DE60209054T2

DE60209054T2 - Pumpe und ihr Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE60209054T2
Application number: DE60209054T
Authority: DE
Inventors: Yoji Kadoma-shi Urano; Tatsuji Kadoma-shi Kawaguchi; Harunori Kadoma-shi Kitahara
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2001-04-24
Filing date: 2002-04-23
Publication date: 2006-08-31
Anticipated expiration: 2022-04-24
Also published as: CN1382909A; HK1051061B; KR100494262B1; US20030002995A1; CN1212476C; EP1253320B1; DE60209054D1; EP1253320A3; TW561223B; KR20020082800A; EP1253320A2; HK1051061A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine z.B. in einem Sphygmomanometer verwendete kleinformatige Pumpe im allgemeinen und insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, den Aufbau einer piezoelektrischen Pumpe, die mit der Wirkung eines piezoelektrischen Stellglieds arbeitet.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Eine derartige Pumpe ist in der (ungeprüften) Japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 59-200081, U.S.-P Nr. 6 033 191 und dergleichen offenbart.
Wie in 46 gezeigt, hat die in U.S.-P Nr. 6 033 191 offenbarte Pumpe eine Lamellenkonstruktion mit einer zwischen einem oberen Gehäuse 50 und einem unteren Gehäuse 51 angeordneten Ventilmembran 52, wobei an der Oberseite des unteren Gehäuses 51 Ein- und Auslaßströmungskanäle 53 ausgebildet sind. An dem oberen Gehäuse 51 ist eine von einem piezoelektrischen Stellglied in Schwingung versetzte Federplatte 54 angeordnet, wobei zwischen der Federplatte 54 und der Oberseite des oberen Gehäuses 50 eine Pumpenkammer gebildet ist. Die Pumpenkammer und die ein- und auslaßseitigen Strömungskanäle 53 stehen durch jeweilige Löcher 55 in dem oberen Gehäuse 50 miteinander in Verbindung, und in den Bereichen, in denen die Löcher 55 und die Strömungskanäle 53 in Verbindung stehen, bildet die Ventilmembran 52 Einlaß- und Auslaßabsperrventile. Wenn die Federplatte 54 schwingt, wird von dem ansaugseitigen Strömungskanal 53 Luft in die Pumpenkammer gesaugt und Luft aus der Pumpenkammer zu dem austrittsseitigen Strömungskanal 53 ausgestoßen.
Ein Problem bei einer so aufgebauten kompakten Pumpe besteht darin, daß die Notwendigkeit besteht, eine ausreichende Ebenheit und Parallelität bei den Paßflächen des oberen und unteren Gehäuses 50, 51 zu gewährleisten, damit die Luftdichtigkeit garantiert ist. Ferner ist es schwierig, die drei Schichten oberes Gehäuse 50, unteres Gehäuse 51 und Ventilmembran 52 gleichzeitig zu positionieren.
Ferner läßt auch die Fördermenge des Pumpenkörpers nach, falls bei der Bildung des Absperrventils durch Anordnen der Ventilmembran 52 zwischen dem oberen Gehäuse 50 und dem unteren Gehäuse 51 die Positioniergenauigkeit nachläßt.
Ferner sind die Paßflächen des oberen und unteren Gehäuses 50, 51, wie durch die in 47 gezeigten Schweißraupen 56 angedeutet, entlang der Strömungskanäle 53 lasergeschweißt, um Luftdichtigkeit zu erreichen, aber in den Strömungskanälen 53 sind Luftverluste zwischen der Ventilmembran 52 und dem oberen Gehäuse 50 unvermeidlich. Dadurch entsteht das Problem einer verschlechterten Verdichtungsleistung. Außerdem ist das Ausbilden der Strömungskanäle 53 nicht einfach.
Andere piezoelektrische Pumpen sind in EP 0 424 087 A1 , die als nächster Stand der Technik angesehen wird, EP 0 789 146 A1 , DE 197 11 270 A1 und US 5,759,014 beschrieben.
Ein Problem bei der in der Japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 59-200081 offenbarten Pumpe besteht darin, daß aufgrund ihrer Verwendung eines Absperrventils das obere Gehäuse dick genug sein muß, um das Absperrventil darin anzuordnen, und somit nicht extrem dünn ausgebildet sein kann.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Daher besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die oben beschriebenen Probleme zu lösen, indem sie eine kompakte Pumpe bereitstellt, die leicht herstellbar ist und hohe Leistung und Zuverlässigkeit bietet, und indem sie ein Herstellungsverfahren für diese Pumpe vorsieht.
Zur Lösung dieser und anderer Aufgaben ist eine Pumpe gemäß der vorliegenden Erfindung eine piezoelektrische Pumpe zum Ansaugen von Fluid in eine Pumpenkammer und Ausstoßen von Fluid aus der Pumpenkammer durch Verändern eines Volumens der Pumpenkammer durch die Wirkung eines piezoelektrischen Stellglieds. Die piezoelektrische Pumpe weist ein Gehäuse mit Ein- und Auslaßströmungskanälen, die beide mit der Pumpenkammer in Verbindung stehen, und eine erste und zweite Absperrventileinheit auf, die jeweils eine Dünnfilmabsperrventilmembran und einen Absperrventilkörper mit einem Kanal aufweisen, der von der Absperrventilmembran geöffnet und geschlossen wird. Die erste und zweite Absperrventileinheit sind zwischen der Pumpenkammer und dem Ein- bzw. Auslaßströmungskanal angeordnet.
Diese Ausgestaltung ermöglicht die einfache Herstellung einer kompakten Pumpe und die Verbesserung der Pumpleistung.
Die Absperrventilfunktion der Absperrventileinheiten kann auch vor dem Einbau in das Gehäuse bestätigt werden, wodurch die Zuverlässigkeit der Pumpe und die Pumpenproduktionsmenge verbessert werden. Falls ein Absperrventil durch längeren Gebrauch beschädigt wird, ermöglicht diese Ausgestaltung ferner den Austausch lediglich der beschädigten Absperrventileinheit.
Die Federplatte besteht vorzugsweise aus einem piezoelektrischen Stellglied und einer dünnen Metallplatte, die miteinander verbunden werden, und wird an dem Gehäuse angebracht, so daß zwischen der Federplatte und dem Gehäuse eine Pumpenkammer gebildet wird. Dies ermöglicht die Verringerung des Volumens des Fluids von der Pumpenkammer zu der Absperrventilmembran und erhöht im Vergleich zu herkömmlichen Pumpen den Druck im Inneren der Pumpenkammer während des Ausstoßens. Somit ist der Ausstoß von Fluid mit Hochdruck möglich, und die Pumpenleistung verbessert sich.
Weiterhin sind die erste und zweite Absperrventileinheit vorzugsweise von identischer Ausgestaltung und in entgegengesetzten Positionen an dem Gehäuse installiert. Somit können identische Absperrventileinheiten sowohl an der Ansaug- als auch an der Ausstoßseite verwendet werden und damit können die Herstellungskosten gesenkt werden.
Weiterhin sind die Absperrventileinheiten vorzugsweise von der der Federplattenseite gegenüberliegenden Seite aus an dem Gehäuse installiert, so daß der Austausch der Absperrventileinheit ohne Entfernen der Federplatte möglich ist.
Die Federplatte wird leicht durch äußere Kraft beschädigt. Falls jedoch der Gehäuseteil, an dem die Federplatte angeordnet ist, und der Gehäuseteil, an dem die Absperrventileinheiten installiert sind, separate Teile sind, können der Teil, mit dem die Federplatte verbunden ist, und der Teil, an den die Absperrventileinheiten montiert sind, getrennt werden, wodurch der Austausch der Federplatte und der Absperrventileinheiten sich leichter gestaltet. Da dieselbe Absperrventileinheit mit unterschiedlichen Federplatten verwendet werden kann, läßt sich ferner leicht feststellen, wie die Pumpeneigenschaften sich bei Wechsel der Federplatte verändern.
Ferner wird wenigstens zwischen dem Gehäuse und den Absperrventileinheiten oder zwischen den separaten Gehäuseteilen vorzugsweise eine Paßkonstruktion verwendet, und diese Paßkonstruktion ist vorzugsweise ein durch Preßpassung zusammengefügter Preßsitz. Dadurch wird die Trennung von Gehäuse und Absperrventileinheit (oder den Gehäuseteilen) beim Austausch einer Absperrventileinheit (oder einer Federplatte) einfach. Ein Preßsitz vereinfacht auch das Befestigen der Absperrventileinheit (oder des Gehäuseteils) in dem Gehäuse (oder dem anderen Gehäuseteil), durch die Preßpassung ist Luftdichtigkeit garantiert, und die Zuverlässigkeit der Pumpe kann verbessert werden.
Die gleichen Vorteile lassen sich durch Verwendung einer Übergangspassung oder Spielpassung erreichen, die durch Adhäsion oder Schweißen vollendet wird.
Ferner besteht die Möglichkeit, an den Paßflächen Schraubgewinde auszubilden, so daß das Gehäuse und die Absperrventileinheiten oder die Gehäuseteile miteinander verschraubt werden. Auf diese Weise können die Teile einfach aneinander befestigt bzw. voneinander getrennt werden.
Falls die Absperrventilmembran den Kanal abdeckend in dem Absperrventilkörper angeordnet ist und die Absperrventilmembran mit dem Absperrventilkörper verbunden ist, kann eine Absperrventilmembran mit der geringsten erforderlichen Größe verwendet und die Nutzung des für die Absperrventilmembran verwendeten Dünnfilmmaterials verbessert werden.
Falls die Absperrventilmembran mit einem oder mehreren darin ausgebildeten Luftlöchern den Kanal in dem Absperrventilkörper abdeckend angeordnet ist und die Absperrventilmembran um das Luftloch, den Kanal einschließend, mit dem Absperrventilkörper verbunden wird, kann die Größe des Dünnfilms frei festgelegt werden, die Handhabung während der Montage und auch das Schweißen sind einfacher.
Falls die Luftlöcher an Stellen an gegenüberliegenden Seiten des Kanals ausgebildet sind, kann ein Absperrventil vorgesehen werden, das zuverlässig funktioniert und eine äußerst einfache Ausgestaltung hat, und für die Absperrventilmembran ist keine Hochpräzisionspositionierung erforderlich.
Falls an einer von dem Kanal entfernten Stelle ein einzelnes Luftloch parallel zur Tangente zum Außenumfang des Kanals ausgebildet ist, können nicht so leicht Undichtigkeiten auftreten. Falls mehrere Luftlöcher, die jeweils parallel zu einer Tangente zum Außenumfang des Kanals verlaufen, in bezug auf den Kanal umfangsmäßig an von diesem beabstandeten Positionen ausgebildet sind, wird ein Knittern der Absperrventilmembran verhindert.
Falls ferner die Form eines in der Absperrventilmembran ausgebildeten Luftlochs die eines durchgehenden Bogens ist, wird eine spannungsbegründete Beschädigung der Absperrventilmembran verhindert.
Falls ferner die Absperrventilmembran den Kanal abdeckend angeordnet ist und zwei Seiten auf gegenüberliegenden Seiten des Kanals mit dem Absperrventilkörper verbunden sind, kann ein Absperrventil mit einfacher Ausgestaltung gebildet werden und für die Absperrventilmembran ist keine Hochpräzisionspositionierung erforderlich.
Falls eine Absperrventilmembran mit einer öffenbaren Seite den Kanal abdeckend und diesen außer auf der einen öffenbaren Seite umgebend angeordnet ist und mit dem Absperrventilkörper verbunden ist, läßt sich mit einer einfachen Ausgestaltung eine Absperrventilfunktion erzielen und Undichtigkeiten können nicht leicht auftreten.
Falls die Absperrventilmembran den Kanal abdeckend angeordnet ist, die Absperrventilmembran stellenweise um den Umfang des Kanals mit dem Absperrventilkörper verbunden ist und die Zwischenräume zwischen den Verbindungsstellen als Luftlöcher wirken, sind daher die Stellen, an denen die Absperrventilmembran mit dem Absperrventilkörper verbunden ist, mit dem Kanal konzentrisch und Falten treten bei der Absperrventilmembran nicht so leicht auf.
Falls eine polygonal geformte Absperrventilmembran so angeordnet ist, daß sie den Kanal bedeckt und jeder Winkel des Polygons mit dem Absperrventilkörper verbunden ist, sind die Stellen, an denen die Absperrventilmembran mit dem Absperrventilkörper verbunden ist, mit dem Kanal konzentrisch. Daher treten in der Absperrventilmembran nicht schnell Falten auf und die Ränder der Absperrventilmembran rollen sich nicht auf, da die offenen Seiten gerade sind.
Falls die Absperrventilmembran eine durch Entfernen eines Teils eines Dünnfilms gebildete Klappe aufweist und die Absperrventilmembran um die Klappe herum mit dem Absperrventilkörper verbunden ist, kann eine Absperrventileinheit mit einfacher Ausgestaltung, bei der keine Hochpräzisionspositionierung der Absperrventilmembran erforderlich ist, vorgesehen sein. Ferner kann durch die Spannung des Dünnfilms begründeter Druckverlust verringert werden, da der Kanal durch den Elastizitätsmodul des Dünnfilms geöffnet und geschlossen wird.
Falls der mittels der Klappe geöffnete und geschlossene Kanal aus einer Vielzahl von Öffnungen gebildet ist, die um einen bestimmten Abstand getrennt sind, und in der Mitte der mehreren Öffnungen ein Stützteil zum Abstützen der Klappe ausgebildet ist, kann das Austreten von Fluid, das sich aus dem Hineinziehen des Dünnfilms in den Kanal ergibt, verhindert werden und der Druck im Inneren der Pumpe kann weiter erhöht werden.
Falls die Absperrventilmembran zu einem rechteckigen Streifen geformt ist und nur an einer Seite, die rechtwinklig zu einer Längsseite ist, mit dem Absperrventilkörper verbunden ist, kann eine Absperrventileinheit mit einfacher Ausgestaltung, bei der keine Hochpräzisionspositionierung der Absperrventilmembran erforderlich ist, vorgesehen sein. Außerdem kann der Kanal durch den Elastizitätsmodul des Dünnfilms geöffnet und geschlossen werden, und der auf die Spannung des Dünnfilms zurückgehende Druckverlust kann vermindert werden.
Falls der Absperrventilkörper mit einem ersten und einem zweiten Abstandhalter ausgebildet ist, weisen diese eine Paßkonstruktion auf und die Absperrventilmembran wird zwischen den ersten und zweiten Abstandhalter eingefügt und mit diesen verbunden, wenn sie zusammengefügt werden, so daß die Absperrventilmembran z.B. durch Preßpassung leicht in ihrer Position fixiert werden kann.
Falls der erste und der zweite Abstandhalter verklebt sind, lassen sich Luftverluste vermeiden.
Falls die Absperrventilmembran und der Absperrventilkörper miteinander verschweißt sind, kann die Absperrventilmembran ferner durch Schweißen zuverlässig mit dem Absperrventilkörper verbunden werden.
Falls der Absperrventilkörper mit einem ersten und einem zweiten Abstandhalter ausgebildet ist, wird die Absperrventilmembran zwischen dem ersten und zweiten Abstandhalter angeordnet und diese und die Absperrventilmembran werden zusammengeschweißt, wobei eine Beschädigung der Absperrventilmembran durch Schweißen verhindert wird, da drei Schichten miteinander verschweißt werden.
Ein Herstellungsverfahren für eine Pumpe gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung umfaßt: Ausbilden eines Luftlochs in einer aus einem Dünnfilm bestehenden Absperrventilmembran; Ausbilden eines Kanals in einem Absperrventilkörper; Anordnen der Absperrventilmembran so, daß sie den Kanal bedeckt; Verbinden der Absperrventilmembran um das Luftloch mit dem Absperrventilkörper zur Bildung einer Absperrventileinheit, in der der Kanal aufgrund einer Druckdifferenz von der Absperrventilmembran geöffnet und geschlossen wird; und Einbauen der Absperrventileinheit in ein Gehäuse.
Auf diese Weise können in dem Dünnfilm leicht Luftlöcher ausgebildet werden und beim Schweißen ist keine Hochpräzisionspositionierung notwendig.
Nachdem die Absperrventileinheit zusammengebaut ist, können die Luftlöcher in der Absperrventilmembran ausgebildet werden. Dadurch entfällt jegliche Notwendigkeit der Positionierung der Absperrventilmembran zum Verbinden mit dem Absperrventilkörper vollständig. Die Luftlöcher können auch nach der Fixierung der Absperrventilmembran an geeigneten Positionen ausgebildet werden.
Werden die Luftlöcher in dem Dünnfilm mit einem Excimerlaser gebildet, bilden sich durch die Wärme bei der Bearbeitung keine Falten, der Dünnfilm kann präzisionsbearbeitet werden und die Wahrscheinlichkeit, daß bei der Nachbearbeitung Schäden (Laserkratzer) auf dem Absperrventilkörper verbleiben, ist gering.
Ein anderes Herstellungsverfahren für eine Pumpe gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt: Ausbilden eines Kanals in einem Absperrventilkörper; Anordnen einer Absperrventilmembran so, daß sie den Kanal bedeckt; Verbinden der Absperrventilmembran mit dem Absperrventilkörper um den Kanal; Ausbilden eines Luftlochs in der Absperrventilmembran an einer Position zwischen einer Verbindungsstelle und dem Kanal zur Bildung einer Absperrventileinheit, in der der Kanal aufgrund einer Druckdifferenz von der Absperrventilmembran geöffnet und geschlossen wird; und Einbauen der Absperrventileinheit in ein Gehäuse.
Dieses Verfahren hält die Absperrventilmembran und den Absperrventilkörper während des Zusammenschweißens fest zusammen und verbessert damit die Luftdichtigkeit.
Falls beim Laserschweißen eine Irisblende mit einer Blende verwendet wird, um bestimmte Teile der Absperrventilmembran gleichzeitig mit dem Absperrventilkörper zu verschweißen, können die Auswirkungen der Schweißwärmeferner weiter verringert werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die obigen und andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden deutlicher anhand der folgenden Beschreibung ihrer bevorzugten Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, in denen gleiche Teile durchgehend mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und welche zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer Membranpumpe gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 eine perspektivische Explosionsdarstellung der in 1 gezeigten Pumpe;
3 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer in der in 1 gezeigten Pumpe angeordneten Absperrventileinheit;
4A eine Schnittansicht, die den Saugbetrieb der in 3 gezeigten Absperrventileinheit zeigt;
4B eine Schnittansicht, die den Ausstoßbetrieb der in 3 gezeigten Absperrventileinheit zeigt;
5A eine perspektivische Ansicht einer Absperrventileinheit in einer Membranpumpe gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
5B eine Schnittansicht der Membranpumpe mit der in 5A gezeigten Absperrventileinheit;
6A eine perspektivische Ansicht einer Absperrventileinheit in einer Membranpumpe gemäß einem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
6B eine Schnittansicht der Membranpumpe mit der in 6A gezeigten Absperrventileinheit;
7A eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Membranpumpe gemäß einem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
7B eine Schnittansicht der in 7A gezeigten Membranpumpe;
8 eine perspektivische Ansicht einer Membranpumpe gemäß einer Modifizierung der in 7A gezeigten Pumpe im zusammengebauten Zustand von hinten;
9 eine perspektivische Ansicht einer in einer Absperrventileinheit gemäß der vorliegenden Erfindung angeordneten Absperrventilmembran;
10A eine perspektivische Ansicht der in 9 gezeigten Absperrventilmembran im geöffneten Zustand;
10B eine Schnittansicht der in 9 gezeigten Absperrventilmembran im geöffneten Zustand;
11A eine perspektivische Ansicht der in 9 gezeigten Absperrventilmembran im geschlossenen Zustand;
11B eine Schnittansicht der in 9 gezeigten Absperrventilmembran im geschlossenen Zustand;
12 eine perspektivische Ansicht einer alternativen Absperrventilmembran;
13A eine perspektivische Ansicht der in 12 gezeigten Absperrventilmembran im geöffneten Zustand;
13B eine Schnittansicht der in 12 gezeigten Absperrventilmembran im geöffneten Zustand;
14A eine perspektivische Ansicht der in 12 gezeigten Absperrventilmembran im geschlossenen Zustand;
14B eine Schnittansicht der in 12 gezeigten Absperrventilmembran im geschlossenen Zustand;
15A eine perspektivische Ansicht einer anderen alternativen Absperrventilmembran;
15B eine perspektivische Ansicht der in 15A gezeigten Absperrventilmembran im geöffneten Zustand;
16A eine perspektivische Ansicht einer anderen alternativen Absperrventilmembran;
16B eine perspektivische Ansicht der in 16A gezeigten Absperrventilmembran im geöffneten Zustand;
17A eine perspektivische Ansicht einer anderen alternativen Absperrventilmembran;
17B eine perspektivische Ansicht der in 17A gezeigten Absperrventilmembran im geöffneten Zustand;
18 eine perspektivische Ansicht einer anderen alternativen Absperrventilmembran;
19A eine perspektivische Ansicht der in 18 gezeigten Absperrventilmembran im geöffneten Zustand;
19B eine Schnittansicht der in 18 gezeigten Absperrventilmembran im geöffneten Zustand;
20A eine perspektivische Ansicht der in 18 gezeigten Absperrventilmembran im geschlossenen Zustand;
20B eine Schnittansicht der in 18 gezeigten Absperrventilmembran im geschlossenen Zustand;
21 eine perspektivische Ansicht einer anderen alternativen Absperrventilmembran;
22A eine perspektivische Ansicht der in 21 gezeigten Absperrventilmembran im geöffneten Zustand;
22B eine Schnittansicht der in 21 gezeigten Absperrventilmembran im geöffneten Zustand;
23A eine perspektivische Ansicht der in 21 gezeigten Absperrventilmembran im geschlossenen Zustand;
23B eine Schnittansicht der in 21 gezeigten Absperrventilmembran im geschlossenen Zustand;
24 eine perspektivische Ansicht einer anderen alternativen Absperrventilmembran;
25A eine perspektivische Ansicht der in 24 gezeigten Absperrventilmembran im geöffneten Zustand;
25B eine Schnittansicht der in 24 gezeigten Absperrventilmembran im geöffneten Zustand;
26A eine perspektivische Ansicht der in 24 gezeigten Absperrventilmembran im geschlossenen Zustand;
26B eine Schnittansicht der in 24 gezeigten Absperrventilmembran im geschlossenen Zustand;
27A eine perspektivische Ansicht einer anderen alternativen Absperrventilmembran;
27B eine perspektivische Ansicht der in 27A gezeigten Absperrventilmembran im geöffneten Zustand;
28A eine perspektivische Ansicht eines Kanals mit einer sich von der in 27A unterscheidenden Ausgestaltung;
28B eine perspektivische Ansicht der in 28A gezeigten Absperrventilmembran im geöffneten Zustand;
29A eine perspektivische Ansicht einer anderen alternativen Absperrventilmembran;
29B eine perspektivische Ansicht der in 29A gezeigten Absperrventilmembran im geöffneten Zustand;
30 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Absperrventileinheit;
31 eine perspektivische Ansicht der in 30 gezeigten Absperrventileinheit;
32 eine Schnittansicht der in 30 gezeigten Absperrventileinheit;
33 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer anderen Absperrventileinheit;
34 eine perspektivische Ansicht der in 33 gezeigten Absperrventileinheit;
35 eine Schnittansicht der in 33 gezeigten Absperrventileinheit;
36 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer anderen Absperrventileinheit;
37 eine perspektivische Ansicht der in 36 gezeigten Absperrventileinheit;
38 eine Schnittansicht der in 36 gezeigten Absperrventileinheit;
39 eine perspektivische Ansicht, die die Ausbildung von Luftlöchern in der Absperrventilmembran nach dem Zusammenbau der Absperrventileinheit zeigt;
40 eine perspektivische Ansicht der Absperrventileinheit vor dem Anschweißen der Absperrventilmembran;
41 eine perspektivische Ansicht der Absperrventileinheit nach dem Anschweißen der Absperrventilmembran;
42 eine perspektivische Ansicht, bei der das Anschweißen der Absperrventilmembran unter Verwendung einer Laservorrichtung gezeigt ist;
43A eine perspektivische Ansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer Membranpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung;
43B eine perspektivische Explosionsdarstellung der in 42A gezeigten Membranpumpe;
43C eine perspektivische Explosionsdarstellung einer in der in 43A gezeigten Membranpumpe angeordneten Absperrventileinheit;
44A eine perspektivische Ansicht eines Beispiels der in 43C geeigten Absperrventileinheit;
44B eine perspektivische Teilansicht der in 44A gezeigten Absperrventileinheit;
44C eine perspektivische Ansicht der Absperrventilmembran in der in 43C gezeigten Absperrventileinheit im geöffneten Zustand;
45A eine perspektivische Ansicht, die das Anschweißen der Absperrventilmembran an die Absperrventileinheit unter Verwendung eines YAG-Lasers zeigt;
45B eine perspektivische Ansicht, die das Ausbilden von Luftlöchern in der Absperrventilmembran unter Verwendung eines Excimerlasers zeigt;
46 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Membranpumpe nach dem Stand der Technik; und
47 eine geschnittene Teilansicht der in 46 gezeigten Membranpumpe nach dem Stand der Technik.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Diese Anmeldung basiert auf einer am 24. April 2001 in Japan eingereichten Anmeldung Nr. 2001-125904, deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit ausdrücklich Teil dieser Anmeldung wird.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Ausführungsbeispiel 1
1 bis 3 und 4A und 4B zeigen eine Membranpumpe mit einer scheibenförmigen Federplatte 12, einem scheibenförmigen Gehäuse 9 und zwei Absperrventileinheiten 8. Die Federplatte 12 ist oben auf dem Gehäuse 9 angeordnet, wobei die Ränder der Federplatte 12 an die Oberseite des Gehäuses 9 geschweißt oder geklebt sind, wodurch zwischen der Federplatte 12 und dem Gehäuse 9 eine Pumpenkammer 1 gebildet wird.
Der Außendurchmesser A der Federplatte 12 in diesem Pumpenbeispiel beträgt 20 mm, der Außendurchmesser B des Gehäuses 9 22 mm und die Höhe C 3 mm.
Ein Einlaßkanal 2 zum Ansaugen in die Pumpenkammer 1 und ein Auslaßkanal 3 für den Ausstoß aus der Pumpenkammer 1 sind in dem Gehäuse 9 in dessen Dickenrichtung ausgebildet. Zwischen der Pumpenkammer 1 und den Ein- und Auslaßkanälen 2, 3 sind Absperrventilgehäuse 18 ausgebildet. In diesen Absperrventilgehäusen 18 sind die Absperrventileinheiten 8 untergebracht. Jede Absperrventileinheit 8 weist eine Absperrventilmembran 5, die ein elastischer Dünnfilm ist, und einen Absperrventilkörper 7 auf, der einen Kanal 6 aufweist, welcher entsprechend der Druckdifferenz zwischen seinen jeweiligen Seiten von der Absperrventilmembran 5 geöffnet und geschlossen wird. Der Kanal 6 erstreckt sich durch den gesamten Absperrventilkörper 7 und die Kanäle 2, 3 stehen über Kanäle 6 mit der Pumpenkammer 1 in Verbindung.
Der Absperrventilkörper 7 weist einen ersten Abstandhalter 7a und einen zweiten Abstandhalter 7b auf. Die Absperrventilmembran 5 befindet sich zwischen dem ersten Abstandhalter 7a und dem zweiten Abstandhalter 7b, um den Kanal 6 zu versperren, und die Absperrventilmembran 5 ist durch Vereinigen der Absperrventilmembran 5 mit dem ersten Abstandhalter 7a und dem zweiten Abstandhalter 7b in dem Absperrventilkörper 7 angeordnet.
Die Absperrventileinheit 8 auf der Seite des Einlaßkanals 2 verschiebt sich nach oben und öffnet sich, wenn vom Einlaßkanal 2 aus Druck auf die Pumpenkammer 1 ausgeübt wird, und in dem ersten Abstandhalter 7a auf der Seite der Pumpenkammer 1 befindet sich ein Raum 19, der für eine derartige Verschiebung der Absperrventilmembran 5 ausreichend groß ist.
Die Absperrventileinheit 8 auf der Seite des Auslaßkanals 3 verschiebt sich nach unten und öffnet sich, wenn von der Pumpenkammer 1 aus Druck auf die Seite des Auslaßkanals 3 ausgeübt wird, und in dem zweiten Abstandhalter 7b auf der von der Pumpenkammer 1 abgewandten Seite befindet sich ein Raum 19, der für eine derartige Verschiebung der Absperrventilmembran 5 groß genug ist.
Wenn die Federplatte 12 von dem piezoelektrischen Stellglied oder einer anderen Antriebseinrichtung in Schwingung versetzt wird, bewirkt das Schwingen der Federplatte 12 das Ansaugen von Fluid aus dem Einlaßkanal 2 in die Pumpenkammer 1 und bewirkt, daß das im Inneren der Pumpenkammer 1 verdichtete Fluid dann aus dem Auslaßkanal 3 ausgestoßen wird. Während der Ansaugphase ist die Federplatte 12 so angetrieben, daß sie sich von dem Gehäuse 9 gemäß 4A löst, und Fluid kann aus dem Einlaßkanal 2 in die Pumpenkammer 1 gesogen werden, weil die mit dem Einlaßkanal 2 in Verbindung stehende Absperrventilmembran 5 sich öffnet, während die mit dem Auslaßkanal 3 in Verbindung stehende Absperrventilmembran 5 sich schließt. Ähnlich wird die Federplatte 12 während der Ausstoßphase in der Richtung angetrieben, in der sie das Gehäuse 9 gemäß 4B verschließt, aber diesmal schließt die mit dem Einlaßkanal 2 in Verbindung stehende Absperrventilmembran 5 und die mit dem Auslaßkanal 3 in Verbindung stehende Absperrventilmembran 5 öffnet sich, so daß Fluid aus der Pumpenkammer 1 in den Auslaßkanal 3 ausgestoßen werden kann.
Da die Absperrventileinheit 8, wie oben beschrieben, von dem Gehäuse 9 getrennt ausgeführt ist, kann die Absperrventileinheit 8 an dem Gehäuse 9 installiert werden, nachdem zunächst die korrekte Funktionsweise der Absperrventileinheit 8 bestätigt wurde, und daher kann die Pumpenproduktionsmenge verbessert werden. Falls bei längerer Verwendung z.B. ein Absperrventil beschädigt wird, besteht ferner die Möglichkeit, bloß die beschädigte Absperrventileinheit 8 auszutauschen.
Die Federplatte 12 besteht aus einem piezoelektrischen Stellglied 10 und einer Messingplatte 11 oder einer anderen dünnen Metallplatte. Das piezoelektrische Stellglied 10 ist ein PZT-Element oder ein anderes piezoelektrisches Element mit Leiterelektroden aus Silber oder einem anderen Metall. Wenn eine Spannung wie beispielsweise eine übliche Wechselspannung an das piezoelektrische Stellglied 10 angelegt wird, wird die Federplatte 12 von dem piezoelektrischen Stellglied 10 hin- und hergehend angetrieben und eine Pumpwirkung wird erzielt.
Der erste und der zweite Abstandhalter 7a, 7b und die Absperrventilmembran 5 des Absperrventilkörpers 7 bestehen beispielsweise aus Polycarbonat-(PC-)Kunstharz und das Gehäuse 9 besteht z.B. aus Polyphthalamid (PPA).
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Entfernung von der Oberseite des Gehäuses 9, die der Boden der Pumpenkammer 1 ist, zu der Absperrventilmembran 5 kürzer und das Volumen der Kanäle von der Pumpenkammer 1 zu beiden Absperrventilmembranen 5 bei der Aufnahme von Fluid in die Pumpenkammer 1 geringer als bei dem oben beschriebenen Stand der Technik. Wenn bei der Aufnahme von Fluid in die Pumpenkammer 1 V das Volumen der Kanäle von der Pumpenkammer 1 zu beiden Absperrventilmembranen 5 ist, ist ΔV das Ausstoßvolumen, d.h. das bei diesem V ausgestoßene Volumen, und ΔP ist der Anstieg des Innendrucks von dem Anfangsdruck P, ΔP = ΔV/(V – ΔV) × P, und ΔP erhöht sich durch Verringerung von V.
Ausführungsbeispiel 2
5A und 5B zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel, bei dem die fluidansaugseitige Absperrventileinheit 8 und die fluidausstoßseitige Absperrventileinheit 8 einen identischen Aufbau haben und einfach in verschiedenen Richtungen an der Ansaug- und der Ausstoßseite an dem Gehäuse 9 installiert werden.
Wie im ersten Ausführungsbeispiel weist der Absperrventilkörper 7 einen ersten Abstandhalter 7a und einen zweiten Abstandhalter 7b auf, in diesem Ausführungsbeispiel jedoch haben der erste Abstandhalter 7a und der zweite Abstandhalter 7b dieselbe Dicke und denselben Außendurchmesser. Zwischen dem ersten Abstandhalter 7a und dem zweiten Abstandhalter 7b ist eine Absperrventilmembran 5 angeordnet, und in dem ersten Abstandhalter 7a befindet sich ein Raum 19, dessen Durchmesser für die Verschiebung der Absperrventilmembran 5 ausreicht. Die ansaugseitige Absperrventileinheit 8 ist so installiert, daß der erste Abstandhalter 7a sich auf der Seite der Pumpenkammer 1 befindet, und die ausstoßseitige Absperrventileinheit 8 ist so installiert, daß der zweite Abstandhalter 7b sich auf der Seite der Pumpenkammer 1 befindet.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Herstellungskosten verringert, da dieselbe Absperrventileinheit 8 sowohl auf der Ansaug- als auch auf der Ausstoßseite verwendet werden kann.
6A und 6B zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel, bei dem die Absperrventileinheiten 8 von der der Federplatte 12 gegenüberliegenden Seite aus in dem Gehäuse 9 untergebracht sind.
Wie in 6A und 6B gezeigt, weist der Absperrventilkörper 7 einen ersten Abstandhalter 7a, einen zweiten Abstandhalter 7b und einen dritten Abstandhalter 7c auf. Ähnlich wie der erste Abstandhalter 7a und der zweite Abstandhalter 7b besteht dieser dritte Abstandhalter 7c aus Polycarbonatkunstharz.
Wieder ist zwischen dem ersten Abstandhalter 7a und dem zweiten Abstandhalter 7b eine Absperrventilmembran 5 angeordnet, doch der Raum 19 für die Verschiebung der Absperrventilmembran 5 ist für den ersten Abstandhalter 7a in der ansaugseitigen Absperrventileinheit 8 und für den zweiten Abstandhalter 7 in der ausstoßseitigen Absperrventileinheit 8 angeordnet.
Indem somit die Absperrventileinheiten 7 von der der Federplatte 12 gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 9 aus in die Absperrventilgehäuse 18 in dem Gehäuse 9 eingesetzt werden, ermöglicht dieses Ausführungsbeispiel den Austausch der Absperrventileinheiten 8 ohne Entfernung der Federplatte 12.
Ausführungsbeispiel 4
7A und 7B zeigen ein Ausführungsbeispiel, in dem der Gehäuseteil 9a, in dem die Federplatte 12 angeordnet ist, und der Gehäuseteil 9b, in dem die Absperrventileinheiten 8 angeordnet sind, separate Bauteile sind.
Wie in 7A und 7B gezeigt, ist das scheibenförmige Gehäuse 9 aus einem Gehäuseteil 9a und einem separaten Gehäuseteil 9b gebildet. Der eine Gehäuseteil 9a ist ringförmig mit einem Loch 20 in der Mitte. Der andere Gehäuseteil 9b ist scheibenförmig mit einem Vorsprung 21 auf der Oberseite. Der Vorsprung 21 dieses Gehäuseteils 9b paßt in das Loch 20 in dem Gehäuseteil 9a, um den Gehäuseteil 9a mit dem Gehäuseteil 9b zu vereinen. Die Federplatte 12 ist oben auf dem Gehäuseteil 9a angeordnet und wird mit dem Gehäuseteil 9a vereint, indem der Rand der Federplatte 12 mit der Oberseite des Gehäuseteils 9a verbondet wird. Die Absperrventileinheiten 8 werden an dem Gehäuseteil 9b installiert.
Zwar ist die Federplatte 12 bei dieser Ausgestaltung anfällig für Beschädigungen durch äußere Kräfte, aber der Teil, an dem die Federplatte 12 angeordnet ist, kann von dem Teil, an dem die Absperrventileinheiten 8 angeordnet sind, getrennt werden und daher können die Federplatte 12 und die Absperrventileinheiten 8 leicht ausgetauscht werden. Da beim Austausch der Federplatte 12 derselbe Satz Absperrventileinheiten 8 verwendet werden kann, können nach dem Austausch der Federplatte 12 die Pumpeneigenschaften leicht berechnet werden.
Es folgt die Beschreibung des Einbaus der Absperrventileinheiten 8 in das Gehäuse 9 und des Zusammenbaus der beiden Gehäuseteile 9a, 9b.
Ein integriertes Gehäuse 9 wird durch Preßpassen des Vorsprungs 21 des Gehäuseteils 9b in das Loch 20 in dem Gehäuseteil 9a zusammengebaut. Die Absperrventileinheiten 8 können auch durch Preßpassen in die Absperrventilgehäuse 18 in dem Gehäuseteil 9b eingebaut werden. Falls der Innendurchmesser des Lochs 20 und der Außendurchmesser des Vorsprungs 21 beide nominell 16 mm betragen, kann der Vorsprung 21 mit Preßpassung in das Loch 20 eingesetzt werden, indem das Loch 20 mit einer Toleranz von +0,018 mm bis 0 mm und der Vorsprung 21 mit einer Toleranz von +0,029 mm bis + 0,018 mm ausgebildet wird.
Durch das Verbinden der Bauteile miteinander durch Preßpassen in der oben beschriebenen Weise können die Absperrventileinheit 8 und das Gehäuse 9 (oder der Gehäuseteil 9a und der Gehäuseteil 9b) leicht voneinander getrennt werden, um eine Absperrventileinheit 8 (oder eine Federplatte 12) zu ersetzen. Ferner machen die Toleranzen der Preßpassung es leicht, die Absperrventileinheiten 8 (oder den Gehäuseteil 9b) in dem Gehäuse 9 (oder dem Gehäuseteil 9a) zu befestigen, und durch Preßpassung kann die Luftdichtigkeit garantiert werden.
Die Fertigungstoleranzen zwischen dem Gehäuse 9 und den Absperrventileinheiten 8 oder zwischen den separaten Gehäuseteilen 9a und 9b können für eine Übergangs- oder Spielpassung ausgelegt sein, wobei die Passung dann durch Verkleben oder Verschweißen gesichert ist.
Falls beispielsweise der Innendurchmesser des Lochs 20 und der Außendurchmesser des Vorsprungs 21 beide nominell 16 mm betragen und die Toleranz des Lochs 20 +0,018 mm bis 0 mm und die Toleranz des Vorsprungs 21 0 mm bis –0,018 mm beträgt, können der Gehäuseteil 9a und der Gehäuseteil 9b nach dem Zusammenfügen durch Bonden oder Schweißen aneinander befestigt werden. 8 zeigt ein Beispiel, in dem der Gehäuseteil 9a und der Gehäuseteil 9b mit Kleber verbondet sind. Das Bezugszeichen 22 in 8 zeigt, an welcher Stelle der Kleber aufgetragen ist.
Wie oben beschrieben, ist es daher möglich, die Luftdichtigkeit zwischen dem Gehäuse 9 und den Absperrventileinheiten 8 (oder zwischen dem Gehäuseteil 9a und dem Gehäuseteil 9b) zuverlässig zu gewährleisten, indem sie auf diese Weise haftend miteinander verbondet oder verschweißt werden.
Es ist auch möglich, am Innenumfang des Lochs 20 in dem Gehäuseteil 9a und am Außenumfang des Vorsprungs 21 an dem Gehäuseteil 9b ein Innen- bzw. ein Außengewinde auszubilden, so daß die Befestigung durch Verschrauben erfolgen kann. Ebenso kann am Innenumfang der Absperrventilgehäuse 18 in dem Gehäuseteil 9b und am Außenumfang der Absperrventileinheiten 8 ein Innen- bzw. ein Außengewinde ausgebildet sein, so daß diese ebenso miteinander verschraubt und aneinander befestigt werden können.
Ebenso sei angemerkt, daß durch Verschrauben der Absperrventileinheiten 8 mit dem Gehäuse 9 oder des Gehäuseteils 9b mit dem Gehäuseteil 9a die Teile leicht miteinander verbunden und voneinander gelöst werden können.
(Verschiedene Ausführungsformen der Absperrventilmembran)
Eine Absperrventilmembran 5 wird als das Teil genutzt, das in dem oben beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsbeispiel die Absperrventilfunktion ausübt, und nachfolgend werden verschiedene Ausführungsbeispiele der Absperrventilmembran 5 beschrieben.
9 zeigt den Teil, an dem die Absperrventilmembran 5 an der in 5A gezeigten Absperrventileinheit 8 installiert ist. Die Dünnfilmabsperrventilmembran 5 ist als rechteckiges Band ausgebildet und quer so angeordnet, daß sie den Kanal 6 abdeckt. Wenn die Absperrventilmembran 5 den Kanal 6 auf diese Weise abdeckt, wird die Absperrventilmembran 5 mit Kleber 14 auf gegenüberliegenden Seiten des Kanals 6 senkrecht zur Längsrichtung der Absperrventilmembran 5 verbondet.
Wenn die Absperrventileinheit 8 offen ist, werden die langen Seiten der Absperrventilmembran 5 angehoben, wie in 10A und 10B gezeigt. Ist die Absperrventileinheit 8 geschlossen, ist der Kanal 6 gemäß den 11A und 11B durch die Absperrventilmembran 5 geschlossen.
Indem eine bandförmige Absperrventilmembran 5 auf diese Weise verwendet wird, kann die Absperrventilmembran 5 aus dem kleinsten Dünnfilmstück bestehen, das als Absperrventil notwendig ist, und daher ist weniger Dünnfilmmaterial erforderlich.
12 zeigt eine Variation, bei der in der Absperrventilmembran 5, die den Kanal 6 abdeckend angeordnet ist, zwei parallele geschlitzte Luftlöcher 13 ausgebildet sind. Dann wird die Absperrventilmembran 5 um die den Kanal 6 einschließenden Luftlöcher 13 herum mit Kleber 14 verbondet.
13A und 13B zeigen die Luftlöcher 13 in der in 12 gezeigten Absperrventilmembran 5 im offenen Zustand, und 14A und 14B zeigen den von der Absperrventilmembran 5 geschlossenen Kanal 6.
Die Größe der Absperrventilmembran 5 kann in diesem Ausführungsbeispiel frei bestimmt werden, so daß die Handhabung beim Zusammenbauen und auch das Schweißen sich einfacher gestalten.
15A und 15B zeigen eine den Kanal 6 abdeckend angeordnete rechteckige Dünnfilmabsperrventilmembran 5. In der Absperrventilmembran 5 sind auf gegenüberliegenden Seiten des Kanals 6 zwei parallele geschlitzte Luftlöcher 13 ausgebildet, und die Absperrventilmembran 5 ist so mit Kleber 14 verbondet, daß sie die Luftlöcher 13 vollständig umgibt.
Wie in 15B gezeigt, wird die Absperrventilmembran 5 angehoben, so daß zwischen den beiden Luftlöchern 13 ein horizontaler Halbzylinder gebildet wird, wenn die Luftlöcher 13 der Absperrventilmembran 5 sich öffnen.
Dieses Ausführungsbeispiel gewährleistet, daß das Absperrventil mit einer einfachen Ausgestaltung zuverlässig funktioniert und keine Hochpräzisionspositionierung der Absperrventilmembran 5 erfordert.
Wie in 16A gezeigt, ist es auch möglich, in der Absperrventilmembran 5 ein einziges geschlitztes Luftloch 13 an einer von dem Kanal 6 abgesonderten Stelle auszubilden. Dieses Luftloch 13 erstreckt sich parallel zu einer Tangente zum Außenumfang des Kanals 6, und die Absperrventilmembran 5 ist mit Kleber 14 so an dem Absperrventilkörper 7 fixiert, daß sie das Luftloch 13 vollständig umgibt.
Wenn das Luftloch 13 dieser Absperrventilmembran 5 sich öffnet, wird die Absperrventilmembran 5 von dem Luftloch 13 in der Absperrventilmembran 5 über dem Kanal 6 gemäß der Darstellung in 16B nach oben verdrängt.
Diese Ausgestaltung ist selbst dann beständig gegenüber Undichtigkeiten, wenn der Abstand vom Kanal 6 zu der Öffnung des Luftlochs 13 kurz ist.
Wie in 17A gezeigt, können in der Absperrventilmembran 5 auch mehrere Luftlöcher 13 ausgebildet sein. Genauer gesagt, die rechteckige Dünnfilmabsperrventilmembran 5 ist den Kanal 6 abdeckend angeordnet und mehrere (in diesem Beispiel drei) geschlitzte Luftlöcher 13, die parallel zu Tangenten zum Außenumfang des Kanals 6 sind, sind an vom Außenumfang des Kanals 6 entfernten Positionen und umfangsmäßig um den Kanal 6 herum ausgebildet. Die Absperrventilmembran 5 ist mit Kleber 14 so fixiert, daß sie die Luftlöcher 13 vollständig umgibt.
17B zeigt die Luftlöcher 13 dieser Absperrventilmembran 5 im geöffneten Zustand.
In der Absperrventilmembran 5 bilden sich nicht leicht Falten, weil die Luftlöcher 13 mit gleichem Abstand in Umfangsrichtung in bezug auf den Kanal 6 ausgebildet sind und der Kleber 14 sich auf einem Kreis befindet, dessen Mitte der Kanal 6 darstellt.
Die Ecken der Luftlöcher 13 in der Absperrventilmembran 5 müssen gebogen sein. Falls die Luftlöcher 13 scharfkantig wie in einem Quadrat sind, können die Ecken leicht einreißen, wenn auf die Absperrventilmembran 5 Spannung aufgebracht wird. Falls die Ecken der Luftlöcher 13 jedoch rund oder nahezu rund sind, können Spannungsrisse in der Absperrventilmembran 5 verhindert werden. Genauer gesagt, sind die in der Absperrventilmembran ausgebildeten Luftlöcher vorzugsweise durchgehende Bögen.
18 zeigt ein Ausführungsbeispiel, in dem die rechteckige Dünnfilmabsperrventilmembran 5 den Kanal 6 abdeckend angeordnet ist, wobei eine öffenbare Seite der Absperrventilmembran 5 in bezug auf den Kanal 6 proximal angeordnet ist. Dann wird die Absperrventilmembran 5 mit einem U-förmigen Kleberwulst 14 fixiert, der den Kanal 6 bis auf diese eine öffenbare Seite umgibt.
Wie in 19A und 19B gezeigt, öffnet sich diese Absperrventilmembran 5 nur auf einer Seite, und der Kanal 6 wird auf die in 20A und 20B gezeigte Weise von der Absperrventilmembran 5 gezeigte Weise verschlossen.
Dieses Ausführungsbeispiel sieht ein Absperrventil mit einer sehr einfachen Ausgestaltung dar, und zu Undichtigkeiten kann es nicht leicht kommen.
Wie in 21 gezeigt, ist es auch möglich, die Absperrventilmembran 5 den Kanal 6 abdeckend anzuordnen und die Absperrventilmembran 5 um den Kanal 6 herum mit einem Kleberwulst 14 punktuell zu verbonden, so daß die Zwischenräume zwischen den Kleberwülsten 14 als Luftlöcher fungieren. Bei dem in 21 gezeigten Beispiel sei darauf verwiesen, daß die drei Kleberpunkte mit gleichem gegenseitigem Abstand in Umfangsrichtung um die Absperrventilmembran 5 herum angeordnet sind.
Die Kleberpunkte ausgenommen, öffnet sich diese Absperrventilmembran 5, wie in 22A und 22B gezeigt, auf drei Seiten und der Kanal 6 wird, wie in 23A und 23B gezeigt, von der Absperrventilmembran 5 geschlossen.
Bei dieser Absperrventilmembran 5 kommt es nicht leicht zu Faltenbildung, weil der Kleberwulst 14 umfangsmäßig um den Kanal 6 herum angeordnet ist.
Wie in 24 gezeigt, könnte die Absperrventilmembran 5 als weitere Alternative im wesentlichen polygonal geformt sein, wobei sie den Kanal 6 so abdeckte, daß sich in jeder Ecke der Membran ein Kleberwulst 14 befände. In diesem Fall werden die Zwischenräume zwischen den Kleberwülsten 14 zu Luftlöchern.
In dem in 24 gezeigten Beispiel ist die Dünnfilmabsperrventilmembran 5 als Beispiel für ein Polygon dreieckig geformt. Wie in 25A und 25B gezeigt, öffnet sich das Absperrventil, wenn die drei geraden Seiten der Absperrventilmembran 5 sich aufblähen, und der Kanal 6 wird verschlossen, wenn die Absperrventilmembran 5 sich, wie in 26A und 26B gezeigt, setzt.
Die Kleberwülste 14 dieser Absperrventilmembran 5 sind ebenfalls konzentrisch zum Kanal 6 angeordnet, so daß Falten in der Absperrventilmembran 5 verhindert werden. Da die Öffnungsränder der Absperrventilmembran 5 gerade sind, rollen sie sich auch nicht auf.
Wie in 27A gezeigt, kann durch bogenförmiges Einschneiden des Dünnfilms in der Absperrventilmembran 5 eine Klappe 5b ausgebildet sein. Dann wird die Absperrventilmembran 5 so angeordnet, daß die Klappe 5b den Kanal 6 abdeckt, und mit Kleber 14 so verbondet, daß sie den Kanal 6 und den ausgeschnittenen Teil 5a umgibt. Die im wesentlichen halbkreisförmige Klappe 5b innerhalb des ausgeschnittenen Teils 5a fungiert somit als Ventilmembran.
Mit dieser Absperrventilmembran 5 wirkt die Klappe 5b als Druckminderungselement und flattert zum Öffnen und Schließen des Kanals 6 gemäß der Darstellung in 27B auf und ab.
Diese Variation der Absperrventilmembran 5 ist äußerst einfach, erfordert keine Hochpräzisionspositionierung und verringert den Druckverlust aufgrund von Spannung der Ventilmembran, da sie den Kanal 6 unter Nutzung des Elastizitätsmoduls der Ventilmembran öffnet und schließt.
Wie in 28A und 28B gezeigt, weist der Kanal 6 in diesem Fall vorzugsweise mehrere (in diesem Beispiel drei) mit gleichem gegenseitigem Abstand angeordnete bogenförmige Öffnungen 6a mit einer Stütze 6b zum Abstützen der Klappe 5b in der Mitte der mehreren Öffnungen 6a auf.
Wenn der Kanal 6 gemäß 27 geformt ist und die Klappe 5b (Druckminderungselement) sich schließt, wird die Mitte der den Kanal 6 versperrenden Klappe 5b nach unten in den Kanal 6 hineingezogen. Wenn jedoch, wie in 28A und 28B gezeigt, in der Mitte der Klappe 5B eine Stütze 6b vorgesehen ist, wird die Mitte der Klappe 5b beim Verschließen derselben nicht in den Kanal 6 hineingezogen. Daher ist diese Ausgestaltung der Ab sperrventilmembran 5 beständiger gegenüber dem Austreten von Fluid und macht das Aufbringen eines noch höheren Drucks möglich.
Ferner liegt auf der Hand, daß die Form der Öffnungen 6a nicht auf einen Bogen beschränkt ist und auch kreisförmig, elliptisch oder anders sein könnte.
Es sei auch darauf hingewiesen, daß die Ausgestaltung des in 28A und 28B gezeigten Kanals 6 auf die oben beschriebenen anderen Absperrventilmembranen 5 angewandt werden kann.
Wie in 29A gezeigt, könnte die Dünnfilmabsperrventilmembran 5 auch bandförmig (rechteckig) und so angeordnet sein, daß sie den Kanal 6 abdeckt, und dann mit Kleber 14 senkrecht zur langen Seite an nur einem Ende der Absperrventilmembran 5 verbondet sein.
Die auf diese Weise über dem Kanal 6 angeordnete rechteckige Klappe 5b fungiert in dieser Ausgestaltung als Druckminderungselement, und der Kanal 6 öffnet und schließt sich beim Auf- und Abwärtsbewegen der Klappe 5b gemäß 29B.
Diese Variation der Absperrventilmembran 5 ist auch äußerst einfach, erfordert keine Hochpräzisionspositionierung und verringert den Druckverlust aufgrund der Ventilmembranspannung, weil sie den Kanal 6 unter Nutzung des Elastizitätsmoduls der Ventilmembran öffnet und schließt.
(Verschiedene Ausführungsbeispiele der Absperrventileinheit)
Der in 30 bis 32 gezeigte Absperrventilkörper 7 ist von einem ersten und zweiten Abstandhalter 7a, 7b gebildet. Die Absperrventilmembran 5 wird zwischen den ersten und zweiten Abstandhalter 7a, 7b eingefügt, die zum Fixieren der Absperrventilmembran 5 zusammengefügt werden. Die Luftlö cher der Absperrventilmembran 5 können eine beliebige der oben beschriebenen Variationen sein und deswegen entfällt ihre weitere Beschreibung an dieser Stelle.
Wenn der Sollinnendurchmesser der Paßausnehmung in dem ersten Abstandhalter 7a und der Außendurchmesser des Paßvorsprungs des zweiten Abstandhalters 7b 4 mm und die Stärke der Absperrventilmembran 5 0,002 mm beträgt, die Innendurchmessertoleranz der Ausnehmung in dem ersten Abstandhalter 7a +0,02 mm bis +0,01 mm und die Außendurchmessertoleranz des Vorsprungs des zweiten Abstandhalters 7b –0,01 mm bis –0,02 mm beträgt, können der erste und der zweite Abstandhalter 7a, 7b durch Preßpassung leicht miteinander verbunden werden.
Es liegt auch auf der Hand, daß die Absperrventilmembran 5 anstelle der Preßpassung zwischen dem ersten Abstandhalter 7a und dem zweiten Abstandhalter 7b angeordnet werden könnte und dann die gesamten Umfänge des ersten Abstandhalters 7a und des zweiten Abstandhalters 7b verbondet würden.
Wie in 33 bis 35 gezeigt, kann die Absperrventilmembran 5 alternativ zuverlässig mit dem Absperrventilkörper 7 verbunden werden, indem die Dünnfilmabsperrventilmembran 5 oben auf dem Absperrventilkörper 7 angeordnet und dann die Absperrventilmembran 5 um den Außenrand des Absperrventilkörpers 7 gemäß 34 und 35 mit einer Schweißraupe 25 verschweißt wird.
Ferner besteht, wie in 36 bis 38 gezeigt, noch die Möglichkeit, den Absperrventilkörper 7 mit einem ersten Abstandhalter 7a und einem zweiten Abstandhalter 7b auszubilden, die Dünnfilmabsperrventilmembran 5 zwischen dem ersten Abstandhalter 7a und dem zweiten Abstandhalter 7b anzuordnen und den ersten Abstandhalter 7a, den zweiten Abstandhalter 7b und die Absperrventilmembran 5 um den gesamten Außenumfang zu ver schweißen. Bei diesem Verfahren sind Beschädigungen der Absperrventilmembran 5 durch Schweißen weniger wahrscheinlich, da die drei Schichten auf einmal verschweißt werden.
(Herstellung der piezoelektrischen Pumpe)
Eine piezoelektrische Pumpe gemäß der vorliegenden Erfindung kann leicht wie folgt hergestellt werden. Zunächst werden in dem Dünnfilm ein oder mehrere Luftlöcher 13 ausgebildet oder die Absperrventilmembran 5 wird durch Bearbeitung eines Dünnfilms in der gewünschten Ausgestaltung gebildet. Der Kanal 6, der von der Absperrventilmembran 5 geöffnet und geschlossen wird, wird ebenfalls in dem Absperrventilkörper 7 ausgebildet. Dann wird die Absperrventilmembran 5 so angeordnet, daß sie den Kanal 6 abdeckt, und mit dem Absperrventilkörper 7 mittels verschiedener Verfahren, wie beispielsweise den oben beschriebenen, zur Bildung der Absperrventileinheit 8 verbunden. Dann wird die Absperrventileinheit 8 zwischen der Pumpenkammer 1 und dem Einlaß- und dem Auslaßkanal 2, 3 an dem Gehäuse 9 installiert. Auf diese Weise lassen sich das eine oder die mehreren Luftlöcher 13 leicht in einem Dünnfilm ausbilden.
Die Luftlöcher 13 können auch in der Absperrventilmembran 5 gebildet werden, nachdem die Absperrventilmembran 5 und der Absperrventilkörper 7 zur Bildung der Absperrventileinheit 8 miteinander verbunden worden sind. Dieses Verfahren macht das Positionieren der Absperrventilmembran 5 zwecks Installation überflüssig und ermöglicht, daß die Luftlöcher 13 in geeigneter Weise an den gewünschten Stellen gebildet werden.
Die Luftlöcher 13 können unter Verwendung eines Excimerlasers gemäß 39 in einem Dünnfilm 4 (Zuschnitt der Absperrventilmembran 5) ausgebildet werden.
Wenn der Absperrventilkörper 7 mit einem ersten Abstandhalter 7a und einem zweiten Abstandhalter 7b gemäß 39 ausgebildet ist und ein Exci merlaser oder ein anderer Laser verwendet wird, besteht z.B. der erste Abstandhalter 7a vorzugsweise aus einem transparenten Polycarbonatkunstharz und der zweite Abstandhalter 7b aus einem schwarzen Polycarbonatkunstharz. Bevor in diesem Beispiel das Luftloch 13 ausgebildet wird, wird der Dünnfilm 4 zwischen dem ersten Abstandhalter 7a und dem zweiten Abstandhalter 7b angeordnet, mit Kleber 14 verbunden, und die Absperrventileinheit 8 wird zusammengebaut. Dann wird von der Laservorrichtung 28 zur Bildung eines Luftlochs 13 ein Laserstrahl 27 ausgegeben.
Auf Verarbeitungswärme zurückgehende Falten treten nicht auf und der Dünnfilm 4 kann durch diese Verwendung eines Excimerlasers oder eines anderen Lasertyps einer Präzisionsbearbeitung unterzogen werden, um die Luftlöcher 13 zu bilden. Ferner ist auch die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von auf die Nachbearbeitung des Absperrventilkörpers 7 zurückgehenden Beschädigungen (Laserkratzer) geringer.
Alternativ wird eine aus einem flexiblen Dünnfilm 4 bestehende Absperrventilmembran auf dem Absperrventilkörper 7 so angeordnet, daß sie den Kanal 6 gemäß 40 abdeckt. Dann wird über dem Dünnfilm 4 gemäß 41 eine Glasplatte 16 angeordnet, um den Dünnfilm 4 gegen den Absperventilkörper 7 zu drücken, während zur Bildung einer Schweißnaht 25 ein Laser emittiert wird.
Indem auf diese Weise der Dünnfilm 4a dicht an den Absperrventilkörper 7 gehalten wird, während der Dünnfilm 4 an den Absperrventilkörper 7 geschweißt wird, kann der Dünnfilm 4 zuverlässig, ohne Erzeugung von Falten, geschweißt werden und die Luftdichtigkeit kann verbessert werden.
Beim Schweißen mit Laser kann gemäß 42 eine Irisblende 17 mit einer spezifischen Blende oder einer anderen Öffnung verwendet werden, um den Laserstrahl 27 gleichzeitig zu einer bestimmten Stelle zu emittieren und dadurch den ersten Abstandhalter 7a, den Dünnfilm 4 und den zweiten Ab standhalter 7b einstückig miteinander zu verbonden. In dem in 42 gezeigten Beispiel sind zwei Irisblenden 17, die jeweils eine bestimmte Blende aufweisen, in der Laservorrichtung 28 gestapelt installiert, und der Laserstrahl 27 wird gleichzeitig zu einem bestimmten Kreis um den ersten Abstandhalter 7a, den Dünnfilm 4 und den zweiten Abstandhalter 7b emittiert, so daß eine Schweißnaht 25 gebildet wird. Bei diesem Beispiel wird als Laservorrichtung ein YAG-Laser verwendet und die Abtastlaseremissionsbedingungen sind in Tabelle 1 angeführt.
Tabelle 1
Wenn der gesamte Umfang gleichzeitig verschweißt wird, können die Auswirkungen der Schweißwärme verringert werden.
(Beispiel)
Eine Membranpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung kann wie nachfolgend beschrieben hergestellt werden. 43A zeigt die zusammengebaute Membranpumpe und 43B ist eine perspektivische Explosionsdarstellung der Membranpumpe.
Antriebsspannung, Antriebsfrequenz, Maximaldruck und Durchflußmenge dieser Membranpumpe sind wie folgt.

– Antriebsspannung: –100, 400 V
– Antriebsfrequenz: 100 Hz (Rechteckwelle)
– Maximaldruck: 450 hPa
– Durchflußmenge: 85 ml/min

Diese Membranpumpe besteht aus einer scheibenförmigen Federplatte 12, einem scheibenförmigen Gehäuse 9 und Absperrventileinheiten 8. Die Federplatte 12 wird oben auf das Gehäuse 9 gelegt und der Rand der Federplatte 12 wird mit der Oberseite des Gehäuses 9 verbondet, um eine Pumpenkammer zu bilden.
Das Gehäuse 9 ist aus einem Gehäuseteil 9a und einem separaten Gehäuseteil 9b gebildet. Der eine Gehäuseteil 9a ist ringförmig mit einem Loch 20 in der Mitte. Der andere Gehäuseteil 9b ist scheibenförmig mit einem Vorsprung 21 auf der Oberseite. Der Vorsprung 21 dieses Gehäuseteils 9b paßt in das Loch 20 in dem Gehäuseteil 9a, um den Gehäuseteil 9a und den Gehäuseteil 9b zu vereinen. Die Federplatte 12 ist oben auf dem Gehäuseteil 9a angeordnet und mit dem Gehäuseteil 9a vereint, indem der Rand der Federplatte 12 mit der Oberseite des Gehäuseteils 9a verbondet ist. In dem Gehäuseteil 9b sind Absperrventilgehäuse 18 ausgebildet und in diesem Absperrventilgehäuse 18 sind die Absperrventileinheiten 8 installiert.
Der Absperrventilkörper 7 besteht aus einem ersten Abstandhalter 7a und einem zweiten Abstandhalter 7b, die scheibenförmige Teile mit identischer Stärke und identischem Außendurchmesser sind. Der erste Abstandhalter 7a besteht aus einem transparenten Polycarbonatkunstharz, der zweite Abstandhalter 7b besteht aus einem schwarzen Polycarbonatkunstharz und die Absperrventilmembran 5 besteht aus einem transparenten Polycarbonatkunstharz. Die Absperrventileinheit 8 wird durch Anordnen der Absperrventilmembran 5 zwischen dem ersten Abstandhalter 7a und dem zweiten Abstandhalter 7b und anschließendes Verbinden des ersten Abstandhalters 7a und des zweiten Abstandhalters 7b zusammengesetzt.
Die Federplatte 12 besteht aus einer dünnen Metallplatte 11 und einem piezoelektrischen Stellglied 10. Das piezoelektrische Stellglied 10 ist ein PZT-Element mit einem Durchmesser von 20 mm und einer Stärke von 0,25 mm. Die dünne Metallplatte 11 besteht vorzugsweise aus Messing, hat einen Durchmesser von 20,2 mm und eine Stärke von 0,05 mm. Die Elektroden des PZT-Elements sind aus Silber und haben einen Durchmesser von 18 mm.
Die Absperrventilmembran 5 besteht aus Polycarbonatfolie mit einer Stärke von 0,002 mm. Diese Absperrventilmembran 5 wird zwischen dem ersten Abstandhalter 7a und dem zweiten Abstandhalter 7b des Absperrventilkörpers 7 angeordnet, und die Absperrventileinheit 8 wird durch einstückiges Verschweißen der Absperrventilmembran 5, des ersten Abstandhalters 7a und des zweiten Abstandhalters 7b mit einer Schweißnaht 25 zusammengefügt.
Wie in 44A gezeigt, beträgt z.B. die Höhe der Absperrventileinheit 8 1,6 mm, der Außendurchmesser der Absperrventileinheit 8 5,5 mm und die Paßtoleranz –0,004 mm bis –0,012 mm.
Der Durchmesser des Raums 19, in den hinein die Absperrventilmembran 5 sich verschiebt, beträgt, wie in 44B gezeigt, 2,8 mm und der Durchmesser des Kanals 6 beträgt 1 mm. Die Ansaugseite und die Ausstoßseite dieser Absperrventileinheit 8 sind identisch ausgestaltet und die Ausrichtung der Absperrventileinheit 8 ist auf der Ansaug- bzw. der Ausstoßseite lediglich entgegengesetzt.
44C zeigt die Funktionsweise dieses Absperrventils. Die Luftlöcher 13 sind 1 mm lang, der Zwischenraum zwischen den beiden Luftlöchern 13 beträgt 2 mm und die Luftlöcher 13 sind 0,3 mm breit.
Der Gehäuseteil 9a dieses Gehäuses 9 besteht aus PPA-Kunstharz und der Gehäuseteil 9b besteht aus transparentem Acrylharz. Der Außendurchmesser des Gehäuseteils 8a des Gehäuses 9 beträgt 22 mm, der Innendurchmesser beträgt 13 mm, die Paßtoleranz beträgt beispielsweise +0,018 mm bis 0 mm und die Stärke beträgt 1 mm. Der Außendurchmesser des Gehäuseteils 9b des Gehäuses 9 beträgt 15 mm und die Stärke beträgt 2 mm. Der Außendurchmesser des Vorsprungs 21 des Gehäuseteils 9b beträgt 13 mm und die Paßtoleranz beträgt z.B. –0,006 mm bis –0,017 mm. Der Innendurchmesser des Absperrventilgehäuses 18 beträgt 5,5 mm, die Paßtoleranz beträgt z.B. +0,012 mm bis 0 mm und die Tiefe beträgt 1,6 mm.
Zum einstückigen Schweißen des ersten Abstandhalters 7a, des zweiten Abstandhalters 7b und der Absperrventilmembran 5 mit einer Schweißnaht 25, die, wie in 45A gezeigt, den Raum 19 vollständig umgibt, wird ein YAG-Laser verwendet. Die Luftlöcher 13 werden unter Verwendung eines Excimerlasers gemäß 45B gebildet.

Claims

Piezoelektrische Pumpe zum Ansaugen von Fluid in eine Pumpenkammer (1) und Ausstoßen von Fluid aus der Pumpenkammer (1) durch Verändern des Volumens der Pumpenkammer (1) durch die Wirkung eines piezoelektrischen Stellglieds (10), wobei die piezoelektrische Pumpe aufweist: ein Gehäuse (9) mit Ein- und Auslaßströmungskanälen (2, 3), die beide mit der Pumpenkammer (1) in Verbindung stehen; eine erste und zweite Absperrventileinheit (8), die jeweils eine Dünnfilmabsperrventilmembran (5) und einen Absperrventilkörper (7) mit einem Kanal (6) aufweisen, der von der Absperrventilmembran (5) geöffnet und geschlossen wird; wobei das Gehäuse (9) ein erstes und ein zweites Absperrventilgehäuse (18) aufweist, die zwischen der Pumpenkammer (1) und dem Ein- bzw. Auslaßströmungskanal (2, 3) ausgebildet sind; dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Absperrventileinheit (8) demontierbar in dem ersten bzw. zweiten Absperrventilgehäuse (18) untergebracht sind, so daß jede Absperrventileinheit (8) als eine Einheit von dem entsprechenden Absperrventilgehäuse (18) demontiert werden kann.
Piezoelektrische Pumpe nach Anspruch 1, ferner mit einer Federplatte (12) mit einem piezoelektrischen Stellglied (10) und einer dünnen Metallplatte (11), die miteinander verbunden sind, wobei die Federplatte (12) an dem Gehäuse (9) befestigt ist, um die Pumpenkammer (1) zwischen der Federplatte (12) und dem Gehäuse (9) zu bilden.
Piezoelektrische Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, bei der die erste und die zweite Absperrventileinheit (8) identisch ausgestaltet und in entgegengesetzten Positionen an dem Gehäuse (9) installiert sind.
Piezoelektrische Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die erste und die zweite Absperrventileinheit (8) von einer der Seite der Federplatte (12) gegenüberliegenden Seite aus an dem Gehäuse (9) installiert sind.
Piezoelektrische Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der das Gehäuse (9) einen ersten Gehäuseteil (9a), an dem die Federplatte (12) angeordnet ist, und einen zweiten Gehäuseteil (9b) aufweist, der von dem ersten Gehäuseteil (9a) getrennt ist und an dem die erste und die zweite Absperrventileinheit (8) installiert sind.
Piezoelektrische Pumpe nach Anspruch 5, bei der wenigstens zwischen dem Gehäuse (9) und der ersten und zweiten Absperrventileinheit (8) oder zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäuseteil (9a, 9b) eine Paßkonstruktion verwendet wird, und die Paßkonstruktion ein durch Preßpassung zusammengefügter Preßsitz ist.
Piezoelektrische Pumpe nach Anspruch 5, bei der wenigstens zwischen dem Gehäuse (9) und der ersten und zweiten Absperrventileinheit (8) oder zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäuseteil (9a, 9b) eine Paßkonstruktion verwendet wird, und die Paßkonstruktion eine durch haftendes Anbringen oder Schweißen vollendete Übergangs- oder Spielpassung ist.
Piezoelektrische Pumpe nach Anspruch 5, bei der wenigstens zwischen dem Gehäuse (9) und der ersten und zweiten Absperrventileinheit (8) oder zwischen dem ersten und zweiten Gehäuseteil (9a, 9b) eine Paßkonstruktion verwendet wird, und die Paßkonstruktion ein darin ausgebildetes Schraubgewinde für eine Schraubpassung aufweist.
Piezoelektrische Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die Absperrventilmembran (5) so positioniert ist, daß sie den Kanal (6) in dem Absperrventilkörper abdeckt, und die Absperrventilmembran mit dem Absperrventilkörper (7) verbunden ist.
Piezoelektrische Pumpe nach Anspruch 9, bei der in der Absperrventilmembran (5) mindestens ein Luftloch (13) ausgebildet ist und diese so angeordnet ist, daß sie den Kanal (6) in dem Absperrventilkörper (7) abdeckt, und die Absperrventilmembran (5) um das Luftloch (13) mit dem Absperrventilkörper (7) verbunden ist.
Piezoelektrische Pumpe nach Anspruch 10, bei der die Absperrventilmembran (5) zwei Luftlöcher (13) aufweist, die an Positionen auf gegenüberliegenden Seiten des Kanals (6) ausgebildet sind.
Piezoelektrische Pumpe nach Anspruch 10, bei der die Absperrventilmembran (5) ein einzelnes Luftloch (13) aufweist, das parallel zu einer Tangente zum Außenumfang des Kanals (6) ist, wobei das einzelne Luftloch (13) an einer von dem Kanal (6) entfernten Position ausgebildet ist.
Piezoelektrische Pumpe nach Anspruch 10, bei der die Absperrventilmembran (5) mehrere Luftlöcher (13) aufweist, die jeweils parallel zu einer Tangente zu einem Außenumfang des Kanals (6) sind, wobei die mehreren Luftlöcher (13) an von dem Kanal (6) entfernten Positionen umfangsmäßig in Bezug auf diesen ausgebildet sind.
Piezoelektrische Pumpe nach Anspruch 10, bei der das Luftloch (13) in der Absperrventilmembran (5) die Form eines durchgehenden Bogens hat.
Piezoelektrische Pumpe nach einem der Ansprüche 9 bis 14, bei der die Absperrventilmembran (5) so angeordnet ist, daß sie den Kanal (6) abdeckt, und zwei ihrer Seiten auf gegenüberliegenden Seiten des Kanals (6) mit dem Absperrventilkörper (7) verbunden sind.
Piezoelektrische Pumpe nach einem der Ansprüche 9 bis 14, bei der die Absperrventilmembran (5) eine zu öffnende Seite aufweist und so angeordnet ist, daß sie den Kanal (6) abdeckt, wobei die Absperrventilmembran (5) abgesehen von der einen zu öffnenden Seite den Kanal (6) umgebend mit dem Absperrventilkörper (7) verbunden ist.
Piezoelektrische Pumpe nach einem der Ansprüche 9 bis 14, bei der die Absperrventilmembran (5) so angeordnet ist, daß sie den Kanal (6) abdeckt, und an Stellen um den Umfang des Kanals (6) mit dem Absperrventilkörper (7) verbunden ist, und Zwischenräume zwischen den Verbindungsstellen Luftlöcher (13) sind.
Piezoelektrische Pumpe nach Anspruch 17, bei der die Absperrventilmembran (5) die Form eines Polygons hat und so angeordnet ist, daß sie den Kanal (6) abdeckt, und jede Ecke des Polygons mit dem Absperrventilkörper (7) verbunden ist.
Piezoelektrische Pumpe nach einem der Ansprüche 9 bis 18, bei der die Absperrventilmembran (5) eine Klappe (5b) aufweist, die durch Entfernen eines Teils eines Dünnfilms gebildet ist, und die Absperrventilmembran (5) um den Umfang der Klappe (5b) mit dem Absperrventilkörper (7) verbunden ist.
Piezoelektrische Pumpe nach Anspruch 19, bei der der mittels der Klappe (5b) geöffnete und geschlossene Kanal (6) aus einer Vielzahl von Öffnungen (6a) gebildet ist, die durch einen spezifischen Abstand voneinander getrennt sind, und in einem Mittelpunkt der Vielzahl von Öffnungen (6a) ein Stützteil (6b) zum Abstützen der Klappe (5b) ausgebildet ist.
Piezoelektrische Pumpe nach Anspruch 9, bei der die Absperrventilmembran (5) zu einem rechteckigen Streifen geformt und nur an einer Seite, die senkrecht zu einer ihrer Längsseiten ist, mit dem Absperrventilkörper (7) verbunden ist.
Piezoelektrische Pumpe nach einem der Ansprüche 9 bis 21, bei der der Absperrventilkörper (7) mit einem ersten und einem zweiten Abstandhalter (7a, 7b) mit einer Paßkonstruktion ausgebildet ist, und die Absperrventilmembran (7) zwischen den ersten und zweiten Abstandhalter (7a, 7b) eingefügt und mit diesen verbunden ist.
Piezoelektrische Pumpe nach Anspruch 22, bei der der erste und der zweite Abstandhalter (7a, 7b) verbondet sind.
Piezoelektrische Pumpe nach einem der Ansprüche 9 bis 23, bei der die Absperrventilmembran (5) und der Absperrventilkörper (7) zusammengeschweißt sind.
Piezoelektrische Pumpe nach einem der Ansprüche 9 bis 21, bei der Absperrventilkörper (7) mit einem ersten und einem zweiten Abstandhalter (7a, 7b) ausgebildet ist, die Absperrventilmembran (5) zwischen dem ersten und dem zweiten Abstandhalter (7a, 7b) angeordnet ist, und der erste und der zweite Abstandhalter (7a, 7b) und die Absperrventilmembran (5) miteinander verschweißt sind.
Verfahren zur Herstellung einer Pumpe, mit den folgenden Schritten: Ausbilden eines Kanals (6) in einem Absperrventilkörper (7); Anordnen einer Absperrventilmembran (5) so, daß sie den Kanal (6) bedeckt; Verbinden der Absperrventilmembran (5) um den Kanal (6) mit dem Absperrventilkörper (7); Ausbilden eines Luftlochs (13) in der Absperrventilmembran (5) an einer Position zwischen einer Verbindungsstelle und dem Kanal (6) zur Bildung einer Absperrventileinheit (8), in der der Kanal (6) aufgrund einer Druckdifferenz von der Absperrventilmembran (5) geöffnet und geschlossen wird; Einbauen der Absperrventileinheit (8) in ein Gehäuse (9) und Anordnen einer Federplatte (12) oben auf dem Gehäuse (9) so, daß sie die Absperrventileinheit (8) abdeckt.
Verfahren nach Anspruch 26, bei dem das Luftloch (13) in dem Dünnfilm mit einem Excimerlaser ausgebildet wird.