfassten Wertes durch zumindest einen der Drucksensoren kann der Betrieb der Transportvorrichtung (z. B. durch eine Steuereinheit) verändert werden.The transport device can comprise a pressure sensor that detects the pressure at the fluid inlet or at the fluid outlet. The transport device can also comprise two pressure sensors, one pressure sensor each detecting the pressure at the fluid inlet and at the fluid outlet. On the basis of the detected value by at least one of the pressure sensors, the operation of the transport device (for example by a control unit) can be changed.
Die Transportvorrichtung kann auch einen Differenzdrucksensor umfassen, der eine Druckdifferenz zwischen dem Fluideinlass und dem Fluidauslass erfasst oder misst. Dabei kann der Differenzdrucksensor zwei Drucksensoren vor dem Fluideingang oder zwei Drucksensoren nach dem Fluidausgang umfassen.The transport device can also include a differential pressure sensor that detects or measures a pressure difference between the fluid inlet and the fluid outlet. The differential pressure sensor can include two pressure sensors before the fluid inlet or two pressure sensors after the fluid outlet.
Beispielsweise durch eine Steuereinheit kann der Betrieb der Transportvorrichtung auf Grundlage des Wertes, der von dem Differenzdrucksensor erfasst wurde, verändert werden.For example, the operation of the transport device can be changed by a control unit on the basis of the value that was detected by the differential pressure sensor.
Die Vorrichtung kann zumindest einen Piezosensor umfassen, wobei durch den zumindest einen Piezosensor die Aktuierung des Aktors erfasst oder gemessen werden kann. Auf Grundlage des erfassten oder gemessenen Wertes durch den zumindest einen Piezosensor kann der Betrieb der Transportvorrichtung verändert werden, beispielsweise durch eine Steuereinheit. Die Transportvorrichtung kann auch zwei Piezosensoren umfassen, die bevorzugt auf gegenüberliegenden Seiten des Aktors angeordnet sind.The device can comprise at least one piezo sensor, wherein the actuation of the actuator can be detected or measured by the at least one piezo sensor. On the basis of the detected or measured value by the at least one piezo sensor, the operation of the transport device can be changed, for example by a control unit. The transport device can also comprise two piezo sensors, which are preferably arranged on opposite sides of the actuator.
Die Transportvorrichtung kann einen, bevorzugt zwei, Dehnmessstreifen umfassen. Durch den zumindest einen Dehnmessstreifen kann die Aktuierung des Aktors erfasst oder gemessen werden. Insbesondere kann der erfasste oder gemessene Wert durch den Dehnmessstreifen oder die Dehnmessstreifen verwendet werden, um den Betrieb der Transportvorrichtung zu verändern.The transport device can comprise one, preferably two, strain gauges. The actuation of the actuator can be detected or measured by the at least one strain gauge. In particular, the detected or measured value can be used by the strain gauge or the strain gauges to change the operation of the transport device.
Ein Verfahren zum Transportieren eines Fluids umfasst eine Transportvorrichtung. Die Transportvorrichtung umfasst ein Gehäuse, einen Aktor, einen Antrieb und ein Dichtelement. Das Gehäuse umfasst einen Fluideinlass und einen Fluidauslass. Der Aktor umfasst eine magnetische Formgedächtnislegierung. Innerhalb des Verfahrens wird der Aktor von dem Antrieb so betätigt, dass eine Kavität in dem Aktor gebildet wird, über den Fluideinlass des Gehäuses strömt das Fluid in die Kavität ein, die Kavität wird mit dem Fluid in Richtung des Fluidauslasses bewegt, zumindest bis der Fluidauslass fluidkommunizierend mit der Kavität verbunden ist, und das Fluid strömt aus dem Fluidauslass aus. Während der Bewegung der Kavität (von dem Fluideinlass zu dem Fluidauslass) ist die Kavität randseitig, bevorzugt randseitig und endseitig, von dem Dichtelement abgedichtet.A method for transporting a fluid comprises a transport device. The transport device comprises a housing, an actuator, a drive and a sealing element. The housing includes a fluid inlet and a fluid outlet. The actuator comprises a magnetic shape memory alloy. Within the method, the actuator is actuated by the drive such that a cavity is formed in the actuator, the fluid flows into the cavity via the fluid inlet of the housing, the cavity is moved with the fluid in the direction of the fluid outlet, at least until the fluid outlet is in fluid communication with the cavity, and the fluid flows out of the fluid outlet. During the movement of the cavity (from the fluid inlet to the fluid outlet), the cavity is sealed on the edge side, preferably on the edge side and end side, by the sealing element.
Innerhalb des Verfahrens kann jede hierin offenbarte Transportvorrichtung eingesetzt werden.Any transport device disclosed herein can be used within the method.
Bevorzugt werden zumindest zwei mit Fluid gefüllte Kavitäten (speziell mehrere) gleichzeitig bewegt. Hierdurch kann der transportierte Volumenstrom zwischen dem Fluideinlass und dem Fluidauslass vergrößert werden oder die Transportlänge des Aktors besser ausgenutzt werden.At least two cavities filled with fluid (especially several) are preferably moved simultaneously. As a result, the volume flow transported between the fluid inlet and the fluid outlet can be increased or the transport length of the actuator can be better utilized.
Die Ausführungsformen der Erfindung sind anhand von einem Beispiel dargestellt und nicht auf eine Weise, in der Beschränkungen aus den Figuren in die Patentansprüche übertragen oder hineingelesen werden. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren geben gleiche Elemente an.
- 1a zeigt eine Transportvorrichtung 100 in einer schematischen, teilweise geschnittenen Ansicht;
- 1b zeigt die Transportvorrichtung 100 in einer schematischen Vorderansicht;
- 1c zeigt die Transportvorrichtung 100 in einer schematischen Seitenansicht;
- 1d zeigt die Transportvorrichtung 100 in einer schematischen Draufsicht;
- 2a zeigt eine Transportvorrichtung 200 in einer schematischen, teilweise geschnittenen Ansicht;
- 2b zeigt die Transportvorrichtung 200 in einer schematischen Vorderansicht;
- 2c zeigt die Transportvorrichtung 200 in einer schematischen Seitenansicht;
- 2d zeigt die Transportvorrichtung 200 in einer schematischen Draufsicht;
- 3a zeigt eine Transportvorrichtung 300 in einer schematischen, teilweise geschnittenen Ansicht;
- 3b zeigt die Transportvorrichtung 300 in einer schematischen Vorderansicht;
- 3c zeigt die Transportvorrichtung 300 in einer schematischen Seitenansicht;
- 3d zeigt die Transportvorrichtung 300 in einer schematischen Draufsicht;
- 4 zeigt eine Transportvorrichtung 400 in einer Explosionsdarstellung;
- 5 zeigt eine Transportvorrichtung 500 in einer Explosionsdarstellung;
- 6a zeigt eine Transportvorrichtung 600 in einer schematischen, teilweise geschnittenen Ansicht;
- 6b zeigt die Transportvorrichtung 600 in einer schematischen Vorderansicht;
- 6c zeigt die Transportvorrichtung 600 in einer schematischen Seitenansicht;
- 6d zeigt die Transportvorrichtung 600 in einer schematischen Draufsicht;
- 7 zeigt eine Transportvorrichtung 700 mit einem Rückstellelement 785 in einer schematischen Draufsicht;
- 8 zeigt eine Transportvorrichtung 800 mit einem Rückstellelement 886, 886' in einer schematischen Draufsicht;
- 9 zeigt eine Transportvorrichtung 900 mit einem Rückstellelement 987, 987' in einer schematischen Draufsicht;
- 10a zeigt eine Transportvorrichtung 1000 in einer schematischen, teilweise geschnittenen Ansicht;
- 10b zeigt die Transportvorrichtung 1000 in einer schematischen Vorderansicht;
- 10c zeigt die Transportvorrichtung 1000 in einer schematischen Seitenansicht;
- 10d zeigt die Transportvorrichtung 1000 in einer schematischen Draufsicht;
- 11a zeigt eine Transportvorrichtung 1100 in einer schematischen, teilweise geschnittenen Ansicht;
- 11b zeigt die Transportvorrichtung 1100 in einer schematischen Vorderansicht;
- 11c zeigt die Transportvorrichtung 1100 in einer schematischen Seitenansicht;
- 11d zeigt die Transportvorrichtung 1100 in einer schematischen Draufsicht;
- 12a zeigt eine Transportvorrichtung 1200 mit Sensoren 1290, 1291, 1292, 1293, 1294, 1295 in einer schematischen Vorderansicht;
- 12b zeigt die Transportvorrichtung 1200 mit Sensoren 1290, 1292, 1295 in einer schematischen Seitenansicht;
- 13a zeigt einen Aktor 13330 mit einer Trennschicht 1380;
- 13b zeigt einen Aktor 13330 mit einer Trennschicht 1380 und zwei Kavitäten 1335a, 1335b.
The embodiments of the invention are illustrated by way of example and not in a manner that limits the figures be transferred or read into the claims. The same reference symbols in the figures indicate the same elements. - 1a shows a transport device 100 in a schematic, partially sectioned view;
- 1b shows the transport device 100 in a schematic front view;
- 1c shows the transport device 100 in a schematic side view;
- 1d shows the transport device 100 in a schematic top view;
- 2a shows a transport device 200 in a schematic, partially sectioned view;
- 2 B shows the transport device 200 in a schematic front view;
- 2c shows the transport device 200 in a schematic side view;
- 2d shows the transport device 200 in a schematic top view;
- 3a shows a transport device 300 in a schematic, partially sectioned view;
- 3b shows the transport device 300 in a schematic front view;
- 3c shows the transport device 300 in a schematic side view;
- 3d shows the transport device 300 in a schematic top view;
- 4 shows a transport device 400 in an exploded view;
- 5 shows a transport device 500 in an exploded view;
- 6a shows a transport device 600 in a schematic, partially sectioned view;
- 6b shows the transport device 600 in a schematic front view;
- 6c shows the transport device 600 in a schematic side view;
- 6d shows the transport device 600 in a schematic top view;
- 7 shows a transport device 700 with a reset element 785 in a schematic top view;
- 8th shows a transport device 800 with a reset element 886 . 886 ' in a schematic top view;
- 9 shows a transport device 900 with a reset element 987 . 987 ' in a schematic top view;
- 10a shows a transport device 1000 in a schematic, partially sectioned view;
- 10b shows the transport device 1000 in a schematic front view;
- 10c shows the transport device 1000 in a schematic side view;
- 10d shows the transport device 1000 in a schematic top view;
- 11a shows a transport device 1100 in a schematic, partially sectioned view;
- 11b shows the transport device 1100 in a schematic front view;
- 11c shows the transport device 1100 in a schematic side view;
- 11d shows the transport device 1100 in a schematic top view;
- 12a shows a transport device 1200 with sensors 1290 . 1291 . 1292 . 1293 . 1294 . 1295 in a schematic front view;
- 12b shows the transport device 1200 with sensors 1290 . 1292 . 1295 in a schematic side view;
- 13a shows an actuator 13330 with a separation layer 1380 ;
- 13b shows an actuator 13330 with a separation layer 1380 and two cavities 1335a . 1335b ,
In den 1a bis 1d ist eine Ausführungsform einer Transportvorrichtung 100 da rgestellt.In the 1a to 1d is an embodiment of a transport device 100 put there.
Speziell handelt es sich bei der Transportvorrichtung 100 um eine Pumpe, noch spezieller um eine Mikropumpe. In 1a ist die Transportvorrichtung 100 in einer perspektivischen und schematischen Darstellung mit einigen Ausbrüchen dargestellt. Die Transportvorrichtung 100 umfasst ein Gehäuse 110, einen Aktor 130, einen Antrieb 150 und ein Dichtelement 170.The transport device is special 100 a pump, more specifically a micropump. In 1a is the transport device 100 shown in a perspective and schematic representation with some outbreaks. The transport device 100 includes a housing 110 , an actuator 130 , a drive 150 and a sealing element 170 ,
Der Aktor 130 umfasst eine magnetische Formgedächtnislegierung, sodass durch ein passendes Magnetfeld eine Formveränderung des Aktors 130 herbeigeführt werden kann. Der Aktor 130 kann aus der magnetischen Formgedächtnislegierung bestehen.The actuator 130 comprises a magnetic shape memory alloy, so that a shape change of the actuator by a suitable magnetic field 130 can be brought about. The actuator 130 can consist of the magnetic shape memory alloy.
Typischerweise ist die Grundform des Aktors 130 im Wesentlichen quaderförmig mit zwei Seitenflächen, zwei Stirnflächen und zwei Flächen, in denen Einschnürungen oder Einbuchtungen als Kavitäten gebildet werden sollen. Die Flächen, in denen Kavitäten gebildet werden sollen, werden auch als Kavitätsflächen bezeichnet. Die Flächen der Kavitätsflächen sind größer als die Flächen der Stirnflächen und der Seitenflächen, bevorzugt sind die Flächen der Kavitätsflächen um mindestens den Faktor 3 größer als die Flächen der Stirnflächen oder der Seitenflächen. Typically, the basic shape of the actuator 130 essentially cuboid with two side surfaces, two end surfaces and two surfaces in which constrictions or indentations are to be formed as cavities. The areas in which cavities are to be formed are also referred to as cavity areas. The areas of the cavity areas are larger than the areas of the end faces and the side areas, the areas of the cavity areas are preferred by at least the factor 3 larger than the areas of the end faces or the side faces.
Mit Blick auf eine der Kavitätsflächen ist eine Kavität 135 in dem Aktor 130 gebildet. Die Kavität 135 verläuft typischerweise zwischen den Seitenflächen des Aktors 130 (insbesondere vollständig). Zwischen den Stirnflächen ist die Kavität 135 nur abschnittsweise in der Kavitätsfläche des Aktors 130 ausgebildet. Auf der der betrachteten Kavitätsfläche gegenüberliegenden Kavitätsfläche (dem Antrieb 150 zugewandt) kann ebenso eine Kavität ausgebildet sein.With a view of one of the cavity surfaces is a cavity 135 in the actuator 130 educated. The cavity 135 typically runs between the side surfaces of the actuator 130 (especially complete). The cavity is between the end faces 135 only in sections in the cavity surface of the actuator 130 educated. On the cavity surface (the drive 150 facing) a cavity can also be formed.
Der Aktor 130 ist in dem Gehäuse 110 angeordnet. Speziell ist der Aktor 130 in dem Gehäuse 110 so angeordnet, dass alle Flächen des Aktors 130 (Kavitätsflächen 131, Stirnflächen 132, Seitenflächen 133) von dem Gehäuse 110 umschlossen sind.The actuator 130 is in the housing 110 arranged. The actuator is special 130 in the housing 110 arranged so that all surfaces of the actuator 130 (Cavity surfaces 131 , End faces 132 , Side surfaces 133 ) from the housing 110 are enclosed.
Das Gehäuse 110 umfasst einen ersten Gehäuseabschnitt 120 und einen zweiten Gehäuseabschnitt 125. Der erste und der zweite Gehäuseabschnitt 120, 125 sind zu dem Gehäuse 110 beispielsweise durch eine Verschraubung verbunden. Das Gehäuse 110 mit dem ersten Gehäuseabschnitt 120 und dem zweiten Gehäuseabschnitt 125 kann ebenso einstückig ausgebildet sein.The housing 110 comprises a first housing section 120 and a second housing section 125 , The first and second housing sections 120 . 125 are to the housing 110 connected by a screw connection, for example. The housing 110 with the first housing section 120 and the second housing section 125 can also be formed in one piece.
Das Gehäuse 110, speziell der zweite Gehäuseabschnitt 125, weist eine Einbuchtung 115 auf, in die der Aktor 130 passend eingebracht werden kann.The housing 110 , especially the second housing section 125 , has an indentation 115 in which the actuator 130 can be introduced appropriately.
In dem Gehäuse 110, speziell in dem ersten Gehäuseabschnitt 120, ist eine Nut 117 vorgesehen, in die das Dichtelement 170 eingebracht ist. Der Verlauf der Nut 117 wird mit Blick auf die 1b bis 1d ausführlicher beschrieben werden.In the case 110 , especially in the first housing section 120 , is a groove 117 provided in which the sealing element 170 is introduced. The course of the groove 117 is facing the 1b to 1d be described in more detail.
Das Dichtelement 170 weist eine elastische Eigenschaft auf. In einem Bereich der Kavitätsfläche 131, in dem keine Kavität gebildet ist, liegt das Dichtelement 170 an der Kavitätsfläche 131 des Aktors 130 an, wobei das Dichtelement 170 bündig mit der unteren Fläche des ersten Gehäuseabschnitts 120 ist, das Dichtelement 170 also vollständig in der Nut 117 liegt und nicht aus der Nut 117 hinausragt. In einem Bereich der Kavitätsfläche 131 des Aktors 130, in dem eine Kavität 135 gebildet ist, liegt das Dichtelement 170 ebenso an der Kavitätsfläche 131 des Aktors 130 an, wobei in diesem Bereich das Dichtelement 170 nicht bündig mit dem ersten Gehäuseabschnitt 120 des Gehäuses 110 ist, das Dichtelement 170 also nicht vollständig in der Nut 117 angeordnet ist, sondern teilweise aus der Nut 117 hinausragt.The sealing element 170 has an elastic property. In an area of the cavity surface 131 , in which no cavity is formed, the sealing element lies 170 on the cavity surface 131 of the actuator 130 at, the sealing element 170 flush with the lower surface of the first housing section 120 is the sealing element 170 completely in the groove 117 lies and not out of the groove 117 protrudes. In an area of the cavity surface 131 of the actuator 130 in which a cavity 135 is formed, the sealing element 170 also on the cavity surface 131 of the actuator 130 on, in this area the sealing element 170 not flush with the first housing section 120 of the housing 110 is the sealing element 170 not completely in the groove 117 is arranged, but partially out of the groove 117 protrudes.
Bewegt sich die Kavität 135 von einer Stirnfläche zu der anderen Stirnfläche, verändert sich die Lage des Abschnitts des Dichtelements 170, der aus der Nut 117 hinausragt und im Bereich der Kavität 135 an der Kavitätsfläche 131 des Aktors 130 anliegt.The cavity moves 135 the position of the section of the sealing element changes from one end face to the other end face 170 out of the groove 117 protrudes and in the area of the cavity 135 on the cavity surface 131 of the actuator 130 is present.
Durch die Ausgestaltung und Anordnung des Dichtelements 170 innerhalb der Transportvorrichtung 100 ist die Kavität 135 unabhängig von ihrer Position (innerhalb eines Bereichs) stets randseitig (in Richtung der Seitenflächen) abgedichtet. Die Kavität 135 wird während des Transports begrenzt durch den Aktor 130, das Dichtelement 170 und das Gehäuse 110 (speziell durch den ersten Gehäuseabschnitt 120). Ist die Kavität 135 in einem Bereich des Aktors 130 gebildet, der eine Fluidkommunikation mit einem in dem Gehäuse 110 angeordneten Fluideinlass 111 erlaubt, kann das Fluid über den Fluideinlass 111 in die Kavität 135 einströmen und kann an eine andere Position transportiert werden.Due to the design and arrangement of the sealing element 170 inside the transport device 100 is the cavity 135 regardless of their position (within a range) always sealed on the edge (in the direction of the side surfaces). The cavity 135 is limited by the actuator during transport 130 , the sealing element 170 and the housing 110 (especially through the first housing section 120 ). Is the cavity 135 in an area of the actuator 130 formed of fluid communication with one in the housing 110 arranged fluid inlet 111 allowed, the fluid through the fluid inlet 111 into the cavity 135 inflow and can be transported to another position.
1b zeigt die Transportvorrichtung 100 in einer schematischen Vorderansicht. Die Transportvorrichtung 100 umfasst ein Gehäuse 110, das einen ersten Gehäuseabschnitt 120 und einen zweiten Gehäuseabschnitt 125 umfasst, einen Aktor 130, einen Antrieb 150 und ein Dichtelement 170. In dem Gehäuse sind ein Fluideinlass 111 und ein Fluidauslass 113 angeordnet. 1b shows the transport device 100 in a schematic front view. The transport device 100 includes a housing 110 that a first housing section 120 and a second housing section 125 includes an actuator 130 , a drive 150 and a sealing element 170 , There is a fluid inlet in the housing 111 and a fluid outlet 113 arranged.
Der Fluideinlass 111 ist mit einem ersten Diffusor 112 verbunden und der Fluidauslass 113 ist mit einem zweiten Diffusor 114 verbunden. Das Gehäuse 110, insbesondere der erste Gehäuseabschnitt 120, umfasst eine Nut 117, in der das Dichtelement angeordnet ist. In dem Aktor 130 ist eine Kavität 135 gebildet. Der Antrieb 150 umfasst mehrere Magneten 151, die entlang der Längserstreckung des Aktors angeordnet sind. Die Magnete 151 können Elektromagnete und/oder Permanentmagnete sein. Die Magnete 151 sind bevorzugt entlang der gesamten Länge des Aktors 130 angeordnet.The fluid inlet 111 is with a first diffuser 112 connected and the fluid outlet 113 is with a second diffuser 114 connected. The housing 110 , in particular the first housing section 120 , includes a groove 117 , in which the sealing element is arranged. In the actuator 130 is a cavity 135 educated. The drive 150 includes several magnets 151 , which are arranged along the longitudinal extent of the actuator. The magnets 151 can be electromagnets and / or permanent magnets. The magnets 151 are preferred along the entire length of the actuator 130 arranged.
Durch eine Veränderung des Magnetfelds, erzeugt durch die Magneten 151, entlang des Aktors 130, ist eine Bewegung der Kavität 135 in dem Aktor 130 möglich. Speziell kann die Kavität 135 zwischen dem Fluideinlass 111 und dem Fluidauslass 113 bewegt werden, sodass ein Fluid über den Fluideinlass 111 in die Kavität 135 einströmen kann, wenn die Kavität 135 fluidkommunizierend mit dem Fluideinlass 111 verbunden ist, die mit dem Fluid gefüllte Kavität 135 in Richtung des Fluidauslasses 113 bewegt werden und das Fluid in der Kavität 135 kann aus dem Fluidauslass 113 ausströmen, wenn die Kavität 135 fluidkommunizierend mit dem Fluidauslass 113 verbunden ist.By changing the magnetic field generated by the magnets 151 , along the actuator 130 , is a movement of the cavity 135 in the actuator 130 possible. Specifically, the cavity 135 between the fluid inlet 111 and the fluid outlet 113 be moved so that a fluid passes through the fluid inlet 111 into the cavity 135 can flow in when the cavity 135 fluidly communicating with the fluid inlet 111 is connected, the cavity filled with the fluid 135 towards the fluid outlet 113 be moved and the fluid in the cavity 135 can from the fluid outlet 113 flow out when the cavity 135 fluidly communicating with the fluid outlet 113 connected is.
Während der Bewegung der Kavität 135 von dem Fluideinlass 111 zu dem Fluidauslass 113 ist diese begrenzt durch den Aktor 130 (insbesondere die Kavitätsfläche 131), das Gehäuse 110 (insbesondere der erste Gehäuseabschnitt 120) und randseitig und/oder endseitig durch das Dichtelement 170.During the movement of the cavity 135 from the fluid inlet 111 to the fluid outlet 113 is limited by the actuator 130 (especially the cavity area 131 ), the housing 110 (especially the first housing section 120 ) and on the edge and / or end side through the sealing element 170 ,
In dem Gehäuse 110, speziell in dem zweiten Gehäuseabschnitt 125, sind zwei Einspannelemente 126, 127 angeordnet. Das erste Einspannelement 126 ist dabei so in dem Gehäuse 110 angeordnet, dass dieses zumindest abschnittsweise eine Stirnfläche 132' des Aktors 130 kontaktiert und das zweite Einspannelement 127 ist in dem Gehäuse 110 so angeordnet, dass dieses eine andere Stirnfläche 132 des Aktors 130 zumindest abschnittsweise kontaktiert.In the case 110 , especially in the second housing section 125 , are two clamping elements 126 . 127 arranged. The first clamping element 126 is so in the housing 110 arranged that this has an end face at least in sections 132 ' of the actuator 130 contacted and the second clamping element 127 is in the housing 110 arranged so that this is another face 132 of the actuator 130 contacted at least in sections.
Wird in dem Aktor eine Kavität als Einschnürung oder Einbuchtung durch den Antrieb 150 gebildet, dehnt sich der Aktor 130 an anderer Stelle aus, da die Einschnürung oder Kavitätsbildung volumenstabil erfolgt. Eine Rückstellung der Kavität erfolgt nicht ohne Veranlassung, sondern kann mechanisch oder magnetisch erfolgen. Die Einspannelemente 126, 127 können eine elastische Eigenschaft aufweisen, sodass stirnseitig 132, 132' eine vergrößerte Kraft auf den Aktor 130 ausgeübt wird, wenn eine Kavität 135 in dem Aktor 130 gebildet wird und sich der Aktor 130 in Richtung der Stirnflächen 132, 132' ausgedehnt hat. Durch ein Abschalten des Magnetfelds wird stirnseitig 132, 132' eine Kraft von den Einspannelementen 126, 127 auf den Aktor 130 ausgeübt, sodass sich die Kavität 135 rückstellt. Die Rückstellung kann auch durch ein anders orientiertes Magnetfeld, z. B. durch Magneten in den Einspannelementen 126, 127, erfolgen, wobei sich die andere Orientierung auf die Orientierung des Magnetfelds des Antriebs 150 bezieht, das zur Bildung der Kavität 125 erzeugt wurde.If a cavity is constricted or indented by the drive in the actuator 150 formed, the actuator expands 130 elsewhere, since the constriction or cavity formation is stable in volume. The cavity is not reset without cause, but can be done mechanically or magnetically. The clamping elements 126 . 127 can have an elastic property, so that the front 132 . 132 ' an increased force on the actuator 130 is exercised when a cavity 135 in the actuator 130 is formed and the actuator 130 towards the end faces 132 . 132 ' has expanded. By switching off the magnetic field, the front 132 . 132 ' a force from the clamping elements 126 . 127 on the actuator 130 exercised so that the cavity 135 resets. The provision can also be made by a differently oriented magnetic field, e.g. B. by magnets in the clamping elements 126 . 127 , take place, the other orientation being based on the orientation of the magnetic field of the drive 150 relates to the formation of the cavity 125 was generated.
1c zeigt die Transportvorrichtung 100 schematisch und geschnitten in einer Seitenansicht. 1c shows the transport device 100 schematic and cut in a side view.
Der Fluidauslass 113 ist fluidkommunizierend mit dem zweiten Diffusor 114 verbunden. Die Kavität 135 in dem Aktor 130 ist fluidkommunizierend mit dem Diffusor 114 verbunden und dadurch auch fluidkommunizierend mit dem Fluidauslass 113 verbunden. Das Fluid in der Kavität 135 kann über den Diffusor 114 und den Fluidauslass 113 aus der Transportvorrichtung 100 ausströmen.The fluid outlet 113 is fluid communicating with the second diffuser 114 connected. The cavity 135 in the actuator 130 is fluid communicating with the diffuser 114 connected and thereby also fluidly communicating with the fluid outlet 113 connected. The fluid in the cavity 135 can through the diffuser 114 and the fluid outlet 113 from the transport device 100 emanate.
Die Querschnittsfläche des Diffusors ist an dem Ende des Diffusors, das dem Aktor 130 zugewandt ist, größer als die Querschnittsfläche des Endes des Diffusors 114, das dem Aktor 130 abgewandt ist.The cross-sectional area of the diffuser is at the end of the diffuser that is the actuator 130 is facing, larger than the cross-sectional area of the end of the diffuser 114 that the actuator 130 is turned away.
Der erste Diffusor 112 des Fluideinlasses 111 kann gleich zu dem zweiten Diffusor 114 des Fluidauslasses 113 ausgestaltet sein.The first diffuser 112 of the fluid inlet 111 can be equal to the second diffuser 114 of the fluid outlet 113 be designed.
Das Dichtelement 170 in der Nut 117 ragt aus der Nut 117 hinaus, um den Aktor 130, insbesondere die Kavitätsfläche 131, zu kontaktieren, da in dem Aktor 130 der 1c eine Kavität 135 vorhanden ist. Durch das Dichtelement 170 ist die Kavität 135 randseitig abgedichtet.The sealing element 170 in the groove 117 protrudes from the groove 117 out to the actuator 130 , especially the cavity surface 131 to contact because in the actuator 130 the 1c a cavity 135 is available. Through the sealing element 170 is the cavity 135 sealed at the edge.
In 1d ist die Transportvorrichtung 100 in einer schematischen Draufsicht dargestellt, wobei die Nut 117 in dem Gehäuse 110 angedeutet ist. In der Nut 117 ist das Dichtelement 170 angeordnet.In 1d is the transport device 100 shown in a schematic plan view, the groove 117 in the housing 110 is indicated. In the groove 117 is the sealing element 170 arranged.
Die Nut 117 mit dem Dichtelement 170 umschließt einen Bereich oder Flächenabschnitt des Gehäuses 110, insbesondere des ersten Gehäuseabschnitts 120, in dem das Fluid von dem Fluideinlass 111 über den angedeuteten Diffusor 112 zu dem Fluidauslass 113 über den angedeuteten Diffusor 114 transportiert werden kann. In Richtung einer Achse zwischen dem Fluideinlass 111 und dem Fluidauslass 113 ist die Kavität 135 durch das Dichtelement 170 endseitig abgedichtet und in Richtung einer weiteren Achse, die senkrecht zu der ersten Achse ist, ist die Kavität 135 durch das Dichtelement 170 randseitig abgedichtet. Durch diese Abdichtung wird eine Leckage von Fluid in einer Kavität 135 reduziert oder sogar vermieden und die hydraulische Leistung der Transportvorrichtung (Pumpe) verbessert.The groove 117 with the sealing element 170 encloses an area or surface section of the housing 110 , in particular the first housing section 120 in which the fluid from the fluid inlet 111 over the indicated diffuser 112 to the fluid outlet 113 over the indicated diffuser 114 can be transported. In the direction of an axis between the fluid inlet 111 and the fluid outlet 113 is the cavity 135 through the sealing element 170 The cavity is sealed at the end and in the direction of a further axis, which is perpendicular to the first axis 135 through the sealing element 170 sealed at the edge. This seal causes fluid to leak in a cavity 135 reduced or even avoided and the hydraulic performance of the transport device (pump) improved.
Die Grundform der Nut 117 und des Dichtelements 170 entspricht im Wesentlichen der Grundform des Aktors 130.The basic shape of the groove 117 and the sealing element 170 corresponds essentially to the basic shape of the actuator 130 ,
Das Dichtelement 170 kann eine rechteckringartige Form aufweisen, speziell mit abgerundeten Ecken.The sealing element 170 can have a rectangular ring-like shape, especially with rounded corners.
Insbesondere die Fläche oder die Flächen des Gehäuses 100, die mit einem Fluid z.B. in der Kavität in Kontakt geraten können, können mit PTFE beschichtet sein.In particular the area or areas of the housing 100 Those that can come into contact with a fluid, for example in the cavity, can be coated with PTFE.
Die 2a bis 2d zeigen eine Ausführungsform einer Transportvorrichtung 200.The 2a to 2d show an embodiment of a transport device 200 ,
Die Transportvorrichtung 200 kann eine Pumpe sein, noch spezieller eine Mikropumpe sein. In 2a ist die Transportvorrichtung 200 in einer perspektivischen und schematischen Darstellung mit Ausbrüchen dargestellt. Die Transportvorrichtung 200 umfasst ein Gehäuse 210, einen Aktor 230, einen Antrieb 250, ein erstes Dichtelement 270 und ein zweites Dichtelement 275.The transport device 200 can be a pump, more specifically a micropump. In 2a is the transport device 200 shown in a perspective and schematic representation with outbreaks. The transport device 200 includes a housing 210 , an actuator 230 , a drive 250 , a first sealing element 270 and a second sealing element 275 ,
Der Aktor 230 umfasst eine magnetische Formgedächtnislegierung, sodass durch ein passendes Magnetfeld eine Formveränderung des Aktors 230 herbeigeführt werden kann. Der Aktor 230 kann aus der magnetischen Formgedächtnislegierung bestehen. The actuator 230 comprises a magnetic shape memory alloy, so that a shape change of the actuator by a suitable magnetic field 230 can be brought about. The actuator 230 can consist of the magnetic shape memory alloy.
Die Grundform des Aktors 230 kann im Wesentlichen quaderförmig sein, dies mit zwei Seitenflächen, zwei Stirnflächen und zwei Kavitätsflächen, in denen Einschnürungen oder Einbuchtungen als Kavitäten gebildet werden sollen. Die Flächen der Kavitätsflächen sind größer als die Flächen der Stirnflächen und der Seitenflächen, bevorzugt sind die Flächen der Kavitätsflächen um mindestens den Faktor 3 größer als die Flächen der Stirnflächen oder der Seitenflächen.The basic shape of the actuator 230 can be essentially cuboid, with two side surfaces, two end surfaces and two cavity surfaces, in which constrictions or indentations are to be formed as cavities. The areas of the cavity areas are larger than the areas of the end faces and the side areas, the areas of the cavity areas are preferred by at least the factor 3 larger than the areas of the end faces or the side faces.
In einer der Kavitätsflächen ist eine Kavität 235 in dem Aktor 230 gebildet. Die Kavität 235 verläuft typischerweise zwischen den Seitenflächen des Aktors 230 (insbesondere vollständig). Zwischen den Stirnflächen ist die Kavität 235 nur abschnittsweise in der Kavitätsfläche des Aktors 230 ausgebildet. Auf der der betrachteten Kavitätsfläche gegenüberliegenden Kavitätsfläche (dem Antrieb 250 zugewandt) ist typischerweise ebenso eine Kavität ausgebildet.There is a cavity in one of the cavity surfaces 235 in the actuator 230 educated. The cavity 235 typically runs between the side surfaces of the actuator 230 (especially complete). The cavity is between the end faces 235 only in sections in the cavity surface of the actuator 230 educated. On the cavity surface (the drive 250 facing) a cavity is typically also formed.
Der Aktor 230 ist in dem Gehäuse 210 angeordnet. Insbesondere ist der Aktor 230 in dem Gehäuse 210 so angeordnet, dass alle Flächen des Aktors 230 (Kavitätsflächen 231, Stirnflächen 232, Seitenflächen 233) von dem Gehäuse 210 umschlossen sind.The actuator 230 is in the housing 210 arranged. In particular, the actuator 230 in the housing 210 arranged so that all surfaces of the actuator 230 (Cavity surfaces 231 , End faces 232 , Side surfaces 233 ) from the housing 210 are enclosed.
Das Gehäuse 210 umfasst einen ersten Gehäuseabschnitt 220 und einen zweiten Gehäuseabschnitt 225. Der erste und der zweite Gehäuseabschnitt 220, 225 sind zu dem Gehäuse 210 beispielsweise durch eine Verschraubung verbunden. Das Gehäuse 210 mit dem ersten Gehäuseabschnitt 220 und dem zweiten Gehäuseabschnitt 225 kann ebenso einstückig ausgebildet sein.The housing 210 comprises a first housing section 220 and a second housing section 225 , The first and second housing sections 220 . 225 are to the housing 210 connected by a screw connection, for example. The housing 210 with the first housing section 220 and the second housing section 225 can also be formed in one piece.
Das Gehäuse 210, speziell der zweite der Gehäuseabschnitt 225, weist eine Einbuchtung 215 auf, in die der Aktor 230 passend eingebracht werden kann.The housing 210 , especially the second the housing section 225 , has an indentation 215 in which the actuator 230 can be introduced appropriately.
Das Gehäuse 210, speziell der erste Gehäuseabschnitt 220, umfasst eine Nut 217. In diese ist das erste Dichtelement 270 eingebracht.The housing 210 , especially the first housing section 220 , includes a groove 217 , In this is the first sealing element 270 brought in.
Das erste Dichtelement 270 weist eine elastische Eigenschaft auf. In einem Bereich der Kavitätsfläche 231, in dem keine Kavität gebildet ist, liegt das erste Dichtelement 270 an der Kavitätsfläche 231 des Aktors 230 an, wobei das Dichtelement 270 bündig mit dem zweiten Dichtelement 275 und mit einem Abschnitt der unteren Fläche des ersten Gehäuseabschnitts 220 ist. Das erste Dichtelement 270 ragt also nicht über die Erstreckung des zweiten Dichtelements 275 in Richtung des Aktors 230 hinaus. In einem Bereich der Kavitätsfläche 231 des Aktors 230, in dem eine Kavität 235 gebildet ist, liegt das erste Dichtelement 270 ebenso an der Kavitätsfläche 231 des Aktors 230 an, wobei in diesem Bereich das erste Dichtelement 270 nicht bündig mit dem zweiten Dichtelement 275 und dem ersten Gehäuseabschnitt 220 des Gehäuses 210 ist. Das erste Dichtelement 270 ragt also in Richtung des Aktors 230 über die Erstreckung (in gleicher Richtung) des zweiten Dichtelements 275 hinaus.The first sealing element 270 has an elastic property. In an area of the cavity surface 231 , in which no cavity is formed, lies the first sealing element 270 on the cavity surface 231 of the actuator 230 at, the sealing element 270 flush with the second sealing element 275 and with a portion of the lower surface of the first housing portion 220 is. The first sealing element 270 does not protrude beyond the extent of the second sealing element 275 towards the actuator 230 out. In an area of the cavity surface 231 of the actuator 230 in which a cavity 235 is formed, the first sealing element 270 also on the cavity surface 231 of the actuator 230 on, in this area the first sealing element 270 not flush with the second sealing element 275 and the first housing section 220 of the housing 210 is. The first sealing element 270 so protrudes towards the actuator 230 over the extent (in the same direction) of the second sealing element 275 out.
Bei einer Bewegung der Kavität 235 von einer Stirnfläche 232 zu der anderen Stirnfläche 232' durch den Antrieb 250, verändert sich die Lage des Abschnitts des ersten Dichtelements 270, der über die Erstreckung des zweiten Dichtelements 275 in Richtung des Aktors 230 hinausragt und im Bereich der Kavität 235 an der Kavitätsfläche 231 des Aktors 230 anliegt.When the cavity moves 235 from an end face 232 to the other face 232 ' through the drive 250 , the position of the section of the first sealing element changes 270 that about the extent of the second sealing element 275 towards the actuator 230 protrudes and in the area of the cavity 235 on the cavity surface 231 of the actuator 230 is present.
Durch die Ausgestaltung und Anordnung des ersten Dichtelements 270 innerhalb der Transportvorrichtung 200 ist die Kavität 235 unabhängig von ihrer Position (innerhalb eines Bereichs) stets randseitig (in Richtung der Seitenflächen) abgedichtet.Due to the design and arrangement of the first sealing element 270 inside the transport device 200 is the cavity 235 regardless of their position (within a range) always sealed on the edge (in the direction of the side surfaces).
An einem Bereich des Aktors 230, in dem keine Kavität 235 gebildet ist, liegt auch (zusätzlich zu dem ersten Dichtelement 270) das zweite Dichtelement 275 an.On one area of the actuator 230 in which no cavity 235 is also formed (in addition to the first sealing element 270 ) the second sealing element 275 on.
Die Kavität 235 wird während des Transports begrenzt durch den Aktor 230 (Kavitätsfläche 231 des Aktors), das erste Dichtelement 270 und das zweite Dichtelement 275. Ist die Kavität 235 in einem Bereich des Aktors 230 gebildet, der eine Fluidkommunikation mit einem in dem Gehäuse 210 angeordneten Fluideinlass 211 erlaubt, kann das Fluid über den Fluideinlass 211 in die Kavität 235 einströmen und kann an eine andere Position transportiert werden.The cavity 235 is limited by the actuator during transport 230 (Cavity surface 231 of the actuator), the first sealing element 270 and the second sealing element 275 , Is the cavity 235 in an area of the actuator 230 formed of fluid communication with one in the housing 210 arranged fluid inlet 211 allowed, the fluid through the fluid inlet 211 into the cavity 235 inflow and can be transported to another position.
Die elastische Rückstellung des ersten Dichtelements 270 kann größer sein als die elastische Rückstellung des zweiten Dichtelements 275, sodass die Kavität 235 im Wesentlichen lediglich von dem ersten Dichtelement 230 kontaktiert wird.The elastic provision of the first sealing element 270 can be greater than the elastic provision of the second sealing element 275 so the cavity 235 essentially only from the first sealing element 230 is contacted.
Das zweite Dichtelement 275 kann flächig ausgestaltet sein. Es kann von dem ersten Dichtelement 270 vollständig umschlossen sein.The second sealing element 275 can be flat. It can be from the first sealing element 270 be completely enclosed.
Das zweite Dichtelement 275 kann dünner ausgestaltet sein als das erste Dichtelement 230.The second sealing element 275 can be made thinner than the first sealing element 230 ,
Das zweite Dichtelement 275 kann Ausnehmungen aufweisen, die zu der Ausgestaltung des Fluideinlasses 211 und des Fluidauslasses 213, ggf. mit verbundenen Diffusoren 212, 214, korrespondieren.The second sealing element 275 can have recesses that correspond to the configuration of the fluid inlet 211 and the fluid outlet 213 , possibly. with connected diffusers 212 . 214 , correspond.
In 2b ist die Transportvorrichtung 200 in einer schematischen Vorderansicht dargestellt. Die Transportvorrichtung 200 umfasst ein Gehäuse 210, das einen ersten Gehäuseabschnitt 220 und einen zweiten Gehäuseabschnitt 225 umfasst, einen Aktor 230, einen Antrieb 250 und ein Dichtelement 270. Das Gehäuse 210 umfasst einen Fluideinlass 211 und einen Fluidauslass 213.In 2 B is the transport device 200 shown in a schematic front view. The transport device 200 includes a housing 210 that a first housing section 220 and a second housing section 225 includes an actuator 230 , a drive 250 and a sealing element 270 , The housing 210 includes a fluid inlet 211 and a fluid outlet 213 ,
Der Fluideinlass 211 ist mit einem ersten Diffusor 212 verbunden und der Fluidauslass 213 ist mit einem zweiten Diffusor 214 verbunden. Das Gehäuse 210, insbesondere der erste Gehäuseabschnitt 220, umfasst eine Nut 217, in der das erste Dichtelement 270 angeordnet ist. Das zweite Dichtelement 275 ist an einer Fläche des Gehäuses 210, speziell an dem ersten Gehäuseabschnitt 220, angeordnet, die dem Aktor 230 zugewandt ist. In dem Aktor 230 ist eine Kavität 235 gebildet. Der Antrieb 250 umfasst mehrere Magneten 251, die entlang der Längserstreckung des Aktors 230 angeordnet sind. Die Magnete 251 können Elektromagnete und/oder Permanentmagnete sein. Die Magnete 251 sind bevorzugt entlang der gesamten Länge des Aktors 230 angeordnet.The fluid inlet 211 is with a first diffuser 212 connected and the fluid outlet 213 is with a second diffuser 214 connected. The housing 210 , in particular the first housing section 220 , includes a groove 217 in which the first sealing element 270 is arranged. The second sealing element 275 is on one surface of the case 210 , especially on the first housing section 220 , arranged the actuator 230 is facing. In the actuator 230 is a cavity 235 educated. The drive 250 includes several magnets 251 that run along the longitudinal extent of the actuator 230 are arranged. The magnets 251 can be electromagnets and / or permanent magnets. The magnets 251 are preferred along the entire length of the actuator 230 arranged.
Die Kavität 235 kann entlang des Aktors 230, durch ein durch die Magneten 251 erzeugtes Magnetfeld, bewegt werden. Speziell kann die Kavität 235 zwischen dem Fluideinlass 211 und dem Fluidauslass 213 bewegt werden, sodass ein Fluid über den Fluideinlass 211 in die Kavität 235 einströmen kann, wenn die Kavität 235 fluidkommunizierend mit dem Fluideinlass 211 verbunden ist, die mit dem Fluid gefüllte Kavität 235 in Richtung des Fluidauslasses 213 bewegt werden und das Fluid in der Kavität 235 kann aus dem Fluidauslass 213 ausströmen, wenn die Kavität 235 fluidkommunizierend mit dem Fluidauslass 213 verbunden ist.The cavity 235 can along the actuator 230 , through one through the magnets 251 generated magnetic field to be moved. Specifically, the cavity 235 between the fluid inlet 211 and the fluid outlet 213 be moved so that a fluid passes through the fluid inlet 211 into the cavity 235 can flow in when the cavity 235 fluidly communicating with the fluid inlet 211 is connected, the cavity filled with the fluid 235 towards the fluid outlet 213 be moved and the fluid in the cavity 235 can from the fluid outlet 213 flow out when the cavity 235 fluidly communicating with the fluid outlet 213 connected is.
Während der Bewegung der Kavität 235 von dem Fluideinlass 211 zu dem Fluidauslass 213 ist diese begrenzt durch den Aktor 230 (insbesondere durch die Kavitätsfläche 231), das zweite Dichtelement 275 und randseitig und/oder endseitig durch das erste Dichtelement 270.During the movement of the cavity 235 from the fluid inlet 211 to the fluid outlet 213 is limited by the actuator 230 (especially through the cavity surface 231 ), the second sealing element 275 and on the edge and / or end side through the first sealing element 270 ,
In dem Gehäuse 210, speziell in dem zweiten Gehäuseabschnitt 225, sind zwei Einspannelemente 226, 227 angeordnet. Das erste Einspannelement 226 ist dabei so in dem Gehäuse 210 angeordnet, dass dieses zumindest abschnittsweise eine Stirnfläche 232' des Aktors 230 kontaktiert und das zweite Einspannelement 227 ist in dem Gehäuse 210 so angeordnet, dass dieses eine andere Stirnfläche 232 des Aktors 230 zumindest abschnittsweise kontaktiert.In the case 210 , especially in the second housing section 225 , are two clamping elements 226 . 227 arranged. The first clamping element 226 is so in the housing 210 arranged that this has an end face at least in sections 232 ' of the actuator 230 contacted and the second clamping element 227 is in the housing 210 arranged so that this is another face 232 of the actuator 230 contacted at least in sections.
Die Einspannelemente 226, 227 können eine elastische Eigenschaft aufweisen, sodass stirnseitig 232, 232' eine vergrößerte Kraft auf den Aktor 230 ausgeübt wird, wenn eine Kavität 235 in dem Aktor 230 gebildet wird und sich der Aktor 230 in Richtung der Stirnflächen 232, 232' ausgedehnt hat. Durch ein Abschalten des Magnetfelds wird stirnseitig 232, 232' eine Kraft von den Einspannelementen 226, 227 auf den Aktor 230 ausgeübt, sodass sich die Kavität 235 rückstellt. Die Rückstellung kann auch durch ein anders orientiertes Magnetfeld, z. B. durch Magneten in den Einspannelementen 226, 227, erfolgen.The clamping elements 226 . 227 can have an elastic property, so that the front 232 . 232 'an increased force on the actuator 230 is exercised when a cavity 235 in the actuator 230 is formed and the actuator 230 towards the end faces 232 . 232 ' has expanded. By switching off the magnetic field, the front 232 . 232 'a force from the clamping elements 226 . 227 on the actuator 230 exercised so that the cavity 235 resets. The provision can also be made by a differently oriented magnetic field, e.g. B. by magnets in the clamping elements 226 . 227 , respectively.
2c zeigt die Transportvorrichtung 200 schematisch und geschnitten in einer Seitenansicht. 2c shows the transport device 200 schematic and cut in a side view.
Der Fluidauslass 223 ist fluidkommunizierend mit dem zweiten Diffusor 224 verbunden. Die Kavität 235 in dem Aktor 230 ist fluidkommunizierend mit dem Diffusor 214 verbunden und dadurch auch fluidkommunizierend mit dem Fluidauslass 213 verbunden. Das Fluid in der Kavität 235 kann über den Diffusor 214 und den Fluidauslass 213 aus der Transportvorrichtung 200 ausströmen.The fluid outlet 223 is fluid communicating with the second diffuser 224 connected. The cavity 235 in the actuator 230 is fluid communicating with the diffuser 214 connected and thereby also fluidly communicating with the fluid outlet 213 connected. The fluid in the cavity 235 can through the diffuser 214 and the fluid outlet 213 from the transport device 200 emanate.
Die Querschnittsfläche des Diffusors ist an dem Ende des Diffusors, das dem Aktor 230 zugewandt ist, größer sein als die Querschnittsfläche des Endes des Diffusors 214, das dem Aktor 230 abgewandt ist.The cross-sectional area of the diffuser is at the end of the diffuser that is the actuator 230 facing is larger than the cross-sectional area of the end of the diffuser 214 that the actuator 230 is turned away.
Der erste Diffusor des Fluideinlasses 210 kann gleich zu dem zweiten Diffusor 214 des Fluidauslasses ausgestaltet sein.The first diffuser of the fluid inlet 210 can be equal to the second diffuser 214 of the fluid outlet.
Das zweite Dichtelement 275 weist Ausnehmungen auf, die im Wesentlichen der Form des Endes der Diffusoren 212, 214 entsprechen, das dem Aktor 230 zugewandt ist.The second sealing element 275 has recesses that are essentially the shape of the end of the diffusers 212 . 214 correspond to that of the actuator 230 is facing.
Das erste Dichtelement 270 in der Nut 217 ragt über das zweite Dichtelement 275 in Richtung des Aktors 230 und aus der Nut 217 hinaus, um den Aktor 230, insbesondere die Kavitätsfläche 231, zu kontaktieren, da in dem Aktor 230 der 2c eine Kavität 235 vorhanden ist. Durch das erste Dichtelement 270 ist die Kavität 235 randseitig abgedichtet.The first sealing element 270 in the groove 217 protrudes over the second sealing element 275 towards the actuator 230 and out of the groove 217 out to the actuator 230 , especially the cavity surface 231 to contact because in the actuator 230 the 2c a cavity 235 is available. Through the first sealing element 270 is the cavity 235 sealed at the edge.
2d zeigt die Transportvorrichtung 200 in einer schematischen Draufsicht. Die Nut 217 ist in dem Gehäuse 210 angedeutet. In der Nut 217 ist das erste Dichtelement 270 angeordnet, das zweite Dichtelement 275 liegt flächig (mit Ausnehmungen für die Diffusoren) an dem Gehäuse 210 an, wobei das erste Dichtelement 270 das zweite Dichtelement 275, insbesondere vollständig, umschließt oder dieses umläuft. 2d shows the transport device 200 in a schematic top view. The groove 217 is in the housing 210 indicated. In the groove 217 is the first sealing element 270 arranged, the second sealing element 275 lies flat (with recesses for the diffusers) on the housing 210 at, the first sealing element 270 the second sealing element 275 , in particular completely, encloses or revolves around it.
Die Nut 217 mit dem ersten Dichtelement 270 umschließt einen Bereich oder Flächenabschnitt des Gehäuses 210, insbesondere des ersten Gehäuseabschnitts 220, in dem das Fluid von dem Fluideinlass 211 über den angedeuteten Diffusor 212 zu dem Fluidauslass 213 über den angedeuteten Diffusor 214 transportiert werden kann. In Richtung einer Achse zwischen dem Fluideinlass 211 und dem Fluidauslass 213 ist die Kavität 235 durch das erste Dichtelement 270 endseitig abgedichtet. In Richtung einer weiteren Achse, die senkrecht zu der ersten Achse ist, ist die Kavität 235 durch das erste Dichtelement 270 randseitig abgedichtet. Durch diese Abdichtung wird eine Leckage von einem Fluid in einer Kavität 235 reduziert oder sogar vermieden und die hydraulische Leistung der Transportvorrichtung (Pumpe) verbessert.The groove 217 with the first sealing element 270 encloses an area or surface section of the housing 210 , in particular the first housing section 220 in which the fluid from the fluid inlet 211 over the indicated diffuser 212 to the fluid outlet 213 over the indicated diffuser 214 can be transported. In the direction of an axis between the fluid inlet 211 and the fluid outlet 213 is the cavity 235 through the first sealing element 270 sealed at the end. The cavity is in the direction of a further axis, which is perpendicular to the first axis 235 through the first sealing element 270 sealed at the edge. This seal causes leakage of a fluid in a cavity 235 reduced or even avoided and the hydraulic performance of the transport device (pump) improved.
Die Grundform der Nut 217 und des ersten Dichtelements 270 entspricht im Wesentlichen der Grundform des Aktors 230.The basic shape of the groove 217 and the first sealing element 270 corresponds essentially to the basic shape of the actuator 230 ,
Das erste Dichtelement 270 kann eine rechteckringartige Form aufweisen, speziell mit abgerundeten Ecken. Das zweite Dichtelement 270 ist bevorzugt flächig mit einer rechteckartigen Grundform, wobei die Ecken abgerundet sind.The first sealing element 270 can have a rectangular ring-like shape, especially with rounded corners. The second sealing element 270 is preferably flat with a rectangular basic shape, the corners being rounded.
In den 3a bis 3d ist eine Ausführungsform einer Transportvorrichtung 300 dargestellt. Die Transportvorrichtung 300 kann eine Pumpe, noch spezieller eine Mikropumpe, sein.In the 3a to 3d is an embodiment of a transport device 300 shown. The transport device 300 can be a pump, more specifically a micropump.
In 3a ist die Transportvorrichtung 300 in einer perspektivischen und schematischen Darstellung mit Ausbrüchen dargestellt. Die Transportvorrichtung 300 umfasst ein Gehäuse 310, einen Aktor 330, einen Antrieb 350 und ein Dichtelement 370. Das Dichtelement 370 umfasst eine Dichtbahn 377 und ein Federelement 376.In 3a is the transport device 300 shown in a perspective and schematic representation with outbreaks. The transport device 300 includes a housing 310 , an actuator 330 , a drive 350 and a sealing element 370 , The sealing element 370 includes a sealing membrane 377 and a spring element 376 ,
Der Aktor 330 umfasst eine magnetische Formgedächtnislegierung, sodass durch ein passendes Magnetfeld eine Formveränderung des Aktors 330 verursacht werden kann. Der Aktor 330 kann aus der magnetischen Formgedächtnislegierung bestehen.The actuator 330 comprises a magnetic shape memory alloy, so that a shape change of the actuator by a suitable magnetic field 330 can be caused. The actuator 330 can consist of the magnetic shape memory alloy.
Typischerweise ist die Grundform des Aktors 330 im Wesentlichen quaderförmig mit zwei Seitenflächen, zwei Stirnflächen und zwei Kavitätsflächen, in denen Einschnürungen oder Einbuchtungen als Kavitäten gebildet werden sollen. Die Flächen der Kavitätsflächen sind größer als die Flächen der Stirnflächen und der Seitenflächen, bevorzugt sind die Flächen der Kavitätsflächen um mindestens den Faktor 3 größer als die Flächen der Stirnflächen oder der Seitenflächen.Typically, the basic shape of the actuator 330 essentially cuboid with two side surfaces, two end surfaces and two cavity surfaces, in which constrictions or indentations are to be formed as cavities. The areas of the cavity areas are larger than the areas of the end faces and the side areas, the areas of the cavity areas are preferred by at least the factor 3 larger than the areas of the end faces or the side faces.
Mit Blick auf eine der Kavitätsflächen ist eine Kavität 335 in dem Aktor 330 gebildet. Die Kavitätsfläche, die der betrachteten Kavitätsfläche gegenüberliegt, kann ebenso eine Kavität aufweisen. Die Kavität 335 verläuft typischerweise zwischen den Seitenflächen des Aktors es 330 (insbesondere vollständig). Zwischen den Stirnflächen ist die Kavität 335 nur abschnittsweise in der Kavitätsfläche des Aktors 330 ausgebildet.With a view of one of the cavity surfaces is a cavity 335 in the actuator 330 educated. The cavity surface that lies opposite the cavity surface under consideration can also have a cavity. The cavity 335 typically runs between the side surfaces of the actuator 330 (especially complete). The cavity is between the end faces 335 only in sections in the cavity surface of the actuator 330 educated.
Der Aktor 330 ist in dem Gehäuse 310 angeordnet. Speziell ist der Aktor 330 in dem Gehäuse 310 so angeordnet, dass alle Flächen des Aktors 330 (Kavitätsflächen 331, Stirnflächen 332, Seitenflächen 333) von dem Gehäuse 310 umschlossen sind, gegebenenfalls in Verbindung mit dem Dichtelement 370.The actuator 330 is in the housing 310 arranged. The actuator is special 330 in the housing 310 arranged so that all surfaces of the actuator 330 (Cavity surfaces 331 , End faces 332 , Side surfaces 333 ) from the housing 310 are enclosed, possibly in connection with the sealing element 370 ,
Das Gehäuse 310 umfasst einen ersten Gehäuseabschnitt 320 und einen zweiten Gehäuseabschnitt 325. Der erste und der zweite Gehäuseabschnitt 320, 325 sind zu dem Gehäuse 310 beispielsweise durch eine Verschraubung verbunden. Das Gehäuse 310 mit dem ersten Gehäuseabschnitt 320 und dem zweiten Gehäuseabschnitt 325 kann ebenso einstückig ausgebildet sein. Zwischen dem ersten Gehäuseabschnitt 320 und dem zweiten Gehäuseabschnitt 325 ist die Dichtbahn 377 des Dichtelements 310 angeordnet.The housing 310 comprises a first housing section 320 and a second housing section 325 , The first and second housing sections 320 . 325 are to the housing 310 connected by a screw connection, for example. The housing 310 with the first housing section 320 and the second housing section 325 can also be formed in one piece. Between the first housing section 320 and the second housing section 325 is the sealing membrane 377 of the sealing element 310 arranged.
Das Gehäuse 310, speziell der zweite Gehäuseabschnitt 325, weist eine Einbuchtung 315 auf, in die der Aktor 330 passend eingebracht werden kann.The housing 310 , especially the second housing section 325 , has an indentation 315 in which the actuator 330 can be introduced appropriately.
In dem Gehäuse 310, speziell in dem ersten Gehäuseabschnitt 320, ist eine Nut 317 vorgesehen, in die das Federelement 376 des Dichtelements 370 eingebracht ist. Der Verlauf der Nut 317 wird mit Blick auf die 3b bis 3d näher beschrieben werden.In the case 310 , especially in the first housing section 320 , is a groove 317 provided in the spring element 376 of the sealing element 370 is introduced. The course of the groove 317 is facing the 3b to 3d are described in more detail.
Die Dichtbahn 377 kann eine elastische Eigenschaft aufweisen. Das Federelement 376 weist eine elastische (federnde) Eigenschaft auf, sodass das Dichtelement 370 eine elastische Eigenschaft aufweist. Das Dichtelement 370, insbesondere die Dichtbahn 377, liegt in einem Bereich der Kavitätsfläche 331, in dem keine Kavität gebildet ist, an der Kavitätsfläche 331 des Aktors 330 an, wobei die Dichtbahn 377 des Dichtelements 370 ebenflächig (umfasst keine Auswölbung aus der Fläche) ist und das Federelement 376, insbesondere vollständig, in der Nut 317 liegt und nicht aus der Nut 317 hinausragt. In einem Bereich der Kavitätsfläche 331 des Aktors 330, in dem eine Kavität 335 gebildet ist, liegt das Dichtelement 370, insbesondere die Dichtbahn 377, ebenso an der Kavitätsfläche 331 des Aktors 330 an, wobei in diesem Bereich die Dichtbahn 377 durch das Federelement 376 bereichsweise ausgewölbt (nicht ebenflächig) ist und das Federelement 376 des Dichtelements 370 nicht vollständig in der Nut 317 angeordnet ist, sondern teilweise aus der Nut 317 in Richtung des Aktors 330 hinausragt, um die Dichtbahn 377 abschnittsweise in die Kavität 335 zu drücken.The sealing membrane 377 can have an elastic property. The spring element 376 has an elastic (resilient) property, so that the sealing element 370 has an elastic property. The sealing element 370 , especially the sealing membrane 377 , lies in an area of the cavity surface 331 , in which no cavity is formed, on the cavity surface 331 of the actuator 330 at, the sealing membrane 377 of the sealing element 370 is flat (does not include a bulge from the surface) and the spring element 376 , especially completely, in the groove 317 lies and not out of the groove 317 protrudes. In an area of the cavity surface 331 of the actuator 330 in which a cavity 335 is formed, the sealing element 370 , especially the sealing membrane 377 , also on the cavity surface 331 of the actuator 330 on, in this area the sealing membrane 377 through the spring element 376 is domed in some areas (not flat) and the spring element 376 of the sealing element 370 not completely in the groove 317 is arranged, but partially out of the groove 317 towards the actuator 330 protrudes to the sealing membrane 377 in sections into the cavity 335 to press.
Bewegt sich die Kavität 335 von einer Stirnfläche 332 zu der anderen Stirnfläche 332, verändert sich die Lage des Abschnitts der Dichtbahn 377, der von dem Federelement 376 in Richtung der Kavität 335 gedrückt wird, und im Bereich der Kavität 335 an der Kavitätsfläche 331 des Aktors 330 anliegt. The cavity moves 335 from an end face 332 to the other face 332 , the position of the section of the sealing membrane changes 377 by the spring element 376 towards the cavity 335 is pressed, and in the area of the cavity 335 on the cavity surface 331 of the actuator 330 is present.
Durch die Ausgestaltung und Anordnung des Dichtelements 370 innerhalb der Transportvorrichtung 300 ist die Kavität 335 unabhängig von ihrer Position (innerhalb eines Bereichs) stets randseitig (in Richtung der Seitenflächen) abgedichtet.Due to the design and arrangement of the sealing element 370 inside the transport device 300 is the cavity 335 regardless of their position (within a range) always sealed on the edge (in the direction of the side surfaces).
Die Kavität 335 wird während des Transports begrenzt durch den Aktor 330 und das Dichtelement 370 (die Dichtbahn 377 des Dichtelements 370). Ist die Kavität 335 in einem Bereich des Aktors 330 gebildet, der eine Fluidkommunikation mit einem in dem Gehäuse 330 angeordneten Fluideinlass 311 erlaubt, kann das Fluid über den Fluideinlass 311 in die Kavität 335 einströmen und kann an eine andere Position transportiert werden.The cavity 335 is limited by the actuator during transport 330 and the sealing element 370 (the sealing membrane 377 of the sealing element 370 ). Is the cavity 335 in an area of the actuator 330 formed of fluid communication with one in the housing 330 arranged fluid inlet 311 allowed, the fluid through the fluid inlet 311 into the cavity 335 inflow and can be transported to another position.
3b zeigt die Transportvorrichtung 300 in einer schematischen Vorderansicht. Die Transportvorrichtung 300 umfasst ein Gehäuse 310, das einen ersten Gehäuseabschnitt 320 und einen zweiten Gehäuseabschnitt 325 umfasst, einen Aktor 330, einen Antrieb 350 und ein Dichtelement 370 mit einer Dichtbahn 377 und einem Federelement 376. In dem Gehäuse 310 sind ein Fluideinlass 311 und ein Fluidauslass 313 angeordnet. 3b shows the transport device 300 in a schematic front view. The transport device 300 includes a housing 310 that a first housing section 320 and a second housing section 325 includes an actuator 330 , a drive 350 and a sealing element 370 with a sealing membrane 377 and a spring element 376 , In the case 310 are a fluid inlet 311 and a fluid outlet 313 arranged.
Der Fluideinlass 311 ist mit einem ersten Diffusor 312 verbunden und der Fluidauslass 313 ist mit einem zweiten Diffusor 314 verbunden. Das Gehäuse 310, insbesondere der erste Gehäuseabschnitt 320, umfasst eine Nut 317, in der das Dichtelement 370, speziell das Federelement 376 des Dichtelements 370, angeordnet ist. In dem Aktor 330 ist eine Kavität 335 gebildet. Der Antrieb 350 umfasst mehrere Magneten 351, die entlang der Längserstreckung des Aktors 330 angeordnet sind. Die Magnete 351 können Elektromagnete und/oder Permanentmagnete sein. Die Magnete 351 sind bevorzugt entlang der gesamten Länge des Aktors 330 angeordnet.The fluid inlet 311 is with a first diffuser 312 connected and the fluid outlet 313 is with a second diffuser 314 connected. The housing 310 , in particular the first housing section 320 , includes a groove 317 in which the sealing element 370 , especially the spring element 376 of the sealing element 370 , is arranged. In the actuator 330 is a cavity 335 educated. The drive 350 includes several magnets 351 that run along the longitudinal extent of the actuator 330 are arranged. The magnets 351 can be electromagnets and / or permanent magnets. The magnets 351 are preferred along the entire length of the actuator 330 arranged.
Durch eine Veränderung des Magnetfelds, erzeugt durch die Magneten 351, entlang des Aktors 330, ist eine Bewegung der Kavität 335 in dem Aktor 330 möglich. Speziell kann die Kavität 335 zwischen dem Fluideinlass 311 und dem Fluidauslass 313 bewegt werden, sodass ein Fluid über den Fluideinlass 311 in die Kavität 335 einströmen kann, wenn die Kavität 335 fluidkommunizierend mit dem Fluideinlass 311 verbunden ist, die mit dem Fluid gefüllte Kavität 335 in Richtung des Fluidauslasses 313 bewegt werden und das Fluid in der Kavität 335 kann aus dem Fluidauslass 313 ausströmen, wenn die Kavität 335 fluidkommunizierend mit dem Fluidauslass 313 verbunden ist.By changing the magnetic field generated by the magnets 351 , along the actuator 330 , is a movement of the cavity 335 in the actuator 330 possible. Specifically, the cavity 335 between the fluid inlet 311 and the fluid outlet 313 be moved so that a fluid passes through the fluid inlet 311 into the cavity 335 can flow in when the cavity 335 fluidly communicating with the fluid inlet 311 is connected, the cavity filled with the fluid 335 towards the fluid outlet 313 be moved and the fluid in the cavity 335 can from the fluid outlet 313 flow out when the cavity 335 fluidly communicating with the fluid outlet 313 connected is.
Während der Bewegung der Kavität 335 von dem Fluideinlass 311 zu dem Fluidauslass 313 ist diese begrenzt durch den Aktor 330 (insbesondere die Kavitätsfläche 331), das Gehäuse 310 (insbesondere der erste Gehäuseabschnitt 320) und randseitig und/oder endseitig durch die Dichtbahn 377 des Dichtelements 370 in Verbindung mit dem Federelement 376 des Dichtelements 370.During the movement of the cavity 335 from the fluid inlet 311 to the fluid outlet 313 is limited by the actuator 330 (especially the cavity area 331 ), the housing 310 (especially the first housing section 320 ) and on the edge and / or end side through the sealing membrane 377 of the sealing element 370 in connection with the spring element 376 of the sealing element 370 ,
In dem Gehäuse 310, speziell in dem zweiten Gehäuseabschnitt 325, sind zwei Einspannelemente 326, 327 angeordnet. Das erste Einspannelement 326 ist dabei so in dem Gehäuse 310 angeordnet, dass dieses zumindest abschnittsweise eine Stirnfläche 332' des Aktors 330 kontaktiert und das zweite Einspannelement 327 ist in dem Gehäuse 310 so angeordnet, dass dieses eine andere Stirnfläche 332 des Aktors 330 zumindest abschnittsweise kontaktiert.In the case 310 , especially in the second housing section 325 , are two clamping elements 326 . 327 arranged. The first clamping element 326 is so in the housing 310 arranged that this has an end face at least in sections 332 ' of the actuator 330 contacted and the second clamping element 327 is in the housing 310 arranged so that this is another face 332 of the actuator 330 contacted at least in sections.
Eine Rückstellung der Kavität kann mechanisch oder magnetisch erfolgen. Die Einspannelemente 326, 327 können eine elastische Eigenschaft aufweisen, sodass stirnseitig 332, 332' eine vergrößerte Kraft auf den Aktor 330 ausgeübt wird, wenn eine Kavität 335 in dem Aktor 330 gebildet wird und sich der Aktor 330 in Richtung der Stirnflächen 332, 332' ausdehnt. Durch ein Abschalten des Magnetfelds wird stirnseitig 332, 332' eine Kraft von den Einspannelementen 326, 327 aus den Aktor 330 ausgeübt, sodass sich die Kavität 335 rückstellt. Die Rückstellung kann auch durch ein anders orientiertes Magnetfeld, z. B. durch Magneten in den Einspannelementen 326, 327, erfolgen.The cavity can be reset mechanically or magnetically. The clamping elements 326 . 327 can have an elastic property, so that the front 332 . 332 'an increased force on the actuator 330 is exercised when a cavity 335 in the actuator 330 is formed and the actuator 330 towards the end faces 332 . 332 ' expands. By switching off the magnetic field, the front 332 . 332 'a force from the clamping elements 326 . 327 from the actuator 330 exercised so that the cavity 335 resets. The provision can also be made by a differently oriented magnetic field, e.g. B. by magnets in the clamping elements 326 . 327 , respectively.
Die in 3c schematisch und geschnitten in einer Seitenansicht gezeigte Transportvorrichtung 300 umfasst den Fluidauslass 313, der fluidkommunizierend mit dem zweiten Diffusor 314 verbunden ist. Die Kavität 335 in dem Aktor 330 ist fluidkommunizierend mit dem Diffusor 314 verbunden und dadurch auch fluidkommunizierend mit dem Fluidauslass 313 verbunden. Das Fluid in der Kavität 335 kann über den Diffusor 314 und den Fluidauslass 313 aus der Transportvorrichtung 300 ausströmen.In the 3c schematically and sectioned transport device shown in a side view 300 includes the fluid outlet 313 , the fluid communicating with the second diffuser 314 connected is. The cavity 335 in the actuator 330 is fluid communicating with the diffuser 314 connected and thereby also fluidly communicating with the fluid outlet 313 connected. The fluid in the cavity 335 can through the diffuser 314 and the fluid outlet 313 from the transport device 300 emanate.
Die Querschnittsfläche des Diffusors ist an dem Ende des Diffusors, das dem Aktor 330 zugewandt ist, größer als die Querschnittsfläche des Endes des Diffusors 314, das dem Aktor 330 abgewandt ist.The cross-sectional area of the diffuser is at the end of the diffuser that is the actuator 330 is facing, larger than the cross-sectional area of the end of the diffuser 314 that the actuator 330 is turned away.
Der erste Diffusor 312 des Fluideinlasses 311 kann gleich zu dem zweiten Diffusor 314 des Fluidauslasses 313 ausgestaltet sein.The first diffuser 312 of the fluid inlet 311 can be equal to the second diffuser 314 of the fluid outlet 313 be designed.
Das Dichtelement 370 umfasst die Dichtbahn 377 und das Federelement 376. Ist eine Kavität 335 in dem Aktor 330 vorhanden (in einem Bereich des Federelements 376), drückt ein Abschnitt des Federelements 376 einen korrespondierenden Abschnitt der Dichtbahn 377 in Richtung der Kavität 335, sodass dieser Abschnitt der Dichtbahn 377 an dem Aktor 330 (Kavitätsfläche 331 des Aktors 330) anliegt und die Kavität 335 durch das Dichtelement 370 randseitig abgedichtet ist. Das Federelement 376 des Dichtelements 370 ragt aus der Nut 317, in der es angeordnet ist, in Richtung des Aktors 330 hinaus. The sealing element 370 includes the sealing membrane 377 and the spring element 376 , It's a cavity 335 in the actuator 330 present (in an area of the spring element 376 ), presses a portion of the spring element 376 a corresponding section of the sealing membrane 377 towards the cavity 335 so that section of the waterproofing membrane 377 on the actuator 330 (Cavity surface 331 of the actuator 330 ) and the cavity 335 through the sealing element 370 is sealed at the edge. The spring element 376 of the sealing element 370 protrudes from the groove 317 , in which it is arranged, in the direction of the actuator 330 out.
Bevorzugt ist die Dichtbahn 377 mit einem Abschnitt des Gehäuses 310, speziell mit dem ersten Gehäuseabschnitt 320, haftend verbunden. Dies beispielsweise über eine Verklebung oder eine stoffschlüssige Verbindung.The sealing membrane is preferred 377 with a section of the housing 310 , especially with the first housing section 320 , bonded. This can be done, for example, by gluing or a material connection.
Die Dichtbahn 377 kann eine geöffnete Seite der Nut 317, in der das Federelement 376 angeordnet ist, überspannen oder verschließen. Speziell kann die Dichtbahn 377 eine geöffnete Seite der Nut vollständig überspannen oder verschließen.The sealing membrane 377 can be an open side of the groove 317 in which the spring element 376 is arranged, span or close. In particular, the sealing membrane 377 completely span or seal an open side of the groove.
In 3d ist die Transportvorrichtung 300 in einer schematischen Draufsicht dargestellt, wobei die Nut 317 in dem Gehäuse 310 angedeutet ist. In der Nut 317 ist das Federelement 376 des Dichtelements 370 angeordnet.In 3d is the transport device 300 shown in a schematic plan view, the groove 317 in the housing 310 is indicated. In the groove 317 is the spring element 376 of the sealing element 370 arranged.
Die Nut 317 mit dem Federelement 376 des Dichtelements 370 umschließt einen Bereich oder Flächenabschnitt des Gehäuses 310, insbesondere des ersten Gehäuseabschnitts 320, in dem das Fluid von dem Fluideinlass 311 über den angedeuteten Diffusor 312 zu dem Fluidauslass 313 über den angedeuteten Diffusor 314 transportiert werden kann. In Richtung einer Achse zwischen dem Fluideinlass 311 und dem Fluidauslass 313 ist die Kavität 335 durch das Dichtelement 370, insbesondere durch die Dichtbahn 377 des Dichtelements 370, endseitig abgedichtet und in Richtung einer weiteren Achse, die senkrecht zu der ersten Achse ist, ist die Kavität 335 durch das Dichtelement 370, insbesondere durch die Dichtbahn 377 des Dichtelements 370, randseitig abgedichtet. Durch diese Abdichtung wird eine Leckage von Fluid in einer Kavität 335 reduziert oder sogar vermieden und die hydraulische Leistung der Transportvorrichtung (Pumpe) verbessert.The groove 317 with the spring element 376 of the sealing element 370 encloses an area or surface section of the housing 310 , in particular the first housing section 320 in which the fluid from the fluid inlet 311 over the indicated diffuser 312 to the fluid outlet 313 over the indicated diffuser 314 can be transported. In the direction of an axis between the fluid inlet 311 and the fluid outlet 313 is the cavity 335 through the sealing element 370 , especially through the sealing membrane 377 of the sealing element 370 , sealed at the end and in the direction of a further axis, which is perpendicular to the first axis, is the cavity 335 through the sealing element 370 , especially through the sealing membrane 377 of the sealing element 370 , sealed on the edge. This seal causes fluid to leak in a cavity 335 reduced or even avoided and the hydraulic performance of the transport device (pump) improved.
Die Grundform der Nut 317 entspricht im Wesentlichen der Grundform des Aktors 330.The basic shape of the groove 317 corresponds essentially to the basic shape of the actuator 330 ,
Das Federelement 376 des Dichtelements 370 kann eine rechteckringartige Form aufweisen, speziell mit abgerundeten Ecken. Das Federelement 376 kann durchgängig ausgestaltet sein, insbesondere über die gesamte Länge der Nut 317 in der Nut 317 angeordnet sein.The spring element 376 of the sealing element 370 can have a rectangular ring-like shape, especially with rounded corners. The spring element 376 can be designed continuously, in particular over the entire length of the groove 317 in the groove 317 be arranged.
4 zeigt eine Transportvorrichtung 400 in einer Explosionsansicht. Die Transportvorrichtung 400 umfasst ein Gehäuse 410, einen Aktor 430, einen Antrieb 450 und ein Dichtelement 470. 4 shows a transport device 400 in an exploded view. The transport device 400 includes a housing 410 , an actuator 430 , a drive 450 and a sealing element 470 ,
Das Gehäuse ist aufgeteilt in drei Gehäuseabschnitte 420, 425, 428. Die drei Gehäuseabschnitte 420, 425, 428 sind gesonderte Elemente (Bauteile), die nicht stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Zumindest zwei der drei Gehäuseabschnitte 420, 425, 428 können einstückig ausgebildet sein oder stoffschlüssig miteinander verbunden sein.The housing is divided into three housing sections 420 . 425 . 428 , The three housing sections 420 . 425 . 428 are separate elements (components) that are not cohesively connected to each other. At least two of the three housing sections 420 . 425 . 428 can be integrally formed or integrally connected.
Der erste Gehäuseabschnitt 420 umfasst einen Fluideinlass 411 mit einem daran angeschlossenen Diffusor 412 (angedeutet in 4) und einen Fluidauslass 413 mit einem verbundenen Diffusor 414 (angedeutet in 4).The first housing section 420 includes a fluid inlet 411 with a diffuser connected to it 412 (indicated in 4 ) and a fluid outlet 413 with a connected diffuser 414 (indicated in 4 ).
Der Aktor 430 ist quaderförmig ausgestaltet und rahmenartig, die Stirnflächen und Seitenflächen kontaktierend von dem Dichtelement 470 umgeben. Der zweite Gehäuseabschnitt 425 ist ausgestaltet das Dichtelement 470 mit dem umrahmten Aktor 430 zu umrahmen oder einzuschließen.The actuator 430 is cuboid and frame-like, the end faces and side faces contacting the sealing element 470 surround. The second housing section 425 is designed the sealing element 470 with the framed actuator 430 to frame or enclose.
Das Dichtelement 470 weist vier Ausnehmungen 471, 472, 473, 474 auf, die sich über die gesamte Höhe des Dichtelements 470 erstrecken können. Zusammen mit dem Aktor 430 bilden die Ausnehmungen 471, 472, 473, 474 Kanäle, die eine Kavität der unteren Kavitätsfläche des Aktors 430 mit einer Kavität der oberen Kavitätsfläche des Aktors 430 verbinden, wenn sich die Kavitäten in einem passenden Bereich zu den Ausnehmungen 471, 472, 473, 474 befinden (nicht in 4 dargestellt).The sealing element 470 has four recesses 471 . 472 . 473 . 474 that extends over the entire height of the sealing element 470 can extend. Together with the actuator 430 form the recesses 471 . 472 . 473 . 474 Channels that form a cavity of the lower cavity surface of the actuator 430 with a cavity of the upper cavity surface of the actuator 430 connect if the cavities are in a suitable area to the recesses 471 . 472 . 473 . 474 (not in 4 shown).
Der Fluideinlass 411 kann über den Diffusor 412 mit einer Kavität in der oberen Kavitätsfläche des Aktors 430 fluidkommunizierend verbunden sein. Ist eine Kavität der unteren Kavitätsfläche mit einer Kavität der oberen Kavitätsfläche des Aktors 430 fluidkommunizierend, z. B. über die Ausnehmungen 473, 474, verbunden, kann über den Fluideinlass 411 ein Fluid in beide Kavitäten einströmen.The fluid inlet 411 can through the diffuser 412 with a cavity in the upper cavity surface of the actuator 430 be fluidly connected. Is a cavity of the lower cavity surface with a cavity of the upper cavity surface of the actuator 430 fluid communicating, e.g. B. via the recesses 473 . 474 , connected, can via the fluid inlet 411 a fluid flow into both cavities.
Analog kann bei einer Verbindung der mit Fluid gefüllten Kavitäten, z. B. über die Ausnehmungen 471, 472, das Fluid aus dem Fluidauslass 413 über den Diffusor 414 aus der Vorrichtung ausströmen.Analogously, when connecting the cavities filled with fluid, e.g. B. via the recesses 471 . 472 , the fluid from the fluid outlet 413 over the diffuser 414 flow out of the device.
Der dritte Gehäuseabschnitt 428 ist vorzugsweise dünn (dünner als der erste Gehäuseabschnitt 420 oder der zweite Gehäuseabschnitt 425) ausgestaltet.The third housing section 428 is preferably thin (thinner than the first housing section 420 or the second housing section 425 ) designed.
Der zweite Gehäuseabschnitt 425 ist zwischen dem ersten Gehäuseabschnitt 420 und dem dritten Gehäuseabschnitt 420 angeordnet.The second housing section 425 is between the first housing section 420 and the third housing section 420 arranged.
Die drei Gehäuseabschnitte 420, 425, 428 können miteinander verklebt oder verschraubt sein. The three housing sections 420 . 425 . 428 can be glued or screwed together.
Der Antrieb 450 ist analog zu den zuvor beschriebenen Antrieben.The drive 450 is analogous to the drives described above.
5 zeigt eine Transportvorrichtung 500 in einer Explosionsansicht. Die Transportvorrichtung 500 umfasst ein Gehäuse 510, einen Aktor 530, einen Antrieb 550 und ein Dichtelement 570. 5 shows a transport device 500 in an exploded view. The transport device 500 includes a housing 510 , an actuator 530 , a drive 550 and a sealing element 570 ,
Diese Komponenten der Transportvorrichtung sind gleich zu den gleichen Komponenten der Transportvorrichtung 400 ausgestaltet, sodass die Beschreibung dieser Komponenten mit Blick auf 4 auch für die gleichen Komponenten der Transportvorrichtung 500 mit Blick auf 5 zutrifft.These components of the transport device are identical to the same components of the transport device 400 designed so that the description of these components is facing 4 also for the same components of the transport device 500 with a view to 5 applies.
Zusätzlich umfasst die Transportvorrichtung 500 eine erste Dichtbahn 578 und eine zweite Dichtbahn 579. Die erste Dichtbahn 578 umfasst zwei Ausnehmungen 578a, 578b. Die Ausnehmungen 578a, 578b sind so geformt und so in der ersten Dichtbahn 578 positioniert, dass sie zu der Form der Enden der Diffusoren 512, 514, die dem Aktor 530 zugewandt sind, passend sind.In addition, the transport device comprises 500 a first sealing membrane 578 and a second sealing membrane 579 , The first sealing membrane 578 comprises two recesses 578a . 578b , The recesses 578a . 578b are shaped and so in the first sealing membrane 578 positioned that they match the shape of the ends of the diffusers 512 . 514 that the actuator 530 are facing, are fitting.
Die Ausnehmung 578a erlaubt ein Einströmen von Fluid über den Fluideinlass 511 und den Diffusor 512 in eine Kavität in der oberen Kavitätsfläche des Aktors 530 und über die Ausnehmungen 573, 574 in dem Dichtelement 570 ein Einströmen in die Kavität der unteren Kavitätsfläche des Aktors 530.The recess 578a allows fluid to flow in through the fluid inlet 511 and the diffuser 512 into a cavity in the upper cavity surface of the actuator 530 and about the recesses 573 . 574 in the sealing element 570 an inflow into the cavity of the lower cavity surface of the actuator 530 ,
Analog erlaubt die Ausnehmung 578b ein Ausströmen von Fluid der Kavität in der oberen Kavitätsfläche des Aktors 530 und, über die Ausnehmungen 571, 572 in dem Dichtelement 570, ein Ausströmen von Fluid aus der Kavität in der unteren Kavitätsfläche des Aktors 530 über den Diffusor 514 und den Fluidauslass 513.The recess allows the same 578b an outflow of fluid from the cavity in the upper cavity surface of the actuator 530 and, about the recesses 571 . 572 in the sealing element 570 , an outflow of fluid from the cavity in the lower cavity surface of the actuator 530 over the diffuser 514 and the fluid outlet 513 ,
Die erste Dichtbahn 578 kann zwischen dem ersten Gehäuseabschnitt 520 und dem zweiten Gehäuseabschnitt 525 angeordnet sein, insbesondere so, dass der erste Gehäuseabschnitt 520 nicht den Aktor 530 direkt kontaktiert. Zusätzlich gewährleistet die erste Dichtbahn 578 eine Abdichtung einer Kavität in der oberen Kavitätsfläche des Aktors 530. Die zweite Dichtbahn 579 kann zwischen dem zweiten Gehäuseabschnitt 525 und dem dritten Gehäuseabschnitt 528 angeordnet sein. Dadurch kann der Aktor 530 den dritten Gehäuseabschnitt 528 nicht direkt kontaktieren und eine Abdichtung einer Kavität in der unteren Kavitätsfläche des Aktors 530 ist gewährleistet.The first sealing membrane 578 can between the first housing section 520 and the second housing section 525 be arranged, in particular such that the first housing section 520 not the actuator 530 contacted directly. The first sealing membrane also ensures 578 sealing a cavity in the upper cavity surface of the actuator 530 , The second sealing membrane 579 can between the second housing section 525 and the third housing section 528 be arranged. This enables the actuator 530 the third housing section 528 do not contact directly and seal a cavity in the lower cavity surface of the actuator 530 is guaranteed.
Die 6a bis 6d zeigen eine Ausführungsform einer Transportvorrichtung 600. Bei der Transportvorrichtung 600 handelt es sich speziell um eine Pumpe, noch spezieller um eine Mikropumpe.The 6a to 6d show an embodiment of a transport device 600 , At the transport device 600 it is specifically a pump, even more specifically a micropump.
In 6a ist die Transportvorrichtung 600 perspektivisch und schematisch dargestellt, wobei Ausbrüche dargestellt sind.In 6a is the transport device 600 shown in perspective and schematically, with outbreaks are shown.
Die Transportvorrichtung 600 umfasst ein Gehäuse 610, einen Aktor 630, einen Antrieb 650 und ein Dichtelement 670. Der Aktor 630 umfasst eine magnetische Formgedächtnislegierung. Durch ein Magnetfeld, bereitgestellt durch den Antrieb 650, kann der Aktor in seiner Form verändert werden. Der Aktor 630 kann aus der magnetischen Formgedächtnislegierung bestehen.The transport device 600 includes a housing 610 , an actuator 630 , a drive 650 and a sealing element 670 , The actuator 630 includes a magnetic shape memory alloy. By a magnetic field provided by the drive 650 , the shape of the actuator can be changed. The actuator 630 can consist of the magnetic shape memory alloy.
Die Grundform des Aktors 630 ist im Wesentlichen quaderförmig. Der Aktor 630 umfasst zwei Seitenflächen, zwei Stirnflächen und zwei Kavitätsflächen, wobei in den Kavitätsflächen Kavitäten 635, 635' (in 6a nur eine Kavität 635 dargestellt) ausgebildet werden sollen.The basic shape of the actuator 630 is essentially cuboid. The actuator 630 comprises two side surfaces, two end surfaces and two cavity surfaces, with cavities in the cavity surfaces 635 . 635 ' (in 6a just a cavity 635 shown) should be trained.
Die Flächen der Kavitätsflächen sind größer als die Flächen der Stirnflächen und der Seitenflächen. Insbesondere können die Flächen der Kavitätsflächen um mindestens den Faktor 3 größer sein als die Flächen der Stirnflächen oder der Seitenflächen des Aktors 630.The areas of the cavity areas are larger than the areas of the end faces and the side faces. In particular, the areas of the cavity areas can be increased by at least the factor 3 be larger than the areas of the end faces or the side faces of the actuator 630 ,
In der Kavitätsfläche 631 ist eine Kavität 635 gebildet, die zwischen den Seitenflächen des Aktors 630 verläuft. Die Kavität 635 (und auch die Kavität 635') ist zwischen den Stirnflächen abschnittsweise in dem Aktors 630 ausgebildet.In the cavity area 631 is a cavity 635 formed between the side surfaces of the actuator 630 runs. The cavity 635 (and also the cavity 635 ' ) is in sections between the end faces in the actuator 630 educated.
Das Gehäuse 610 umfasst einen ersten Gehäuseabschnitt 620, einen zweiten Gehäuseabschnitt 625 und einen dritten Gehäuseabschnitt 628. Die Gehäuseabschnitte 620, 625, 628 sind nicht stoffschlüssig verbunden, können jedoch durch eine Verschraubung oder eine Verklebung miteinander verbunden sein. Auch eine einstückige Ausgestaltung von zumindest zwei der Gehäuseabschnitte 620, 625, 628 ist möglich.The housing 610 comprises a first housing section 620 , a second housing section 625 and a third housing section 628 , The housing sections 620 . 625 . 628 are not cohesively connected, but can be connected to each other by screwing or gluing. A one-piece design of at least two of the housing sections 620 . 625 . 628 is possible.
Das Gehäuse 610 umfasst einen Fluideinlass 611, der insbesondere in dem ersten Gehäuseabschnitt 620 des Gehäuses 610 angeordnet ist. Der dritte Gehäuseabschnitt 628 ist dünner als der erste Gehäuseabschnitt 620 und/oder der zweite Gehäuseabschnitt 625. Der Aktor 630 ist in dem Gehäuse 610 angeordnet. Der Aktor 630 kann so in dem Gehäuse 610 angeordnet sein, dass alle Flächen des Aktors 630, das heißt Kavitätsflächen 631, Stirnflächen 632, Seitenflächen 633, vollständig von dem Gehäuse umschlossen sind.The housing 610 includes a fluid inlet 611 , which in particular in the first housing section 620 of the housing 610 is arranged. The third housing section 628 is thinner than the first housing section 620 and / or the second housing section 625 , The actuator 630 is in the housing 610 arranged. The actuator 630 can so in the housing 610 be arranged that all surfaces of the actuator 630 , that is, cavity surfaces 631 , End faces 632 , Side surfaces 633 , are completely enclosed by the housing.
Das Dichtelement 670 weist Ausnehmungen 671, 672, 673, 674 auf (Ausnehmungen 673 und 674 in 6a nicht dargestellt). Zusammen mit den Seitenflächen des Aktors 630 bilden die Ausnehmungen 671, 672, 673, 674 je einen Kanal. Befindet sich eine Kavität 635 in der Nähe der Ausnehmungen 671, 672 und eine weitere Kavität 635' auf der Fläche des Aktors 630, die der Fläche mit der Kavität 635 gegenüberliegt, sind die Kavitäten 635, 635' über die Ausnehmungen 671, 672 fluidkommunizierend verbunden.The sealing element 670 has recesses 671 . 672 . 673 . 674 on (recesses 673 and 674 in 6a not shown). Together with the side surfaces of the actuator 630 form the recesses 671 . 672 . 673 . 674 one channel each. There is a cavity 635 near the recesses 671 . 672 and another cavity 635 ' on the surface of the actuator 630 that the area with the cavity 635 are the cavities 635 . 635 ' about the recesses 671 . 672 fluidly connected.
Die Transportvorrichtung 600 kann Dichtbahnen 578, 579 wie mit Blick auf 5 beschrieben umfassen.The transport device 600 can sealing sheets 578 . 579 like looking at 5 described include.
In 6b ist eine Transportvorrichtung 600 in einer schematischen Vorderansicht dargestellt. Die Transportvorrichtung 600 umfasst ein Gehäuse 610 mit einem ersten Gehäuseabschnitt 620, einem zweiten Gehäuseabschnitt 625 und einem dritten Gehäuseabschnitt 628. Die Transportvorrichtung 600 umfasst weiterhin einen Aktor 630, einen Antrieb 650 mit mehreren Magneten 651 und ein Dichtelement 670.In 6b is a transport device 600 shown in a schematic front view. The transport device 600 includes a housing 610 with a first housing section 620 , a second housing section 625 and a third housing section 628 , The transport device 600 also includes an actuator 630 , a drive 650 with multiple magnets 651 and a sealing element 670 ,
Das Gehäuse 610 umfasst einen Fluideinlass 611 und einen Diffusor 612 sowie einen Fluidauslass 613 mit verbundenem Diffusor 614. Das Dichtelement 670 umschließt den Aktor 630 in einer Ebene, insbesondere in der Ebene der Bewegung einer Kavität 635, 635' in dem Aktor 630. Dabei kontaktiert das Dichtelement 670 die Stirnseiten und die Seitenflächen des Aktors 630.The housing 610 includes a fluid inlet 611 and a diffuser 612 as well as a fluid outlet 613 with connected diffuser 614 , The sealing element 670 encloses the actuator 630 in one plane, especially in the plane of movement of a cavity 635 . 635 ' in the actuator 630 , The sealing element contacts 670 the end faces and the side surfaces of the actuator 630 ,
Die Ausnehmung 672 und 674 (in 6b angedeutet) sind im Wesentlichen mit dem Fluideinlass 611 (Diffusor 612) fluchtend oder mit dem Auslass 613 (Diffusor 614) fluchtend. The recess 672 and 674 (in 6b are indicated) are essentially with the fluid inlet 611 (Diffuser 612 ) flush or with the outlet 613 (Diffuser 614 ) in alignment.
Dadurch wird ermöglicht, dass, wenn sich die Kavitäten 635, 635' an eine Position bewegt haben, die eine Fluidkommunikation der Kavität 635 mit dem Diffusor 614 und dem Fluidauslass 613 ermöglicht, auch eine Fluidkommunikation der Kavität 635 mit der Kavität 635' gewährleistet ist, sodass Fluid aus beiden Kavitäten 635, 635' aus dem Fluidauslass 613 ausströmen kann. Analog wird ein Einströmen von Fluid in die Kavitäten 635, 635' über den Fluideinlass 611 und dem Diffusor 612 gewährleistet.This allows that when the cavities 635 . 635 ' have moved to a position that allows fluid communication of the cavity 635 with the diffuser 614 and the fluid outlet 613 enables fluid communication of the cavity 635 with the cavity 635 ' is guaranteed, so that fluid from both cavities 635 . 635 ' from the fluid outlet 613 can flow out. An analogous flow of fluid into the cavities 635 . 635 ' via the fluid inlet 611 and the diffuser 612 guaranteed.
In 6c ist die Transportvorrichtung 600 in einer schematischen Seitenansicht dargestellt, wobei in dieser Ansicht eine Fluidkommunikation zwischen der Kavität 635', der Ausnehmung 671, der Ausnehmung 672, der Kavität 635, dem Diffusor 614 und dem Fluidauslass 613 gezeigt ist.In 6c is the transport device 600 shown in a schematic side view, in which view fluid communication between the cavity 635 ' , the recess 671 , the recess 672 , the cavity 635 , the diffuser 614 and the fluid outlet 613 is shown.
Das Dichtelement 670 umläuft den Aktor 630 an dessen Seitenflächen (vollständig).The sealing element 670 rotates around the actuator 630 on the side surfaces (complete).
Die Transportvorrichtung 600 ist in 6d in einer schematischen Draufsicht gezeigt. Der Fluideinlass 611 ist mit einem Diffusor 612 verbunden. Mit dem Diffusor 612 fluchten die Ausnehmungen 673, 674.The transport device 600 is in 6d shown in a schematic top view. The fluid inlet 611 is with a diffuser 612 connected. With the diffuser 612 align the recesses 673 . 674 ,
Der Fluidauslass 613 ist mit dem Diffusor 614 verbunden. Die Ausnehmungen 671, 672 fluchten mit dem Diffusor 614.The fluid outlet 613 is with the diffuser 614 connected. The recesses 671 . 672 align with the diffuser 614 ,
Das Dichtelement 670 umschließt den Aktor 630 (in einer Ebene) vollständig. Ebenso werden die Diffusoren 614, 612 von dem projizierten Dichtelement 670 eingeschlossen.The sealing element 670 encloses the actuator 630 (in one level) completely. Likewise, the diffusers 614 . 612 from the projected sealing element 670 locked in.
Das Dichtelement 670 kann eine rechteckringartige Form aufweisen.The sealing element 670 can have a rectangular ring-like shape.
Die Flächen oder die Fläche des Gehäuses 610, die mit einem Fluid in einer der Kavitäten 635, 635' in Kontakt geraten kann, ist oder sind bevorzugt beschichtet, insbesondere mit einer PTFE-Beschichtung.The surfaces or the surface of the housing 610 with a fluid in one of the cavities 635 . 635 ' can come into contact, is or are preferably coated, in particular with a PTFE coating.
Speziell kann die Fläche des ersten Gehäuseabschnitts 620, die dem Aktor 630 zugewandt ist, mit einer solchen Beschichtung versehen sein.Specifically, the area of the first housing section 620 that the actuator 630 facing, be provided with such a coating.
Auch kann die Fläche des dritten Gehäuseabschnitts 628, die dem Aktor 630 zugewandt ist, mit einer solchen Beschichtung versehen sein.The surface of the third housing section can also 628 that the actuator 630 facing, be provided with such a coating.
7 zeigt einen Aktor 730 und ein Dichtelement 770, wobei das Dichtelement 770 den Aktor einschließt (umläuft). 7 shows an actuator 730 and a sealing element 770 , with the sealing element 770 encloses (revolves) the actuator.
In dem Dichtelement 770 ist ein Rückstellelement 785 angeordnet. Das Rückstellelement 785 ist als Elektromagnet ausgestaltet.In the sealing element 770 is a reset element 785 arranged. The reset element 785 is designed as an electromagnet.
Das Rückstellelement 785 dient der (magnetischen) Rückstellung des Aktors 730 nach einer Bildung von Kavitäten in dem Aktor 730, wie oben beschrieben.The reset element 785 is used for (magnetic) resetting of the actuator 730 after the formation of cavities in the actuator 730 , as described above.
In 8 ist schematisch eine Transportvorrichtung 800 mit einem Aktor 830 und einem Dichtelement 870 dargestellt. Das Dichtelement 870 umfasst zwei Rückstellelemente 886, 886'. Die Rückstellelemente 886, 886' sind in dem Dichtelement 870 angeordnet und umfassen je mehrere Federn, wobei je ein Rückstellelement 886, 886' auf gegenüberliegenden Seiten des Aktors 830 in dem Dichtelement 870 angeordnet ist. Durch die Federn 886, 886' wird eine mechanische Rückstellung des Aktors 830, wie oben beschrieben, gewährleistet.In 8th is a schematic of a transport device 800 with an actuator 830 and a sealing element 870 shown. The sealing element 870 includes two reset elements 886 . 886 ' , The reset elements 886 . 886 ' are in the sealing element 870 arranged and each comprise several springs, each with a return element 886 . 886 ' on opposite sides of the actuator 830 in the sealing element 870 is arranged. Through the feathers 886 . 886 ' becomes a mechanical reset of the actuator 830 as described above.
Die Federn 886, 886' können Metallfedern oder Kunststofffedern sein.The feathers 886 . 886 ' can be metal springs or plastic springs.
In einer Draufsicht (schematisch) zeigt 9 eine Transportvorrichtung 900 mit einem Aktor 930 und einem Dichtelement 970. In dem Dichtelement 970 sind zwei Rückstellelemente 987, 987' angeordnet. Die Rückstellelemente 987, 987' umfassen je einen Permanentmagnet, wobei je ein Rückstellelement 886, 886' auf gegenüberliegenden Seiten des Aktors 930 in dem Dichtelement 970 angeordnet ist. Durch die Permanentmagnete 987, 987' wird eine magnetische Rückstellung des Aktors 930, wie oben beschrieben, ermöglicht.In a top view (schematically) shows 9 a transport device 900 with an actuator 930 and a sealing element 970 , In the sealing element 970 are two reset elements 987 . 987 ' arranged. The reset elements 987 . 987 ' each include a permanent magnet, each with a reset element 886 . 886 ' on opposite sides of the actuator 930 in the sealing element 970 is arranged. Through the permanent magnets 987 . 987 ' becomes a magnetic reset of the actuator 930 as described above.
Die 10a bis 10d zeigen eine Ausführungsform einer Transportvorrichtung 1000. Die Transportvorrichtung 1000 kann eine Pumpe, speziell eine Mikropumpe, sein.The 10a to 10d show an embodiment of a transport device 1000 , The transport device 1000 can be a pump, especially a micropump.
In 10a ist die Transportvorrichtung 1000 perspektivisch und schematisch mit Ausbrüchen dargestellt.In 10a is the transport device 1000 shown in perspective and schematically with outbreaks.
Die Transportvorrichtung 1000 umfasst ein Gehäuse 1010, einen Aktor 1030, einen Antrieb 1050 und ein Dichtelement 1070.The transport device 1000 includes a housing 1010 , an actuator 1030 , a drive 1050 and a sealing element 1070 ,
Der Aktor 1030 umfasst eine magnetische Formgedächtnislegierung. Durch ein Magnetfeld, bereitgestellt durch den Antrieb 1050, kann der Aktor in seiner Form verändert werden. Der Aktor 1030 kann aus der magnetischen Formgedächtnislegierung bestehen.The actuator 1030 includes a magnetic shape memory alloy. By a magnetic field provided by the drive 1050 , the shape of the actuator can be changed. The actuator 1030 can consist of the magnetic shape memory alloy.
Die Grundform des Aktors 1030 ist im Wesentlichen quaderförmig. Der Aktor 1030 umfasst zwei Seitenflächen, zwei Stirnflächen und zwei Kavitätsflächen, wobei in den Kavitätsflächen Kavitäten 1035, 1035' (in 10a nur eine Kavität 1035 dargestellt) ausgebildet werden sollen.The basic shape of the actuator 1030 is essentially cuboid. The actuator 1030 comprises two side surfaces, two end surfaces and two cavity surfaces, with cavities in the cavity surfaces 1035 . 1035 ' (in 10a just a cavity 1035 shown) should be trained.
Die Flächen der Kavitätsflächen sind größer als die Flächen der Stirnflächen und der Seitenflächen. Insbesondere können die Flächen der Kavitätsflächen um mindestens den Faktor 3 größer sein als die Flächen der Stirnflächen oder der Seitenflächen des Aktors 1030.The areas of the cavity areas are larger than the areas of the end faces and the side faces. In particular, the areas of the cavity areas can be increased by at least the factor 3 be larger than the areas of the end faces or the side faces of the actuator 1030 ,
In der Kavitätsfläche 1031 ist eine Kavität 1035 gebildet, die zwischen den Seitenflächen des Aktors 1030 verläuft. Die Kavität 1035 (und auch die Kavität 1035') ist zwischen den Stirnflächen 1032 abschnittsweise in dem Aktors 1030 ausgebildet.In the cavity area 1031 is a cavity 1035 formed between the side surfaces of the actuator 1030 runs. The cavity 1035 (and also the cavity 1035 ' ) is between the end faces 1032 in sections in the actuator 1030 educated.
Das Gehäuse 1010 umfasst einen ersten Gehäuseabschnitt 1020 und einen zweiten Gehäuseabschnitt 1025. Die Gehäuseabschnitte 1020, 1025 sind nicht stoffschlüssig verbunden, können jedoch durch eine Verschraubung oder eine Verklebung miteinander verbunden sein.The housing 1010 comprises a first housing section 1020 and a second housing section 1025 , The housing sections 1020 . 1025 are not cohesively connected, but can be connected to each other by screwing or gluing.
Das Gehäuse 1010 umfasst einen Fluideinlass 1011, der insbesondere in dem ersten Gehäuseabschnitt 1020 des Gehäuses 1010 angeordnet ist. Der zweite Gehäuseabschnitt 1025 ist dünner als der erste Gehäuseabschnitt 1020. Der Aktor 1030 ist in dem Gehäuse 1010 angeordnet. Der Aktor 1030 kann so in dem Gehäuse 1010 angeordnet sein, dass alle Flächen des Aktors 1030, also Kavitätsflächen 1031, Stirnflächen 1032, Seitenflächen 1033, vollständig von dem Gehäuse 1030 umschlossen sind.The housing 1010 includes a fluid inlet 1011 , which in particular in the first housing section 1020 of the housing 1010 is arranged. The second housing section 1025 is thinner than the first housing section 1020 , The actuator 1030 is in the housing 1010 arranged. The actuator 1030 can so in the housing 1010 be arranged that all surfaces of the actuator 1030 , i.e. cavity surfaces 1031 , End faces 1032 , Side surfaces 1033 , completely from the housing 1030 are enclosed.
Das Dichtelement 1070 weist Ausnehmungen 1071, 1072, 1073, 1074 auf (Ausnehmungen 1073 und 1074 in 10a nicht dargestellt). Zusammen mit den Seitenflächen des Aktors 1030 bilden die Ausnehmungen 1071, 1072, 1073, 1074 je einen Kanal. Befindet sich eine Kavität 1035 in der Nähe der Ausnehmungen 1071, 1072 und eine weitere Kavität 1035' auf der Fläche des Aktors 1030, die der Fläche mit der Kavität 1035 gegenüberliegt, sind die Kavitäten 1035, 1035' über die Ausnehmungen 1071, 1072 fluidkommunizierend verbunden.The sealing element 1070 has recesses 1071 . 1072 . 1073 . 1074 on (recesses 1073 and 1074 in 10a not shown). Together with the side surfaces of the actuator 1030 form the recesses 1071 . 1072 . 1073 . 1074 one channel each. There is a cavity 1035 near the recesses 1071 . 1072 and another cavity 1035 ' on the surface of the actuator 1030 that the area with the cavity 1035 are the cavities 1035 . 1035 ' about the recesses 1071 . 1072 fluidly connected.
Die Transportvorrichtung 1000 kann eine Dichtbahn 579 wie mit Blick auf 5 beschrieben umfassen. Die Dichtbahn 579 kann zwischen dem ersten Gehäuseabschnitt 1020 und dem zweiten Gehäuseabschnitt 1025 angeordnet sein.The transport device 1000 can be a waterproofing membrane 579 like looking at 5 described include. The sealing membrane 579 can between the first housing section 1020 and the second housing section 1025 be arranged.
In 10b ist eine Transportvorrichtung 1000 in einer schematischen Vorderansicht dargestellt. Die Transportvorrichtung 1000 umfasst ein Gehäuse 1010 mit einem ersten Gehäuseabschnitt 1020 und einem zweiten Gehäuseabschnitt 1025. Die Transportvorrichtung 1000 umfasst weiterhin einen Aktor 1030, einen Antrieb 1050 mit mehreren Magneten 1051 und ein Dichtelement 1070.In 10b is a transport device 1000 shown in a schematic front view. The transport device 1000 includes a housing 1010 with a first housing section 1020 and a second housing section 1025 , The transport device 1000 also includes an actuator 1030 , a drive 1050 with multiple magnets 1051 and a sealing element 1070 ,
Das Gehäuse 1010 umfasst einen Fluideinlass 1011 und einen Diffusor 1012 sowie einen Fluidauslass 1013 mit verbundenem Diffusor 1014.The housing 1010 includes a fluid inlet 1011 and a diffuser 1012 as well as a fluid outlet 1013 with connected diffuser 1014 ,
Das Dichtelement 1070 umschließt den Aktor 1030 in einer Ebene, insbesondere in der Ebene der Bewegung einer Kavität 1035, 1035' in dem Aktor 1030. Zusätzlich umgibt das Dichtelement 1070 eine der Kavitätsflächen 1031 des Aktors 1070, insbesondere die Kavitätsfläche, die dem Fluideinlass 1011 und/oder Fluidauslass 1013 zugewandt ist.The sealing element 1070 encloses the actuator 1030 in one plane, especially in the plane of movement of a cavity 1035 . 1035 ' in the actuator 1030 , In addition, the sealing element surrounds 1070 one of the cavity surfaces 1031 of the actuator 1070 , in particular the cavity area that the fluid inlet 1011 and / or fluid outlet 1013 is facing.
Das Dichtelement 1070 kann mindestens fünf der sechs Seiten des Aktors 1030 zumindest abschnittsweise kontaktieren, sh. hierzu auch 10a und 10c.The sealing element 1070 can be at least five of the six sides of the actuator 1030 contact at least in sections, sh. about this too 10a and 10c ,
Ein Abschnitt des Fluideinlasses 1011 und/oder ein Abschnitt des Fluidauslasses 1013 sind von dem Dichtelement 1070 umgeben. Auch der Diffusor 1012 des Fluideinlasses 1011 und/oder der Diffusor 1014 des Fluidauslasses 1013 können abschnittsweise von dem Dichtelement 1070 umgeben sein.A section of the fluid inlet 1011 and / or a portion of the fluid outlet 1013 are from the sealing element 1070 surround. The diffuser too 1012 of the fluid inlet 1011 and / or the diffuser 1014 of the fluid outlet 1013 can in sections from the sealing element 1070 be surrounded.
Die Ausnehmung 1072 und 1074 (in 10b angedeutet) sind im Wesentlichen mit dem Fluideinlass 1011 (Diffusor 1012) fluchtend oder mit dem Auslass 1013 (Diffusor 1014) fluchtend. Dadurch wird ermöglicht, dass, wenn sich die Kavitäten 1035, 1035' an eine Position bewegt haben, die eine Fluidkommunikation der Kavität 1035 mit dem Diffusor 1014 und dem Fluidauslass 1013 ermöglicht, auch eine Fluidkommunikation der Kavität 1035 mit der Kavität 1035' gewährleistet ist, sodass Fluid aus beiden Kavitäten 1035, 1035' aus dem Fluidauslass 1013 ausströmen kann. Analog wird ein Einströmen von Fluid in die Kavitäten 1035, 1035' über den Fluideinlass 1011 und dem Diffusor 1012 gewährleistet. The recess 1072 and 1074 (in 10b are indicated) are essentially with the fluid inlet 1011 (Diffuser 1012 ) flush or with the outlet 1013 (Diffuser 1014 ) in alignment. This allows that when the cavities 1035 . 1035 ' have moved to a position that allows fluid communication of the cavity 1035 with the diffuser 1014 and the fluid outlet 1013 enables fluid communication of the cavity 1035 with the cavity 1035 ' is guaranteed, so that fluid from both cavities 1035 . 1035 ' from the fluid outlet 1013 can flow out. An analogous flow of fluid into the cavities 1035 . 1035 ' via the fluid inlet 1011 and the diffuser 1012 guaranteed.
In 10c ist die Transportvorrichtung 1000 in einer schematischen Seitenansicht dargestellt, wobei in dieser Ansicht eine Fluidkommunikation zwischen der Kavität 1035', der Ausnehmung 1071, der Ausnehmung 1072, der Kavität 1035, dem Diffusor 1014 und dem Fluidauslass 1013 gezeigt ist.In 10c is the transport device 1000 shown in a schematic side view, in which view fluid communication between the cavity 1035 ' , the recess 1071 , the recess 1072 , the cavity 1035 , the diffuser 1014 and the fluid outlet 1013 is shown.
Das Dichtelement 1070 umläuft den Aktor 1030 an dessen Seitenflächen (vollständig) und umschließt die Kavitätsfläche 1031 des Aktors 1030, die dem Fluideinlass 1011 und/oder dem Fluidauslass 1013 zugewandt ist. Bevorzugt kontaktiert das Dichtelement 1070 die Kavitätsfläche des Aktors 1030, die dem Antrieb 1050 zugewandt ist, (im Wesentlichen) nicht.The sealing element 1070 rotates around the actuator 1030 on its side surfaces (completely) and encloses the cavity surface 1031 of the actuator 1030 that the fluid inlet 1011 and / or the fluid outlet 1013 is facing. The sealing element preferably makes contact 1070 the cavity area of the actuator 1030 that the drive 1050 facing (essentially) not.
Die Transportvorrichtung 1000 ist in 10d in einer schematischen Draufsicht gezeigt. Der Fluideinlass 1011 ist mit einem Diffusor 1012 verbunden. Mit dem Diffusor 1012 fluchten die Ausnehmungen 1073, 1074.The transport device 1000 is in 10d shown in a schematic top view. The fluid inlet 1011 is with a diffuser 1012 connected. With the diffuser 1012 align the recesses 1073 . 1074 ,
Der Fluidauslass 1013 ist mit dem Diffusor 1014 verbunden. Die Ausnehmungen 1071, 1072 fluchten mit dem Diffusor 1014.The fluid outlet 1013 is with the diffuser 1014 connected. The recesses 1071 . 1072 align with the diffuser 1014 ,
Das Dichtelement 1070 umschließt den Aktor 1030 (in einer Ebene) vollständig. Ebenso werden die Diffusoren 1014, 1012 von dem projizierten Dichtelement 1070 eingeschlossen.The sealing element 1070 encloses the actuator 1030 (in one level) completely. Likewise, the diffusers 1014 . 1012 from the projected sealing element 1070 locked in.
Die Flächen oder die Fläche des Gehäuses 1010, die mit einem Fluid in einer der Kavitäten 1035, 1035' in Kontakt geraten kann, ist oder sind bevorzugt beschichtet, insbesondere mit einer PTFE-Beschichtung.The surfaces or the surface of the housing 1010 with a fluid in one of the cavities 1035 . 1035 ' can come into contact, is or are preferably coated, in particular with a PTFE coating.
Speziell kann die Fläche des ersten Gehäuseabschnitts 1020, die dem Aktor 1030 zugewandt ist, mit einer solchen Beschichtung versehen sein.Specifically, the area of the first housing section 1020 that the actuator 1030 facing, be provided with such a coating.
Auch kann die Fläche des dritten Gehäuseabschnitts 1028, die dem Aktor 1030 zugewandt ist, mit einer solchen Beschichtung versehen sein.The surface of the third housing section can also 1028 that the actuator 1030 facing, be provided with such a coating.
Die 11a bis 11d zeigen eine Ausführungsform einer Transportvorrichtung 1100. Bei der Transportvorrichtung 1100 handelt es sich speziell um eine Pumpe, noch spezieller um eine Mikropumpe.The 11a to 11d show an embodiment of a transport device 1100 , At the transport device 1100 it is specifically a pump, even more specifically a micropump.
In 11a ist die Transportvorrichtung 1100 perspektivisch und schematisch dargestellt, wobei Ausbrüche dargestellt sind.In 11a is the transport device 1100 shown in perspective and schematically, with outbreaks are shown.
Die Transportvorrichtung 1100 umfasst ein Gehäuse 1110, einen Aktor 1130, einen Antrieb 1150 und ein Dichtelement 1170. Der Aktor 1130 umfasst eine magnetische Formgedächtnislegierung. Durch ein Magnetfeld, bereitgestellt durch den Antrieb 1150, kann der Aktor in seiner Form verändert werden. Der Aktor 1130 kann aus der magnetischen Formgedächtnislegierung bestehen.The transport device 1100 includes a housing 1110 , an actuator 1130 , a drive 1150 and a sealing element 1170 , The actuator 1130 includes a magnetic shape memory alloy. By a magnetic field provided by the drive 1150 , the shape of the actuator can be changed. The actuator 1130 can consist of the magnetic shape memory alloy.
Der Aktor 1130 ist im Wesentlichen quaderförmig ausgestaltet. Der Aktor 1130 umfasst zwei Seitenflächen, zwei Stirnflächen und zwei Kavitätsflächen, wobei in den Kavitätsflächen Kavitäten 1135, 1135' (in 11a nur eine Kavität 1135 dargestellt) ausgebildet werden sollen.The actuator 1130 is essentially cuboid. The actuator 1130 comprises two side surfaces, two end surfaces and two cavity surfaces, with cavities in the cavity surfaces 1135 . 1135 ' (in 11a just a cavity 1135 shown) should be trained.
Die Flächen der Kavitätsflächen sind größer als die Flächen der Stirnflächen und der Seitenflächen. Insbesondere können die Flächen der Kavitätsflächen um mindestens den Faktor 3 größer sein als die Flächen der Stirnflächen oder der Seitenflächen des Aktors 1130.The areas of the cavity areas are larger than the areas of the end faces and the side faces. In particular, the areas of the cavity areas can be increased by at least the factor 3 be larger than the areas of the end faces or the side faces of the actuator 1130 ,
In der Kavitätsfläche 1131 ist eine Kavität 1135 gebildet, die zwischen den Seitenflächen des Aktors 1130 verläuft. Die Kavität 1135 (und auch die Kavität 1135') ist zwischen den Stirnflächen abschnittsweise in dem Aktors 1130 ausgebildet.In the cavity area 1131 is a cavity 1135 formed between the side surfaces of the actuator 1130 runs. The cavity 1135 (and also the cavity 1135 ' ) is in sections between the end faces in the actuator 1130 educated.
Das Gehäuse 1110 umfasst einen Fluideinlass 1111 und einen Fluidauslass 1113. Der Aktor 1130 kann so in dem Gehäuse 1110 angeordnet sein, dass die Stirnflächen 1132, Seitenflächen 1133 und zumindest eine der Kavitätsflächen 1131 von dem Gehäuse 1110 umschlossen sind.The housing 1110 includes a fluid inlet 1111 and a fluid outlet 1113 , The actuator 1130 can so in the housing 1110 be arranged that the end faces 1132 , Side surfaces 1133 and at least one of the cavity surfaces 1131 from the housing 1110 are enclosed.
Das Dichtelement 1170 weist Ausnehmungen 1171, 1172, 1173, 1174 auf (Ausnehmungen 1173 und 1174 in 11a nicht dargestellt). Zusammen mit den Seitenflächen des Aktors 1130 bilden die Ausnehmungen 1171, 1172, 1173, 1174 je einen Kanal. Befindet sich eine Kavität 1135 in der Nähe der Ausnehmungen 1171, 1172 und eine weitere Kavität 1135' auf der Fläche des Aktors 1130, die der Fläche mit der Kavität 1135 gegenüberliegt, sind die Kavitäten 1135, 1135' über die Ausnehmungen 1171, 1172 fluidkommunizierend verbunden.The sealing element 1170 has recesses 1171 . 1172 . 1173 . 1174 on (recesses 1173 and 1174 in 11a not shown). Together with the side surfaces of the actuator 1130 form the recesses 1171 . 1172 . 1173 . 1174 one channel each. There is a cavity 1135 near the recesses 1171 . 1172 and another cavity 1135 ' on the surface of the actuator 1130 that the area with the cavity 1135 are the cavities 1135 . 1135 ' about the recesses 1171 . 1172 fluidly connected.
Die Transportvorrichtung 1100 umfasst eine Dichtbahn 1177, die zwischen dem Aktor 1130 und dem Antrieb 1150 angeordnet ist. The transport device 1100 includes a sealing membrane 1177 that between the actuator 1130 and the drive 1150 is arranged.
Die Transportvorrichtung 1100 umfasst zwei Einspannelementen 1126, 1127, wobei je eines der Einspannelemente 1126, 1127 eine Seite des Aktors 1130, insbesondere eine Stirnfläche 1132, kontaktiert. Die Einspannelemente 1126, 1127 können sich über die gesamte Länge der jeweils kontaktierten Seite oder Fläche des Aktors 1130 erstrecken.The transport device 1100 includes two clamping elements 1126 . 1127 , with one of the clamping elements 1126 . 1127 one side of the actuator 1130 , in particular an end face 1132 , contacted. The clamping elements 1126 . 1127 can extend over the entire length of the respectively contacted side or surface of the actuator 1130 extend.
Die Einspannelemente 1126, 1127 weisen eine trapezförmige Grundform auf. Zumindest eine Seite der Einspannelemente 1126, 1127 ist jeweils trapezförmig ausgestaltet.The clamping elements 1126 . 1127 have a trapezoidal basic shape. At least one side of the clamping elements 1126 . 1127 is trapezoidal.
Die Einspannelemente 1126, 1127 können das Dichtelement 1170, das Gehäuse 1110, den Aktor 1130 und/oder die Dichtbahn 1177 kontaktieren.The clamping elements 1126 . 1127 can the sealing element 1170 , the housing 1110 , the actuator 1130 and / or the sealing membrane 1177 to contact.
Die Einspannelemente 1126, 1127 können aus einem nicht kompressiblen Material bestehen.The clamping elements 1126 . 1127 can consist of a non-compressible material.
In 11b ist eine Transportvorrichtung 1100 in einer schematischen Vorderansicht dargestellt. Die Transportvorrichtung 1100 umfasst ein Gehäuse 1110, einen Aktor 1130, einen Antrieb 1150 mit mehreren Magneten 1151 und ein Dichtelement 1170.In 11b is a transport device 1100 shown in a schematic front view. The transport device 1100 includes a housing 1110 , an actuator 1130 , a drive 1150 with multiple magnets 1151 and a sealing element 1170 ,
Das Gehäuse 1110 umfasst einen Fluideinlass 1111 und einen Diffusor 1112 sowie einen Fluidauslass 1113 mit verbundenem Diffusor 1114. Das Dichtelement 1170 umgreift eine der Kavitätsflächen 1131 und zumindest eine der Seitenflächen 1133, speziell beide Seitenflächen 1133.The housing 1110 includes a fluid inlet 1111 and a diffuser 1112 as well as a fluid outlet 1113 with connected diffuser 1114 , The sealing element 1170 encompasses one of the cavity surfaces 1131 and at least one of the side faces 1133 , especially both sides 1133 ,
Die Ausnehmung 1172 und 1174 (in 11b angedeutet) sind im Wesentlichen mit dem Fluideinlass 1111 (Diffusor 1112) fluchtend oder mit dem Auslass 1113 (Diffusor 1114) fluchtend. Dadurch wird ermöglicht, dass, wenn sich die Kavitäten 1135, 1135' an eine Position bewegt haben, die eine Fluidkommunikation der Kavität 1135 mit dem Diffusor 1114 und dem Fluidauslass 1113 ermöglicht, auch eine Fluidkommunikation der Kavität 1135 mit der Kavität 1135' gewährleistet ist, sodass Fluid aus beiden Kavitäten 1135, 1135' aus dem Fluidauslass 1113 ausströmen kann. Analog wird ein Einströmen von Fluid in die Kavitäten 1135, 1135' über den Fluideinlass 1111 und dem Diffusor 1112 gewährleistet.The recess 1172 and 1174 (in 11b are indicated) are essentially with the fluid inlet 1111 (Diffuser 1112 ) flush or with the outlet 1113 (Diffuser 1114 ) in alignment. This allows that when the cavities 1135 . 1135 ' have moved to a position that allows fluid communication of the cavity 1135 with the diffuser 1114 and the fluid outlet 1113 enables fluid communication of the cavity 1135 with the cavity 1135 ' is guaranteed, so that fluid from both cavities 1135 . 1135 ' from the fluid outlet 1113 can flow out. An analogous flow of fluid into the cavities 1135 . 1135 ' via the fluid inlet 1111 and the diffuser 1112 guaranteed.
Je eines der Einspannelemente 1126, 1127 kontaktiert je eine der Stirnflächen des Aktors 1130.One of the clamping elements 1126 . 1127 contacts one of the end faces of the actuator 1130 ,
In 11c ist die Transportvorrichtung 1100 in einer schematischen Seitenansicht dargestellt, wobei in dieser Ansicht eine Fluidkommunikation zwischen der Kavität 1135', der Ausnehmung 1171, der Ausnehmung 1172, der Kavität 1135, dem Diffusor 1114 und dem Fluidauslass 1113 gezeigt ist.In 11c is the transport device 1100 shown in a schematic side view, in which view fluid communication between the cavity 1135 ' , the recess 1171 , the recess 1172 , the cavity 1135 , the diffuser 1114 and the fluid outlet 1113 is shown.
Die Transportvorrichtung 1100 ist in 11d in einer schematischen Draufsicht gezeigt. Der Fluideinlass 1111 ist mit einem Diffusor 1112 verbunden. Mit dem Diffusor 1112 fluchten die Ausnehmungen 1173, 1174.The transport device 1100 is in 11d shown in a schematic top view. The fluid inlet 1111 is with a diffuser 1112 connected. With the diffuser 1112 align the recesses 1173 . 1174 ,
Der Fluidauslass 1113 ist mit dem Diffusor 1114 verbunden. Die Ausnehmungen 1171, 1172 fluchten mit dem Diffusor 1114.The fluid outlet 1113 is with the diffuser 1114 connected. The recesses 1171 . 1172 align with the diffuser 1114 ,
Exemplarisch sind in den 12a und 12b eine Transportvorrichtung 1200 mit Sensoren 1290, 1291, 1292, 1293, 1294, 1295, 1296 gezeigt.Examples are in the 12a and 12b a transport device 1200 with sensors 1290 . 1291 . 1292 . 1293 . 1294 . 1295 . 1296 shown.
Die mit Blick auf die Transportvorrichtung 1200 beschriebenen Merkmale der Sensoranordnung 1290,... sind in jeder der hierin beschriebenen Transportvorrichtungen 100,... integrierbar.The one with a view of the transport device 1200 described features of the sensor arrangement 1290 , ... are in each of the transport devices described herein 100 , ... can be integrated.
Die Transportvorrichtung 1200 umfasst ein Gehäuse 1210, das insbesondere einen ersten Gehäuseabschnitt 1220 und einen zweiten Gehäuseabschnitt 1225 umfasst. Zusätzlich umfasst die Transportvorrichtung 1200 einen Aktor 1230, einen Antrieb 1250, insbesondere mit mehreren Magneten 1251, und ein Dichtelement 1270, das speziell in einer Nut 1217 des Gehäuses 1210 angeordnet ist.The transport device 1200 includes a housing 1210 , in particular a first housing section 1220 and a second housing section 1225 includes. In addition, the transport device comprises 1200 an actuator 1230 , a drive 1250 , especially with several magnets 1251 , and a sealing element 1270 that specifically in a groove 1217 of the housing 1210 is arranged.
Die Sensoranordnung der Transportvorrichtung 1200 umfasst einen optischen Sensor 1291. Der optische Sensor 1291 ist in dem Gehäuse 1210 angeordnet und führt durch dieses hindurch. Ein Ende des optischen Sensors 1291 ist so in dem Gehäuse angeordnet, dass eine Fläche (speziell Kavitätsfläche) des Aktors 1230 optisch von dem Sensor 1291 erfassbar ist.The sensor arrangement of the transport device 1200 includes an optical sensor 1291 , The optical sensor 1291 is in the housing 1210 arranged and leads through this. One end of the optical sensor 1291 is arranged in the housing in such a way that a surface (specifically a cavity surface) of the actuator 1230 optically from the sensor 1291 is detectable.
Dieses Ende kann ein Ende eines Lichtleiters sein, auf dessen anderen Ende eine Auswerteeinheit oder Analyseeinheit des optischen Sensors 1291 angeordnet ist.This end can be an end of a light guide, on the other end an evaluation unit or analysis unit of the optical sensor 1291 is arranged.
Durch den optischen Sensor 1291 ist eine Fläche (Kavitätsfläche) des Aktors optisch vermessbar. Speziell kann eine Kavität in dem Aktor 1230 durch den optischen Sensor 1291 erfasst werden. Dies hinsichtlich der geometrischen Eigenschaften der Kavität in dem Aktor 1230 und hinsichtlich der Häufigkeit des Auftretens von Kavitäten in dem Aktor 1230.Through the optical sensor 1291 a surface (cavity surface) of the actuator can be optically measured. In particular, a cavity in the actuator 1230 through the optical sensor 1291 be recorded. This with regard to the geometric properties of the cavity in the actuator 1230 and with regard to the frequency of the occurrence of cavities in the actuator 1230 ,
Die Sensoranordnung der Transportvorrichtung 1200 kann auch einen Drucksensor 1292 umfassen. Der Drucksensor 1292 ist zumindest teilweise an dem Fluideinlass 1211 angeordnet und kann den absoluten Druck in dem Fluideinlass 1211 messen.The sensor arrangement of the transport device 1200 can also have a pressure sensor 1292 include. The pressure sensor 1292 is at least partially at the fluid inlet 1211 arranged and can the absolute pressure in the fluid inlet 1211 measure up.
Bildet sich eine Kavität in dem Aktor 1230, die fluidkommunizierend mit dem Fluideinlass 1211 ist, entsteht ein Unterdruck, wodurch ein Fluid über den Fluideinlass 1211 in die Kavität des Aktors 1230 einströmen kann. Durch den Drucksensor 1292 ist dieser Druck in dem Fluideinlass 1211 messbar. A cavity forms in the actuator 1230 that fluidly communicate with the fluid inlet 1211 creates a negative pressure, causing fluid to flow through the fluid inlet 1211 into the cavity of the actuator 1230 can flow in. Through the pressure sensor 1292 is this pressure in the fluid inlet 1211 measurable.
Der Drucksensor 1292 (auch Differenzdrucksensor) kann einen ersten Drucksensor 1292a und einen zweiten Drucksensor 1292b umfassen, sodass ein Differenzdruck zwischen dem Fluideinlass 1211 und dem Fluidauslass 1213 bestimmt werden kann. Dazu können zwei Drucksensoren 1292a, 1292b vor dem Fluideinlass 1211 oder zwei Drucksensoren nach dem Fluidauslass 1213 angeordnet sein (nicht vollständig in den 12a und 12b dargestellt). The pressure sensor 1292 (also differential pressure sensor) can be a first pressure sensor 1292a and a second pressure sensor 1292b include such that a differential pressure between the fluid inlet 1211 and the fluid outlet 1213 can be determined. Two pressure sensors can be used for this 1292a . 1292b before the fluid inlet 1211 or two pressure sensors after the fluid outlet 1213 be arranged (not completely in the 12a and 12b shown).
Durch die Daten des Drucksensors 1292 lässt sich der Betrieb der Transportvorrichtung 1200 überwachen und auf Grundlage der Daten des Drucksensors 1292 kann der Betrieb der Transportvorrichtung 1200 gesteuert oder geregelt werden.Through the data from the pressure sensor 1292 the operation of the transport device 1200 monitor and based on the data of the pressure sensor 1292 can operate the transport device 1200 be controlled or regulated.
Ein Temperatursensor 1290 ist in der Transportvorrichtung 1200 so angeordnet, dass durch den Temperatursensor 1290 die Temperatur des Aktors 1230 erfasst werden kann. Insbesondere ist der Temperatursensor 1290 (teilweise) in dem Gehäuse 1210 der Transportvorrichtung 1200 angeordnet. Der Temperatursensor 1290 kann eine Fläche des Aktors 1230 kontaktieren.A temperature sensor 1290 is in the transport device 1200 arranged so that by the temperature sensor 1290 the temperature of the actuator 1230 can be recorded. In particular, the temperature sensor 1290 (partially) in the housing 1210 the transport device 1200 arranged. The temperature sensor 1290 can be a surface of the actuator 1230 to contact.
Die Daten des Temperatursensors 1290 können verwendet werden, um den Betrieb der Transportvorrichtung 1200 zu überwachen, zu steuern oder zu regeln.The temperature sensor data 1290 can be used to operate the transport device 1200 to monitor, control or regulate.
Insbesondere wird der Betrieb der Transportvorrichtung 1200 so angepasst (gesteuert oder geregelt), dass die Temperatur des Aktors 1230 einen Wert von 100 °C nicht überschreitet, speziell eine Temperatur von 55 °C nicht überschreitet. Die Temperatur des Aktors 1230 kann beispielsweise über ein (nicht in den 12a und 12b dargestelltes) Heiz- und/oder Kühlelement, z. B. Peltier-Element, angepasst werden.In particular, the operation of the transport device 1200 adjusted (controlled or regulated) so that the temperature of the actuator 1230 does not exceed a value of 100 ° C, especially a temperature of 55 ° C. The temperature of the actuator 1230 can, for example, via a (not in the 12a and 12b shown) heating and / or cooling element, for. B. Peltier element.
Piezosensoren 1293, 1294 können eine Dehnung des Aktors 1230 (Kraftauswirkung des Aktors 1230) in Richtung von Kavitätsbewegungen zwischen dem Fluideinlass 1211 und dem Fluidauslass 1213 erfassen. Piezosensoren 1293, 1294 können an Stirnflächen des Aktors 1230 angeordnet sein. Ein Piezosensor 1293, 1294 an einer Stirnfläche des Aktors 1230 kann vorgesehen sein.Piezo sensors 1293 . 1294 can stretch the actuator 1230 (Force effect of the actuator 1230 ) in the direction of cavity movements between the fluid inlet 1211 and the fluid outlet 1213 to capture. Piezo sensors 1293 . 1294 can on the end faces of the actuator 1230 be arranged. A piezo sensor 1293 . 1294 on an end face of the actuator 1230 can be provided.
Die Piezosensoren 1293, 1294 können je eine Stirnfläche des Aktors 1230 kontaktieren und insbesondere je ein Einspannelement 1226, 1227 kontaktieren.The piezo sensors 1293 . 1294 can each have an end face of the actuator 1230 contact and in particular one clamping element each 1226 . 1227 to contact.
Die Daten der Piezosensoren 1293, 1294 können verwendet werden, um den Betrieb der Transportvorrichtung 1200 zu überwachen, zu steuern oder zu regeln. Durch die Größe und/oder Frequenz des von den Piezosensoren gemessenen Wertes kann auf den von der Transportvorrichtung 1200 transportierten Volumenstrom und/oder eine Alterung des Aktors 1230 geschlossen werden.The data of the piezo sensors 1293 . 1294 can be used to operate the transport device 1200 to monitor, control or regulate. The size and / or frequency of the value measured by the piezo sensors can be used to determine the value of the transport device 1200 transported volume flow and / or aging of the actuator 1230 getting closed.
Durch Dehnmessstreifen 1295, 1296 lässt sich ebenso auf den von der Transportvorrichtung 1200 geförderten Volumenstrom und/oder die Alterung des Aktors 1230 schließen. Dehnmessstreifen 1295, 1296 können in dem Gehäuse 1210 angeordnet sein. Dabei können die Dehnmessstreifen 1295, 1296 je eine Seitenfläche des Aktors 1230 kontaktieren. Auch kann ein Dehnmessstreifen 1295, 1296 an einer Seitenfläche des Aktors 1230 angeordnet sein und diesen kontaktieren.With strain gauges 1295 . 1296 can also be used on the transport device 1200 delivered volume flow and / or the aging of the actuator 1230 conclude. Strain gauges 1295 . 1296 can in the housing 1210 be arranged. The strain gauges can be used 1295 . 1296 one side of the actuator 1230 to contact. A strain gauge can also be used 1295 . 1296 on one side surface of the actuator 1230 be arranged and contact him.
Daten der Dehnmessstreifen 1295, 1296 erlauben eine Überwachung, ein Steuern oder ein Regeln des Betriebs der Transportvorrichtung 1200.Strain gauge data 1295 . 1296 allow monitoring, control or regulation of the operation of the transport device 1200 ,
Die 13a und 13b zeigen einen Aktor 1330 mit einer Trennschicht 1380.The 13a and 13b show an actuator 1330 with a separation layer 1380 ,
Jeder der hierin beschriebenen Aktoren 130, ..., 1330 kann eine Trennschicht 1380 umfassen.Any of the actuators described herein 130 , ..., 1330 can be a separation layer 1380 include.
In 13a ist keine Kavität in dem Aktor 1330 ausgebildet. Die Trennschicht 1380 umschließt alle Seiten des Aktors 1330, wobei ebenso zumindest eine Seite des Aktors 1330 von der Trennschicht 1380 umschlossen sein kann.In 13a is not a cavity in the actuator 1330 educated. The interface 1380 encloses all sides of the actuator 1330 , likewise at least one side of the actuator 1330 from the interface 1380 can be enclosed.
Die Trennschicht 1380 umfasst ein erstes Folienelement 1381 und ein zweites Folienelement 1382. Die Folienelemente 1381, 1382 sind durch eine Verschweißung 1398 luftdicht verbunden.The interface 1380 comprises a first film element 1381 and a second film element 1382 , The foil elements 1381 . 1382 are by welding 1398 hermetically connected.
Die Trennschicht 1380 kann ein einstückiges Folienelement umfassen. Speziell kann ein schlauchförmiges Folienelement um den Aktor 1330 angeordnet werden und die geöffneten Seiten oder die geöffnete Seite des Folienelements (luftdicht) verschweißt werden, sodass der Aktor 1330, insbesondere vollständig, von dem Folienelement umgeben ist.The interface 1380 can comprise a one-piece film element. In particular, a tubular film element can be around the actuator 1330 are arranged and the open sides or the open side of the film element (airtight) are welded so that the actuator 1330 , in particular completely, is surrounded by the film element.
Die Trennschicht 1380 umfasst ein Ventil 1399. Über das Ventil 1399 kann ein Druck außerhalb der Trennschicht 1380 (die Trennschicht 1380 umgebend) und ein Druck zwischen der Trennschicht 1380 und dem Aktor 1330 angepasst werden. Beispielsweise können die Folienelemente 1381, 1382 oder eine einstückige Folie um den Aktor 1330 gelegt werden, sodass Luft zwischen dem Aktor 1330 und der Folie über das Ventil 1399 gesaugt oder gedrückt werden kann. Dadurch liegt die Folie eng an dem Aktor 1330 an und der Druck zwischen dem Aktor 1330 und der Trennschicht 1380 ist gegenüber der Umgebung reduziert. Die Folienelemente 1381, 1382 (oder eine einstückige Folie) können miteinander verschweißt werden, sodass der Unterdruck zwischen dem Aktor 1330 und der Trennschicht 1380 erhalten bleibt.The interface 1380 includes a valve 1399 , About the valve 1399 can be a pressure outside the interface 1380 (the interface 1380 surrounding) and a pressure between the interface 1380 and the actuator 1330 be adjusted. For example, the film elements 1381 . 1382 or a one-piece film around the actuator 1330 be placed so that there is air between the actuator 1330 and the film over the valve 1399 can be sucked or pressed. As a result, the film lies close to the actuator 1330 on and the pressure between the actuator 1330 and the interface 1380 is reduced compared to the environment. The foil elements 1381 . 1382 (or a one-piece film) can be welded together so that the vacuum between the actuator 1330 and the interface 1380 preserved.
In 13b sind Kavitäten 1335, 1335' in dem Aktor 1330 ausgebildet, je eine Kavität 1335, 1335' in einer der Kavitätsflächen des Aktors 1330. Die Trennschicht 1380 folgt der Einschnürung des Aktors 1330 zur Ausbildung einer Kavität 1335, 1335'.In 13b are cavities 1335 . 1335 ' in the actuator 1330 trained, one cavity each 1335 . 1335 ' in one of the actuator's cavity surfaces 1330 , The interface 1380 follows the constriction of the actuator 1330 to form a cavity 1335 . 1335 ' ,
Wird ein Fluid in einer Kavität 1335, 1335' transportiert (wie oben beschrieben) kontaktiert das Fluid nicht direkt den Aktor 1330, sondern die Trennschicht 1380. Dadurch können auch aggressive oder sensible Fluide in einer Transportvorrichtung 100, ... mit dem Aktor 1330 mit Trennschicht 1380 transportiert werden. Speziell wird eine Biokompatibilität einer solchen Transportvorrichtung 100, ... gewährleistet.Becomes a fluid in a cavity 1335 . 1335 ' transported (as described above), the fluid does not directly contact the actuator 1330 but the interface 1380 , This means that even aggressive or sensitive fluids can be used in a transport device 100 , ... with the actuator 1330 with separation layer 1380 be transported. A biocompatibility of such a transport device becomes special 100 , ... guaranteed.
Die Dicke sB der Trennschicht 1380 kann geringer sein als die maximal in dem Aktor 1330 ausbildbare Tiefe sK der Kavität 13330.The thickness sB of the separation layer 1380 can be less than the maximum in the actuator 1330 trainable depth sK the cavity 13330 ,
Neben der mit Blick auf die 13a und 13b beschriebene Trennschicht 1380 kann die Trennschicht 1380 als Beschichtung, die festhaftend mit dem Aktor 1330 verbunden ist, ausgestaltet sein.In addition to that with a view of the 13a and 13b described separation layer 1380 can the interface 1380 as a coating that adheres to the actuator 1330 is connected.