DE19624271C1 - Rückschlagventillose Fluidpumpe - Google Patents

Rückschlagventillose Fluidpumpe

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DE19624271C1 DE19624271A DE19624271A DE19624271C1 DE 19624271 C1 DE19624271 C1 DE 19624271C1 DE 19624271 A DE19624271 A DE 19624271A DE 19624271 A DE19624271 A DE 19624271A DE 19624271 C1 DE19624271 C1 DE 19624271C1
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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine rückschlag­ ventillose Fluidpumpe und insbesondere auf eine solche rück­ schlagventillose Fluidpumpe, die einen Pumpenkörper und ei­ nen flexiblen Verdränger aufweist.
In den nicht vorveröffentlichten, älteren DE-A-195 34 378 und DE-A-195 46 570 sind Fluidpumpen bekannt. Diese bekannten Pumpen weisen zwei Öffnungen, einen Medieneinlaß und einen Medienauslaß auf. Eine Öffnung ist stets geöffnet, während die zweite Öffnung geöffnet und verschlossen werden kann. Die zyklische Öffnung bzw. Verschließung der einen Öffnung ermöglicht eine Pumpwirkung. Für diese Pumpwirkung sind zwei unterschiedliche Mechanismen bekannt.
Die in der DE-A-195 34 378 offenbarten Pumpen weisen neben einem Verdränger jeweils ein Pufferelement auf. Die DE-A-195 34 378 beschreibt bei einem Ausführungsbeispiel derselben eine Fluidpumpe, bei der das Pufferelement und der Ver­ dränger als eine Membran ausgebildet sind. Eine erste Öff­ nung durch den Pumpenkörper ist in einer Mittelachse der Membran angeordnet. Eine zweite Öffnung in dem Pumpenkörper ist außerhalb dieser Achse angeordnet. In der Ruhestellung dieser Pumpe ist nur die in der Mittelachse des Verdrängers angeordnete Öffnung verschlossen. Durch den symmetrischen Aufbau der in der DE-A-195 34 378 offenbarten Pumpe ist ein Abtransport eines Mediums auf der zweiten Öffnung abge­ wandten Seite der ersten Öffnung nicht garantiert. Somit kann mit einer derartigen bekannten Pumpe eine Selbstansau­ gung bzw. Selbstbefüllung nicht zuverlässig erreicht werden. Ferner muß wegen des großen Totvolumens bei der bekannten Pumpe ständig die Antriebsfrequenz variiert werden, entspre­ chend dem sich verkleinernden Luftvolumen in der Ansaugme­ dienzuführung. Unter dem Totvolumen sei jenes Volumen ver­ standen, welches nur hin- und hertransportiert wird bzw. auch gegen die Transportrichtung verschoben wird und somit einer Rückströmung gleichkommt. Die bekannte Pumpe weist ferner einen schlechten Wirkungsgrad auf.
In der DE-A-41 43 343 ist eine mikrominiaturisierte, elektro­ statisch betriebene Membranpumpe bekannt, bei der die Ein­ laß- und Auslaß-Öffnung einer Pumpkammer jeweils mit Rück­ schlagventilen bzw. Rückschlagventil-artigen Vorrichtungen versehen sind, um einen Pumpwirkung in eine definierte Rich­ tung zu ermöglichen.
Ausgehend von dem genannten Stand der Technik liegt der vor­ liegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine rückschlag­ ventillose, selbstansaugende und damit selbstbefüllende Mi­ kropumpe mit einem hohen Wirkungsgrad zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch rückschlagventillose Fluidpumpen gemäß Anspruch 1 und 7 gelöst.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es möglich ist, eine selbstansaugende Fluidpumpe, bei­ spielsweise eine selbstansaugende Mikropumpe, zu schaffen, indem das in der Mikropumpe entstehende Totvolumen, d. h. je­ nes Volumen, welches nur hin- und herbewegt wird und keinen Pumpbeitrag liefert, drastisch reduziert wird. Dadurch wird eine Selbstbefüllung bei einer einfachen Ansteuerung des Pumpenantriebs reproduzierbar.
Die rückschlagventillose Fluidpumpe gemäß einem ersten Aus­ führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist einen Pum­ penkörper und einen flexiblen Verdränger, der entlang seines Umfangs fluiddicht an dem Pumpenkörper angebracht ist und mittels einer Antriebseinrichtung in eine erste und eine zweite Endstellung bewegbar ist, auf. Der Pumpenkörper und der flexible Verdränger definieren einen Pumpenraum, der über eine erste Öffnung und eine zweite, von der ersten Öff­ nung beabstandete Öffnung mit einem Einlaß und einem Auslaß fluidmäßig verbindbar ist, wobei der Verdränger in der er­ sten Endstellung die erste und die zweite Öffnung ver­ schließt. Die Antriebseinrichtung wirkt im wesentlichen im Bereich der ersten Öffnung auf den flexiblen Verdränger ein, derart, daß der Verdränger die erste Öffnung öffnet, während die zweite Öffnung im wesentlichen geschlossen ist, wenn der Verdränger durch die Antriebseinrichtung aus der ersten End­ stellung in die zweite Endstellung bewegt wird. Die An­ triebseinrichtung bewegt den Verdränger ferner so schlagar­ tig aus der zweiten Endstellung in die erste Endstellung, daß durch eine elastische Verdrängerverformung ein Puffer­ volumen zwischen Verdränger und Pumpenkörper gebildet wird.
Die rückschlagventillose Fluidpumpe gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist einen Pumpenkörper und einen flexiblen Verdränger, der entlang seines Umfangs fluiddicht an dem Pumpenkörper angebracht ist und mittels einer Antriebseinrichtung in eine erste und eine zweite Endstellung bewegbar ist, auf. Der Pumpenkörper und der flexible Verdränger definieren einen Pumpenraum, der über eine erste Öffnung und eine zweite Öffnung mit einem Einlaß und einem Auslaß fluidmäßig verbindbar ist. Die erste und die zweite Öffnung sind beabstandet zueinander auf un­ terschiedlichen Seiten einer Mittelachse des Verdrängers an­ geordnet. Die Antriebseinrichtung wirkt im wesentlichen im Bereich der ersten Öffnung auf den flexiblen Verdränger ein, um den Verdränger in die erste und die zweite Endstellung zu bewegen. Der Verdränger verschließt die erste Öffnung, wenn er in der ersten Endstellung ist, und läßt die erste Öffnung offen, wenn er in der zweiten Endstellung ist. Die Antriebs­ einrichtung bewegt den Verdränger so schlagartig aus der zweiten Endstellung in die erste Endstellung, daß durch eine elastische Verdrängerverformung ein Puffervolumen zwischen Verdränger und Pumpenkörper gebildet wird.
Die erfindungsgemäße Fluidpumpe besteht vorzugsweise aus ei­ nem Pumpenkörper in der Form einer Platte und einem Verdrän­ ger in der Form einer Membran. Vorzugsweise sind in der Platte die Einlaß- und die Auslaßöffnung gebildet. Der Ver­ dränger in der Form der Membran kann dabei in der Ruhestel­ lung direkt auf einer Hauptoberfläche der Platte aufliegen. Ferner kann zwischen dem Verdränger in der Form der Membran und einer Hauptoberfläche der Platte ein kapillarer Spalt ausgebildet sein.
Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den ab­ hängigen Ansprüchen definiert.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeich­ nungen näher erläutert, wobei gleiche Elemente in unter­ schiedlichen Zeichnungen mit gleichen Bezugszeichen bezeich­ net sind. Es zeigen:
Fig. 1 eine Querschnittdarstellung eines ersten Ausfüh­ rungsbeispiels einer Fluidpumpe gemäß der vorlie­ genden Erfindung;
Fig. 2 eine Querschnittdarstellung eines zweiten Ausfüh­ rungsbeispiels einer Fluidpumpe gemäß der vorlie­ genden Erfindung;
Fig. 3 eine Querschnittdarstellung eines dritten Ausfüh­ rungsbeispiels einer Fluidpumpe gemäß der vorlie­ genden Erfindung;
Fig. 4(a) bis (e) grafische Darstellungen der Pumpe von Fig. 1 während eines Pumpzyklusses; und
Fig. 5(a) bis 5(e) grafische Darstellungen der Pumpe von Fig. 3 während eines Pumpzyklusses.
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer selbstan­ saugenden Fluidpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Fluidpumpe weist einen Pumpenkörper 10 auf, an dem mittels einer Verbindungseinrichtung 12 ein Verdränger 14 in der Form einer Membran 14 angebracht ist. Die Membran 14 kann an den Abschnitten, an denen der Verdränger an dem Pumpenkörper 10 befestigt ist, verdickt sein. Die Membran 14 ist mittels einer Antriebsvorrichtung 16, die eine piezoelektrische, ei­ ne pneumatische, eine thermopneumatische, eine thermomecha­ nische, eine elektrostatische, eine magnetische, eine magne­ tostriktive oder eine hydraulische Antriebsanordnung sein kann, aus der Stellung, die in Fig. 1 dargestellt ist und im folgenden als erste Endstellung bezeichnet wird, in eine zweite Endstellung bewegbar. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind in dem Pumpenkörper 10 zwei Öffnungen 18 und 20 ange­ ordnet, die beispielsweise mit einer Einlaß- bzw. Auslaß-Fluidleitung (nicht gezeigt) verbunden sein können. Bei der in Fig. 1 dargestellten Pumpe ist die Öffnung 18 die Einlaß­ öffnung, während die Öffnung 20 die Auslaßöffnung darstellt. Die Membran 14 ist vorzugsweise direkt über der Einlaßöff­ nung 18 mit der Antriebsvorrichtung 16 verbunden, um den Be­ trieb der Pumpe, der nachfolgend bezugnehmend auf Fig. 4 er­ läutert wird, zu ermöglichen. Zur Befestigung der Antriebs­ vorrichtung kann die Membran 14 an der Stelle derselben, an der sie mit der Antriebseinrichtung 16 verbunden ist, eine Verdickung aufweisen.
Die in Fig. 1 dargestellte, selbstansaugende, selbstbefül­ lende Mikropumpe unterscheidet sich von bekannten Mikropum­ pen dadurch, daß sie im Pumpbetrieb abwechselnd die erste Öffnung 18 öffnet, während die zweite Öffnung 20 verschlos­ sen bleibt, um dann die zweite Öffnung 20 zu öffnen, während die erste Öffnung geschlossen ist. Bei der in Fig. 1 darge­ stellten Pumpe ist zu jedem Zeitpunkt immer nur eine Öff­ nung, 18 oder 20, geöffnet, während die andere Öffnung ge­ schlossen ist. In der Ruhephase sind beide Öffnungen 18 und 20 verschlossen, wodurch das Pumpmedium definiert abgesperrt wird.
In Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfin­ dungsgemäßen Fluidpumpe dargestellt. Die Fluidpumpe weist wiederum einen Pumpenkörper 10 auf, an dem mittels einer Verbindungseinrichtung 12 eine Membran 24 angebracht ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist jedoch zwischen der Mem­ bran und dem Pumpenkörper ein kapillarer Spalt (26) gebil­ det. Um die Öffnungen 18 und 20 zu verschließen, wenn der Verdränger, d. h. die Membran 24, in der Ruhelage ist, weist die Membran an den Orten der Öffnungen Verdickungen auf, die der Oberfläche der Platte des Pumpenkörpers 10 zugewandt sind. Wiederum ist an der Membran eine Antriebseinrichtung 16 angebracht.
Auf der Oberseite, d. h. der dem Pumpenkörper abgewandten Seite, der Membran 24 können Strukturierungen ausgebildet sein, die eine optimale Puffervolumen-Anpassung und -Entlee­ rung ermöglichen. Ferner können Strukturierungen, welche beispielsweise als Strömungskanäle ausgeführt sein können, auf der Oberseite des Pumpenkörpers, d. h. der Oberseite, die der Membran 24 zugewandt ist, oder der Membranunterseite zur optimalen Befüllung bzw. Entleerung der Pumpe genutzt wer­ den.
Alternativ zu dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbei­ spiel könnten die Öffnungen 18 und 20, die in dem Pumpenkör­ per 10 angeordnet sind, ferner Erhebungen, die dieselben um­ geben, aufweisen. In diesem Fall müßte die Membran 24 keine dem Pumpenkörper 10 zugewandten Verdickungen aufweisen, um ein Verschließen der Öffnungen 18 und 20 zu ermöglichen.
In Fig. 3 ist ein drittes Ausführungsbeispiel einer Fluid­ pumpe gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Bei der in Fig. 3 dargestellten Pumpe ist zwischen dem Pumpenkörper 10 und einer einen Verdränger bildenden Membran 36 ein ka­ pillarer Spalt ausgebildet. Auch bei diesem Ausführungsbei­ spiel der vorliegenden Erfindung ist es bedeutsam, daß die zwei Öffnungen 18 und 20 beabstandet voneinander auf unter­ schiedlichen Seiten einer Mittelachse der Membran 36 ange­ ordnet sind. Durch diesen asymmetrischen Aufbau der erfin­ dungsgemäßen Pumpe ist ein selbstansaugender bzw. selbstbe­ füllender Betrieb der Mikropumpe gemäß der vorliegenden Er­ findung möglich.
Bezugnehmend auf die Fig. 4(a) bis 4(e) wird nachfolgend ein Pumpzyklus der Pumpe, die in Fig. 1 dargestellt ist, erläu­ tert. Hierbei sei darauf hingewiesen, daß das in Fig. 2 dar­ gestellte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Betrieb einen gleichartigen Pumpzyklus durchläuft.
In Fig. 4(a) ist die Pumpe in der Ruhestellung dargestellt, die auch in Fig. 1 gezeigt ist. In dieser Stellung sind bei­ de Anschlüsse verschlossen, wodurch eine absolute Medien­ sperrung erzeugt wird.
Wie in Fig. 4(b) gezeigt ist, wird dann der Verdränger, d. h. die Membran 14, aus der Ruhestellung in der Richtung des in der Fig. 4(b) gezeigten Pfeils punktuell nach oben bewegt, wobei die Einlaßöffnung, die Öffnung 18, geöffnet wird, während die Auslaßöffnung, die Öffnung 20, verschlossen bleibt. Die in Fig. 4(b) gezeigte Stellung kann als zweite Endstellung des Verdrängers betrachtet werden.
In Fig. 4(c) ist dargestellt, wie durch die Aufwärtsbewegung des Verdrängers ein zu pumpendes Medium durch die Einlaß­ öffnung, d. h. die Öffnung 18, in die durch die Aufwärtsbewe­ gung des Verdrängers gebildete Pumpkammer gezogen wird. Nachfolgend wird, wie in Fig. 4(d) gezeigt ist, der Verdrän­ ger schlagartig, punktuell nach unten bewegt und verschließt somit die Einlaßöffnung. Durch die Verdrängerverformung, d. h. die Verformung der Membran 14, wird ein Puffervolumen zwischen Membran und Pumpenkörper gebildet, welches dem auf­ genommenen Fluidvolumen entspricht, was bewirkt, daß die Auslaßöffnung freigegeben wird.
Wie in Fig. 4(e) dargestellt ist, wird das Puffervolumen durch die Auslaßöffnung, d. h. die Öffnung 20, entleert, wo­ bei das zu pumpende Medium "verschoben" bzw. über eine "Rollverdrängung" transportiert wurde.
Der oben bezugnehmend auf die Fig. 4(a) bis 4(e) beschriebe­ ne Pumpmechanismus ergibt eine Pumprichtung von der Einlaß­ öffnung 18 zu der Auslaßöffnung 20. Durch das Erhöhen der Antriebsfrequenz auf eine Frequenz oberhalb der Resonanzfre­ quenz des Gesamtsystems, bestehend aus dem Verdränger und dem Fluidsystem, kann eine Umkehr der Pumprichtung erreicht werden. Es ist offensichtlich, daß sich dann auch die Ein­ laß- bzw. Auslaß-Öffnung umkehren, d. h. daß die Einlaßöff­ nung 18 zur Auslaßöffnung wird, und die Auslaßöffnung 20 zur Einlaßöffnung wird.
Das bei jedem Punktzyklus von der erfindungsgemäßen Fluid­ pumpe durch eine Öffnung aufgenommene Volumen des Mediums entspricht dem durch die zweite Öffnung abgegebenen Volumen des Mediums. Die bei der erfindungsgemäßen Pumpe auftretende Rückströmung bzw. das Totvolumen, d. h. jenes Volumen, das nur hin- und herbewegt wird und keinen Pumpbeitrag liefert, gehen bei dieser Anordnung im Gegensatz zu bekannten Mikro­ pumpen gegen Null. Dadurch wird bei der erfindungsgemäßen Mikropumpe bei einer einfachen Ansteuerung der Antriebsvor­ richtung die Selbstbefüllung in Verbindung mit der Membran­ verformung und der sequentiellen Öffnung der Öffnungen re­ produzierbar.
In den Fig. 5(a) bis 5(e) ist ein Pumpzyklus des in Fig. 3 dargestellten dritten Ausführungsbeispiels einer Pumpe gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Wie in Fig. 5(a) ge­ zeigt ist, wird die Membran 36 zunächst ausgehend von einer Ruhelage mittels der Antriebsvorrichtung 16 nach unten be­ wegt, derart, daß die Öffnung 18 verschlossen ist. Wiederum sei zur Vereinfachung der Erklärung die Öffnung 18 als die Einlaßöffnung bezeichnet, während die Öffnung 20 als die Auslaßöffnung bezeichnet wird. Die in Fig. 5(a) dargestellte Stellung der Membran 36 kann als erste Endstellung bezeich­ net werden.
Wie in Fig. 5(b) dargestellt ist, wird die Membran 36 nach­ folgend ruckartig nach oben bewegt. In diesem Fall ist nicht immer nur eine Öffnung verschlossen, während die andere ge­ öffnet ist. Wie in den Fig. 5(b) und (c) gezeigt ist, sind hier kurzzeitig auch beide Öffnungen geöffnet, wobei jedoch durch die Öffnungen ein unterschiedliches Maß des Mediums fließt, da sich die Öffnungshöhe, d. h. der Abstand der Mem­ bran über den Öffnungen, unterscheidet und damit der Fluß­ widerstand. Durch die Einlaßöffnung 18 fließt somit ein größerer Fluidstrom als durch die Auslaßöffnung 20. Dies ist in Fig. 5(c) durch die unterschiedlich kräftig dargestellten Pfeile angezeigt.
Wie in Fig. 5(d) gezeigt ist, wird die Membran nachfolgend ruckartig nach unten bewegt, wodurch die Öffnung 18 ver­ schlossen wird. Wiederum ist zwischen der Membran und dem Pumpenkörper ein Pumpvolumen gebildet, das, wie in Fig. 5(e) gezeigt ist, anschließend durch die Rückverformung des Ver­ drängers durch die Öffnung 20 entleert wird.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Fluidpumpe, deren Betrieb bezüglich Fig. 5 erläutert wurde, existiert ein größeres Totvolumen als bei den Ausführungsbeispielen der vorliegen­ den Erfindung, die in den Fig. 1 und 2 gezeigt sind. Dadurch weist das bezüglich den Fig. 3 und 5 beschriebene dritte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung einen gerin­ geren Wirkungsgrad als die bezüglich der Fig. 1 und 2 be­ schriebenen Ausführungsbeispiele auf.
Die Mikropumpe gemäß den Fig. 1 und 2 läßt sich mit einer konstanten Antriebsfrequenz selbst befüllen. Nachdem das zu pumpende Medium den Pumpraum oder die Pumpkammer befüllt hat und an der Austrittsöffnung heraustritt, kann die Antriebs­ frequenz der Antriebsvorrichtung, die den Verdränger treibt, im Falle des Pumpens eines flüssigen Mediums um den Faktor 10 gesenkt werden, da nun keine Luft mehr verdrängt werden muß, sondern nur mehr das flüssige Medium.
Eine Basis für den Pumpmechanismus liegt in der Verdränger­ verformung und der Anordnung der Öffnungen. Das zu pumpende Medium wird durch die Öffnung 18 aufgenommen und zur Öffnung 20 "verschoben" oder über eine "Rollverdrängung" transpor­ tiert.
Die Pumpenkörper und Verdrängereinrichtungen gemäß der vor­ liegenden Erfindung können vorzugsweise aus Silizium beste­ hen. Daneben können dieselben auch in einer Kunststoff­ spritztechnik gefertigt sein. Als Antriebsvorrichtungen kön­ nen alle in der Technik bekannten Antriebe verwendet werden. Die für die Mikropumpe charakteristischen, transienten Kur­ venformen für den Hub, den Pumpkammerdruck, die Verdränger­ volumenänderung und den Durchfluß können ohne weiteres her­ geleitet werden.
Alternativ zu den dargestellten Fluidpumpen könnte ein ka­ pillarer Spalt zwischen der Verdrängermembran und der Pum­ penkörperplatte auch durch eine Ausnehmung in der Pumpenkör­ perplatte gebildet sein.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht somit erstmals die Her­ stellung rückschlagventilloser, selbstansaugender, d. h. selbstbefüllender, Mikropumpen. Das Einsatzgebiet der erfin­ dungsgemäßen Pumpen deckt den gesamten Bereich der Mikro­ fluidik und der Fluidik ab, da das zu pumpende Medium sowohl bidirektional befördert als auch definiert gesperrt werden kann. Ferner sind die erfindungsgemäßen Pumpen mit einem mi­ nimalen Aufwand und mit minimalen Baugrößen herstellbar. Durch diese geringen Baugrößen ermöglicht die vorliegende Erfindung den Aufbau von minimalen Misch- und Dosiersystemen in der Medizin-, Chemie- und Analyse-Technik, wobei die da­ bei verwendeten Pumpen einen guten Wirkungsgrad aufweisen.

Claims (13)

1. Rückschlagventillose Fluidpumpe mit folgenden Merkma­ len:
einem Pumpenkörper (10);
einem flexiblen Verdränger (14; 24), der entlang seines Umfangs fluiddicht an dem Pumpenkörper (10) angebracht ist und mittels einer Antriebseinrichtung (16) in eine erste und eine zweite Endstellung bewegbar ist;
wobei der Pumpenkörper (10) und der flexible Verdränger (14; 24) einen Pumpenraum definieren, der über eine er­ ste Öffnung (18) und eine zweite, von der ersten Öff­ nung beabstandete Öffnung (20) mit einem Einlaß und ei­ nem Auslaß fluidmäßig verbindbar ist;
wobei der Verdränger (14; 24) in der ersten Endstellung die erste und die zweite Öffnung verschließt;
wobei die Antriebseinrichtung (16) im wesentlichen im Bereich der ersten Öffnung (18) auf den flexiblen Ver­ dränger (14; 24) einwirkt, derart, daß der Verdränger (14; 24) die erste Öffnung (18) öffnet, während die zweite Öffnung (20) im wesentlichen geschlossen ist, wenn der Verdränger (14; 24) durch die Antriebseinrich­ tung (16) aus der ersten Endstellung in die zweite End­ stellung bewegt wird; und
wobei die Antriebseinrichtung den Verdränger so schlag­ artig aus der zweiten Endstellung in die erste Endstel­ lung bewegt, daß durch eine elastische Verdrängerver­ formung ein Puffervolumen zwischen Verdränger und Pum­ penkörper gebildet wird.
2. Rückschlagventillose Fluidpumpe gemäß Anspruch 1, bei der der Pumpenkörper (10) in der Form einer Platte und der Verdränger (14) in der Form einer Membran ausgebildet ist, derart, daß die Membran auf einer Hauptoberfläche der Platte aufliegt, wenn der Verdränger (14) in der ersten Endstellung ist.
3. Rückschlagventillose Fluidpumpe gemäß Anspruch 1, bei der der Pumpenkörper (10) in der Form einer Platte und der Verdränger (24) in der Form einer Membran ausgebildet ist, derart, daß zwischen einer Hauptoberfläche der Platte und der Membran ein kapillarer Spalt (26) ge­ bildet ist.
4. Rückschlagventillose Fluidpumpe gemäß Anspruch 3, bei der die erste und die zweite Öffnung (18, 20) in dem Pum­ penkörper (10) angeordnet sind, wobei die Membran (24) eine erste und eine zweite zu der Platte (10) hin ge­ richtete Verdickung aufweist, die die erste und die zweite Öffnung verschließen, wenn der Verdränger (24) in der ersten Endstellung ist.
5. Rückschlagventillose Fluidpumpe gemäß Anspruch 3, bei der die erste und die zweite Öffnung (18, 20) in dem Pum­ penkörper (10) angeordnet sind, wobei um die erste und die zweite Öffnung (18, 20) Erhebungen vorgesehen sind, derart, daß die Membran die erste und die zweite Öff­ nung (18, 20) in der ersten Endstellung verschließt.
6. Rückschlagventillose Fluidpumpe gemäß Anspruch 2, bei der der Verdränger (14; 24) nach dem Abschalten der Pumpe die erste und die zweite Öffnung (18, 20) passiv und/oder aktiv verschließt.
7. Rückschlagventillose Fluidpumpe mit folgenden Merkma­ len:
einem Pumpenkörper (10);
einem flexiblen Verdränger (36), der entlang seines Um­ fangs fluiddicht an dem Pumpenkörper (10) angebracht ist und mittels einer Antriebseinrichtung (16) in eine erste und eine zweite Endstellung bewegbar ist;
wobei der Pumpenkörper (10) und der flexible Verdränger (36) einen Pumpenraum definieren, der über eine erste Öffnung (18) und eine zweite Öffnung (20) mit einem Einlaß und einem Auslaß fluidmäßig verbindbar ist;
wobei die erste und die zweite Öffnung (18, 20) beab­ standet zueinander auf unterschiedlichen Seiten einer Mittelachse des Verdrängers (36) angeordnet sind;
wobei die Antriebseinrichtung (16) im wesentlichen im Bereich der ersten Öffnung (18) auf den flexiblen Ver­ dränger (36) einwirkt, um den Verdränger (36) in die erste und die zweite Endstellung zu bewegen;
wobei der Verdränger (36) die erste Öffnung (18) ver­ schließt, wenn er in der ersten Endstellung ist, und die erste Öffnung (18) offen läßt, wenn er in der zwei­ ten Endstellung ist; und
wobei die Antriebseinrichtung den Verdränger so schlag­ artig aus der zweiten Endstellung in die erste Endstel­ lung bewegt, daß durch eine elastische Verdrängerver­ formung ein Puffervolumen zwischen Verdränger und Pum­ penkörper gebildet wird.
8. Rückschlagventillose Fluidpumpe gemäß Anspruch 7, bei der der Pumpenkörper (10) in der Form einer Platte und der Verdränger (36) in der Form einer Membran ausgebildet ist, derart, daß zwischen einer Hauptoberfläche der Platte und der Membran ein kapillarer Spalt gebildet ist.
9. Rückschlagventillose Fluidpumpe gemäß einem der Ansprü­ che 1 bis 8, bei der der Pumpenkörper (10) und der Verdränger (14; 24; 36) aus Silizium hergestellt sind.
10. Rückschlagventillose Fluidpumpe gemäß einem der Ansprü­ che 1 bis 8, bei der der Pumpenkörper (10) und der Ver­ dränger (14; 24; 36) mittels Kunststoffspritztechnik hergestellt sind.
11. Rückschlagventillose Fluidpumpe gemäß einem der Ansprü­ che 1 bis 10, bei der die Pumprichtung der Pumpe durch ein Betreiben des Ver­ drängers (14; 24; 36) mit einer Frequenz, die oberhalb der Resonanzfrequenz ist, umkehrbar ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE4143343A1 (de) * 1991-09-11 1993-03-25 Fraunhofer Ges Forschung Mikrominiaturisierte, elektrostatisch betriebene membranpumpe
DE19534378C1 (de) * 1995-09-15 1997-01-02 Inst Mikro Und Informationstec Fluidpumpe

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