DE69718820T2 - Micropumpe mit eingebautem zwischenstück - Google Patents
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- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Mikropumpe und ihr Herstellungsverfahren, wobei diese Mikropumpe mindestens ein Grundplättchen, zumindest ein oberes Plättchen und ein Zwischenplättchen aufweist, das zwischen den beiden anderen Plättchen angeordnet ist und aus einem bearbeitbaren Material gebildet ist, so dass eine Pumpkammer, zumindest ein Teil zum Steuern des Eintretens eines Fluids zum Verbinden der Pumpkammer mit zumindest einem Eingang der Mikropumpe, und zumindest ein Teil zum Steuern des Austretens des Fluids zum Verbinden der Pumpkammer mit zumindest einem Austritt der Mikropumpe definiert sind, wobei die Pumpkammer eine in das Zwischenplättchen eingearbeitete bewegliche Wand aufweist, welche sich während des Ansaugens des Fluids in die Pumpkammer und der Austreibung derselben aus dieser heraus in zwei gegenläufige Richtungen zu bewegen vermag, wobei das obere Plättchen mit zumindest einer Öffnung versehen ist, die einen Hohlraum mit zumindest einem Teil der beweglichen Wand verbindet, wobei Betätigungsmittel, welche an der freien Seite des oberen Plättchens befestigt sind, vorgesehen sind, um die bewegliche Wand zu bewegen, um eine periodische Veränderung des Volumens der Pumpkammer zu bewirken, wobei die Betätigungsmittel ein Betätigungsplättchen umfassen, das aus einem bearbeitbaren Material gebildet ist, wodurch ein beweglicher Bereich vorgegeben wird.
- Bei einigen Mikropumpen des Standes der Technik, bezeichnet mit „PIN-TYPE", ist eines der Elemente der Betätigungsmittel durch ein Zwischenteil gebildet, das dazu bestimmt ist, die piezoelektrische Vorrichtung mit der beweglichen Wand der Pumpkammer in Verbindung zu bringen. Die Herstellung durch Mikrobearbeitung dieses Zwischenteils und seine Montage in der Mikropumpenvorrichtung erfordern eine große Präzision, um eine Mikropumpe zu erhalten, die sicher und regelmäßig arbeitet.
- Eine solche Mikropumpe ist beispielsweise in der internationalen Anmeldung WO 95 18307 der Société WESTONBRIDGE beschrieben. Die
1 zeigt eine der Ausführungsformen der in dem oben genannten Dokument beschriebenen Mikropumpe. Diese Mikropumpe beinhaltet ein Grundplättchen82 , ein Zwischenplättchen86 , ein oberes Plättchen88 , Betätigungsmittel87 , die zur Zusammenarbeit mit der piezoelektrischen Vorrichtung80 bestimmt sind, und ein Zwischenteil84 in Form eines Stiftes, der mit seinem flachen Kopf mit den Betätigungselementen87 verbunden ist. - Es versteht sich, dass die Verwendung eines solchen Zwischenteils
84 , das für ein gutes Funktionieren der Mikropumpe notwendig ist, große Komplikationen bei der Herstellung dieser Mikropumpe mit sich bringt. - Das Ziel der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Mikropumpe mit einem Zwischenteil zu liefern, deren Herstellung vereinfacht ist, wobei jedoch eine Mikropumpe erhalten wird, die zuverlässig und konstant arbeitet.
- Erfindungsgemäß wird dieses Ziel erreicht durch die Tatsache, dass das Betätigungsplättchen aus einem bearbeitbaren Material besteht, um den Hohlraum zu definieren, wobei ein in das obere Plättchen eingearbeitetes Zwischenteil an dem Betätigungsplättchen derart befestigt ist, dass es mit der beweglichen Wand in Berührung kommt.
- Es versteht sich, dass die Herstellung des Zwischenteils ausgehend von dem oberen Plättchen verhindert, das Zwischenteil unabhängig von allen anderen Teilen der Mikropumpe herzustellen, derart dass dieses Zwischenteil sich perfekt in die Mikropumpe integriert, wie nachfolgend beschrieben wird.
- Die Erfindung wird besser verstanden und sekundäre Merkmale und ihre Vorteil ergeben sich im Laufe der Beschreibung von zwei Ausführungsformen, die unten exemplarisch beschrieben werden.
- Es wird Bezug genommen auf die beiliegenden Zeichnungen, in denen:
-
1 , vorab beschrieben, den Schnitt einer Mikropumpe des Standes der Technik darstellt; -
2 schematisch und teilweise, im Schnitt, eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mikropumpe darstellt; -
3 eine Figur analog zur2 ist, die eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mikropumpe darstellt; - die
4A bis4D einige Herstellungsschritte einer Mikropumpe gemäß einem bevorzugten Herstellungsverfahren darstellen; und - die
5A bis5F die verschiedenen Stufen des Herstellungsverfahrens einer erfindungsgemäßen Mikropumpe zeigen. - Die in den
1 und2 gezeigten schematischen Teilschnitte der beiden bevorzugten Ausführungsformen einer Mikropumpe stellen allein den zentralen Teil einer Mikropumpe dar, wie er vom BereichA der1 begrenzt ist. - Wenn man sich auf
2 bezieht, beinhaltet das zentrale Teil dieser Mikropumpe ein Grundplättchen1 und ein oberes Plättchen2 , die vorzugsweise aus einem Glas wie etwa Pyrex gebildet sind. Zwischen diese beiden Plättchen1 und2 ist das Zwischenplättchen3 eingefügt, das mit dem Grundplättchen1 die Pumpkammer4 begrenzt. Der zentrale Teil des Zwischenplättchens3 bildet eine bewegliche Wand5 , die die Veränderung des Volumens der Pumpkammer4 unter Einwirkung einer die Mikropumpe überragenden piezoelektrischen Vorrichtung6 ermöglichen soll. - Ein Betätigungsplättchen
7 ist eingefügt und befestigt zwischen der piezoelektrischen Vorrichtung6 und dem oberen Plättchen2 , wobei ein Hohlraum8 zwischen dem Betätigungsplättchen7 und dem oberen Plättchen2 gebildet wird. - Eine freie Seite 9 des oberen Plättchens
2 ist, vorzugsweise, durch anodisches Schweißen an einem Abschnitt des Betätigungsplättchens7 , beiderseits des Hohlraums8 , befestigt. Dem Hohlraum8 entgegengesetzt ist die freie Seite 10 des Betätigungsplättchens7 mit der piezoelektrischen Vorrichtung, in Verlängerung des zentralen Teils des Hohlraums8 , verbunden. Zwischen der piezoelektrischen Vorrichtung6 und dem zentralen Teil des Hohlraums8 bildet das zentrale Teil des Betätigungsplättchens7 einen beweglichen Bereich11 . - Der Hohlraum
8 verlängert sich auf Höhe des oberen Plättchens2 durch eine ringförmige Verbindungsöffnung12 , die ein Zwischenteil13 umgibt, das aus demselben Originalteil wie das obere Plättchen2 hergestellt ist. - Der Hohlraum
8 besitzt auch eine Ringform und umgibt einen Abschnitt des an dem Zwischenteil13 befestigten beweglichen Bereichs11 . Am Rand der Verbindungsöffnung12 ist das obere Plättchen2 in einfachem Kontakt, ohne Befestigung, mit der beweglichen Wand5 (Anschlag bildender Bereich16 ), derart, dass jede Bewegung der beweglichen Wand5 über diesen Kontaktbereich hinaus blockiert wird. Diese Befestigung wird vorzugsweise durch eine Isolierungsschicht vermieden, die den Anschlag bildenden Bereich16 des oberen Plättchens2 bedeckt, wobei diese Schicht beispielsweise aus Siliziumoxid besteht. - Man unterscheidet auch einen ringförmigen Zwischenhohlraum
14 zwischen dem oberen Plättchen2 und dem Zwischenplättchen3 , wobei dieser Zwischenhohlraum aus dem Entfernen von Material des Zwischenplättchens3 hervorgeht, sich, auf der anderen Seite des oberen Plättchens2 , in Verlängerung eines Abschnitts des Hohlraums8 befindet, und außerhalb in Bezug auf die Verbindungsöffnung platziert ist. - In der gleichen Weise wie der einen Anschlag bildende Bereich
16 die Aufwärtsbewegung der beweglichen Wand5 begrenzt, begrenzen Stopper17 , die auf der Seite der beweglichen Wand5 befestigt sind, die gegenüber der Pumpkammer4 liegt, die Abwärtsbewegung der beweglichen Wand5 . - Es ist anzumerken, dass das obere Plättchen
2 und das Zwischenplättchen3 , vorzugsweise durch anodisches Schweißen, aneinander in den Kontaktbereichen befestigt sind, die außerhalb in Bezug auf den Zwischenhohlraum14 liegen. Die Zwischenplättchen3 und Betätigungsplättchen7 sind, vorzugsweise, aus einem Halbleiter, wie etwa dem Silizium, gebildet. - Vorzugsweise sind die Betätigungsmittel, die insbesondere aus der piezoelektrischen Vorrichtung
6 , dem Zwischenteil13 und der beweglichen Wand5 gebildet sind, um dieselbe Achse zentriert. - Aufgrund der Tatsache, dass der Zwischenteil
13 und das obere Plättchen2 von demselben Ausgangsplättchen stammen, versteht es sich, dass die Herstellung der Mikropumpenvorrichtung beträchtlich vereinfacht wird, dass die Probleme hinsichtlich Toleranz und Kompatibilität zwischen den verschiedenen Elementen, die diese Mikropumpe bilden, stark minimiert bzw. eliminiert sind. In der Tat, da die Dicke des Zwischenteils13 in hohem Maße identisch ist mit der Dicke des oberen Plättchens2 , ist, beim Verbinden, die Einstellung zwischen den Teilen der Mikropumpenvorrichtung dann mit einem hohen Grad an Präzision möglich. - Die erste bevorzugte Ausführungsform, die in
2 gezeigt ist, sieht vor, dass das Zwischenplättchen3 und das Betätigungsplättchen7 einen dichten Raum begrenzen, der aus dem Hohlraum8 , der Verbindungsöffnung12 und dem Zwischenhohlraum14 zusammengesetzt ist, wobei ein Unterdruck im Inneren dieses dichten Raums eingerichtet werden kann. - Die Dichtigkeit des oben genannten Raums wird möglich gemacht durch die Einstellung mit sehr hoher Präzision zwischen den Teilen, die die Mikropumpe bilden (beweglicher Bereich
11 des Betätigungsplättchens7 , oberes Plättchen2 , Zwischenteil13 und bewegliche Wand5 ). Die genaue Identität zwischen der Dicke des Zwischenteils13 und dem oberen Plättchen2 ist ein sehr wichtiges Merkmal um eine gute Einstellung zwischen den Teilen zu erhalten, wodurch die Dichtigkeit des oben genannten Raums ermöglicht wird. - Gemäß einem vorteilhaften Merkmal ermöglicht es die Anwesenheit eines Unterdrucks in dem dichten Raum
8 ,12 ,14 , die bewegliche Wand5 der Pumpkammer4 in Richtung des oberen Plättchens2 zu ziehen. - Wenn ein Unterdruck in dem dichten Raum
8 ,12 ,14 hergestellt wird, so es zu bevorzugen, dass das Zwischenteil13 nicht an der beweglichen Wand5 befestigt ist, um keine Restspannungen bei dieser Befestigung zu schaffen. - Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform, die in
3 gezeigt ist, kann der dichte Raum8 ,12 ,14 nicht auf Unterdruck gebracht werden, sondern eine Leitung15 verbindet diesen dichten Raum mit dem Außenraum der Mikropumpe. Vorzugsweise ist diese Leitung15 im oberen Teil des Betätigungsplättchens7 hergestellt und steht mit dem Hohlraum8 in Verbindung, indem dieser mit dem Außenraum des in3 dargestellten Teils der Mikropumpe verbunden wird, so dass der vorher definierte Raum einen Druck aufweist, der gleich dem des Außenraums ist, in dem die Leitung15 endet, wobei dieser Druck der atmosphärische Druck sein kann. - In dem Falle, in dem man eine Leitung
15 vorsieht, die den dichten Raum8 ,12 ,14 mit dem Außenraum der Pumpe verbindet, wenn man die bewegliche Wand5 in Richtung der piezoelektrischen Vorrichtung6 ziehen will, ist es notwendig, das Zwischenteil13 an der beweglichen Wand5 zu befestigen, wobei diese Befestigung durch anodisches Schweißen hergestellt werden kann. - Drei bevorzugte Herstellungsverfahren einer erfindungsgemäßen Mikropumpe, wie sie oben beschrieben wurde, werden nun vorgestellt.
- Unabhängig von dem Herstellungsverfahren unter den drei Verfahren, die vorgestellt werden, muss zunächst ein Betätigungsplättchen
7 , ein oberes Plättchen2 , eine Betätigungsvorrichtung und eine Einheit Zwischenplättchen3 – Grundplättchen1 , in der des Zwischenplättchen3 an dem Grundplättchen1 befestigt ist, geliefert werden, wobei eine Pumpkammer4 zwischen diesen beiden Plättchen, beispielsweise durch Vorabbearbeitung des Zwischenplättchens3 gebildet wird. - Gemäß einem ersten Herstellungsverfahren einer erfindungsgemäßen Mikropumpe werden die folgenden Schritte durchgeführt:
-
- a) Bearbeiten des Betätigungsplättchens
7 in einer solchen Weise, dass man den Hohlraum8 erzeugt, - b) Befestigen des Betätigungsplättchens
7 an dem oberen Plättchen2 , - c) Bearbeiten des oberen Plättchens
2 in einer solchen Weise, dass die Verbindungsöffnung12 und das Zwischenteil13 erzeugt werden, - d) Befestigen der Einheit oberes Plättchen 2-Betätigungsplättchen
7 an der Einheit Zwischenplättchen3 – Grundplättchen1 , und - e) Befestigen einer Betätigungsvorrichtung,
wie etwa einer piezoelektrischen 6, an dem Betätigungsplättchen
7 . - Eine günstige Lösung, was die Herstellungstechnik anbelangt, sieht vor, im Falle des ersten Herstellungsverfahrens, dass die Bearbeitung der Verbindungsöffnung
12 erhalten wird mittels eines elektroerosiven Bearbeitungsverfahrens oder EDM (Bearbeitung mit elektrischer Entladung), mittels eines Bearbeitungsverfahrens mit Ultraschall oder UD (Ultraschallbohren) oder mittels chemischem Angreifen des Glases. - Gemäß einem zweiten Herstellungsverfahren einer Mikropumpe ist es möglich, durch eine Bearbeitung der Verbindungsöffnung
12 und des Zwischenteils13 in zwei Stufen, eine höhere Präzision auf Seiten der verschiedenen Elemente der Mikropumpe zu erhalten, damit diese einen zuverlässigeren Betrieb aufweist. - Gemäß diesem zweiten Herstellungsverfahren führt man die folgenden Schritte aus:
-
- a) Bearbeiten des Betätigungsplättchens
7 in einer solchen Weise, dass man den Hohlraum8 erzeugt, - b) Bearbeiten des oberen Plättchens
2 in einer solchen Weise, dass die Verbindungsöffnung12 und das Zwischenteil13 teilweise erzeugt werden, - c) Befestigen des Betätigungsplättchens
7 an dem oberen Plättchen2 - d) Bearbeiten des oberen Plättchens
2 in einer solchen Weise, dass man die Erzeugung der Verbindungsöffnung12 und des Zwischenteils13 vollendet, - e) Befestigen der Einheit oberes Plättchen
2 – Betätigungsplättchen7 an der Einheit Zwischenplättchen3 – Grundplättchen1 , und - f) Befestigen einer Betätigungsvorrichtung,
wie etwa einer piezoelektrischen 6, an dem Betätigungsplättchen
7 . - Hier ist es vorteilhafterweise möglich, dass die teilweise Bearbeitung des oberen Plättchens
2 mittels eines elektroerosiven Bearbeitungsverfahrens (EDM) oder mittels eines Bearbeitungsverfahrens mittels Ultraschall (DU) erfolgt. - Im Übrigen ist es möglich, dass die Vollendung der Erzeugung der Verbindungsöffnung
12 und des Zwischenteils13 mittels chemischem Angreifen des oberen Plättchens2 erfolgt. - Andererseits, wie es in den
4A bis4D dargestellt ist, ist es im Rahmen des zweiten Herstellungsverfahrens der Mikropumpe möglich, eine oder mehrere metallische Schichten auf einer Seite des oberen Plättchens2 aufzubringen, bevor man mit der Erzeugung der Verbindungsöffnung12 und des Zwischenteils13 (Schritt b) beginnt, durch Bearbeitung dieser Seite. In der Tat können die Metallschichten) sich auf der einen oder anderen der beiden Seiten des oberen Plättchens2 befinden: auf der Seite, die die teilweise Erzeugung der Öffnung12 und des Zwischenteils13 erfahren hat oder auf der Seite, die bei der Vollendung der Erzeugung dieser Öffnung bearbeitet wurde, aber in allen diesen Fällen sind diese Metallschichten) dem Betätigungsplättchen7 entgegengesetzt. - Wie in
4A gezeigt, bringt man eine Chromschicht2a , gefolgt von einer Kupferschicht2b auf dem oberen Plättchen2 auf. Dann, (4B ), bearbeitet man das obere Plättchen2 so, dass teilweise die Verbindungsöffnung12 des Zwischenteils13 geschaffen wird, wobei diese teilweise Bearbeitung nichts zur Gesamtdicke des oberen Plättchens2 beiträgt. Wie man in4C sieht, die dem Schritt c) des zweiten Herstellungsverfahrens entspricht, wird das Betätigungsplättchen7 , das bereits bearbeitet wurde und den Hohlraum8 aufweist, an dem oberen Plättchen2 , beispielsweise durch anodisches Schweißen befestigt, und zwar an der Seite, die derjenigen, die die Metallschichten trägt, entgegengesetzt ist. Die4D stellt Schritt d) des zweiten Herstellungsverfahrens dar und zeigt, dass eine zusätzliche Bearbeitung des oberen Plättchens2 die Vollendung der Erzeugung der ringförmigen, das Zwischenteil13 umgebenden Verbindungsöffnung13 ermöglicht, so dass die Verbindungsöffnung12 mit dem Hohlraum8 in Verbindung steht, und dass das Zwischenteil13 mit dem Betätigungsplättchen7 auf Höhe des zentralen Bereichs des beweglichen Bereichs11 verbunden ist. - Ein drittes Herstellungsverfahren einer Mikropumpe, das es ermöglicht, die Toleranzen hinsichtlich der Dicke, insbesondere auf Höhe des oberen Plättchens
2 und des Zwischenteils13 zu minimieren, wird nun unter Bezug auf die5A bis5F vorgestellt. - Gemäß diesem dritten Herstellungsverfahren werden die folgenden Schritte durchgeführt.
-
- a) Aufbringen einer Sicherungsschicht
18 auf einer Oberfläche des oberen Plättchens2 (5B ), - b) Bearbeiten des oberen Plättchens
2 an der Oberfläche, die der mit der Sicherungsschicht18 in Verbindung stehenden Oberfläche entgegengesetzt ist, in einer solchen Weise, dass die Verbindungsöffnung12 und das Zwischenteil13 erzeugt werden, wobei die Sicherungsschicht18 ebenfalls (5C ), allerdings höchstens teilweise, bearbeitet werden kann, - c) Befestigen des Betätigungsplättchens
7 an der Oberfläche des oberen Plättchens2 , die der in Verbindung mit der Sicherungsschicht18 stehenden Oberfläche entgegengesetzt ist (5D ), - d) Entfernen der Sicherungsschicht
18 (5E ), - e) Befestigen der Einheit oberes Plättchen
2 – Betätigungsplättchen7 an der Einheit Zwischenplättchen3 – Grundplättchen1 (5F ), und - f) Befestigen einer Betätigungsvorrichtung,
wie etwa einer piezoelektrischen 6, an dem Betätigungsplättchen
7 . - Bei diesem dritten Herstellungsverfahren ermöglicht die Sicherungsschicht
18 die Herstellung durch Bearbeitung in einem einzigen Schritt der Verbindungsöffnung12 und des Zwischenteils13 , wobei es auch möglich bleibt, dass das obere Plättchen12 und das Zwischenteil13 , während des Herstellungsverfahrens, vollkommen ausgerichtet bleiben. - Bevorzugt ist die Sicherungsschicht ein Polymer oder ein Metall und die die Mikropumpenvorrichtung bildenden Plättchen sind untereinander befestigt, gegebenenfalls durch anodisches Schweißen.
- Die drei Herstellungsverfahren, die vorher beschrieben wurden, eigenen sich für die Herstellung der ersten oder zweiten Ausführungsform der Mikropumpe, wie sie in den
2 und3 beschrieben wurden. - Im Falle der ersten, in
2 dargestellten Ausführungsform der Mikropumpe, zusätzlich zu den vorab erwähnten Verfahrensschritten, stellt man bevorzugterweise, aber nicht obligatorisch, einen Unterdruck in dem dichten Raum her, der von dem Hohlraum8 , der Verbindungsöffnung12 und dem Zwischenhohlraum14 gebildet wird. - Im Falle der in
3 dargestellten zweiten Ausführungsform zusätzlich zu den vorab erwähnten Verfahrensschritten, bearbeitet man eine Leitung15 , die den dichten Raum, gebildet von dem Hohlraum8 , der Verbindungsöffnung12 und dem Zwischenhohlraum14 , wobei dieser Raum durch das Zwischenplättchen3 und das Betätigungsplättchen7 begrenzt wird, nach außerhalb der Mikropumpe verbindet. Beim Befestigen der Einheit oberes Plättchen2 – Betätigungsplättchen7 an der Einheit Zwischenplättchen3 – Grundplättchen1 , befestigt man bevorzugterweise das Zwischenteil13 an der beweglichen Wand5 , beispielsweise durch anodisches Schweißen.
Claims (25)
1 Mikropumpe mit zumindest einem Grundplättchen (1 ), zumindest
einem oberen Plättchen
(2 ) und einem Zwischenplättchen (3 ), das zwischen
den beiden anderen Plättchen
(1 , 2 ) angeordnet ist und aus einem bearbeitbaren
Material gebildet ist, so daß eine
Pumpkammer (4 ), zumindest ein Teil zum Steuern des Eintretens
eines Fluids zum Verbinden der Pumpkammer (4 ) mit zumindest
einem Eingang der Mikropumpe und zumindest ein Teil zum Steuern
des Austretens des Fluids zum Verbinden der Pumpkammer (4 )
mit zumindest einem Austritt der Mikropumpe gebildet sind, wobei
die Pumpkammer eine in das Zwischenplättchen eingearbeitete bewegliche
Wand (5 ) aufweist, welche sich während des Ansaugens des Fluids
in die Pumpkammer (4 ) und der Austreibung derselben aus
dieser heraus in zwei gegenläufige
Richtungen zu bewegen vermag, wobei das obere Plättchen mit zumindest einer Öffnung (12 )
versehen ist, die einen Hohlraum (8 ) mit zumindest einem Teil
der beweglichen Wand (5 ) verbindet, wobei Betätigungsmittel
(6 , 7 , 13 ), welche an der freien Oberfläche (9 )
des oberen Plättchens
(2 ) befestigt sind, vorgesehen sind, um die bewegliche
Wand (5 ) zu bewegen, um eine periodische Veränderung
des Volumens der Pumpkammer (4 ) zu bewirken, wobei die Betätigungsmittel
ein Betätigungsplättchen (7 )
umfassen, das aus einem bearbeitbaren Material gebildet ist, wodurch
ein beweglicher Bereich (11 ) vorgegeben wird, gekennzeichnet
durch die Tatsache, daß das
Betätigungsplättchen (7 )
aus einem bearbeitbaren Material besteht, um den Hohlraum (8 )
zu bilden; wobei ein Zwischenteil (13 ), das in das obere
Plättchen
(2 ) eingearbeitet ist, an dem Betätigungsplättchen (7 ) derart
befestigt ist, daß es
mit der beweglichen Wand (5 ) in Berührung kommt.
Mikropumpe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Tatsache,
daß das
Zwischenteil (13 ) an der beweglichen Wand (5 )
befestigt ist.
Mikropumpe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Tatsache,
daß das
Zwischenplättchen (3 )
und das Betätigungsplättchen (7 )
einen dichten Raum (8 , 12 , 14 ) abgrenzen.
Mikropumpe nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Tatsache,
daß man
im Herzen des dichten Raums (8 , 12 , 14 )
teilweise einen Leerraum vorsieht.
Mikropumpe nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Tatsache,
daß eine
Leitung (15 ) den dichten Raum (8 , 12 , 14 )
mit dem Außenraum
der Mikropumpe verbindet.
Mikropumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet
durch die Tatsache, daß Mittel
(16 , 17 ) die Verschiebbarkeit der beweglichen Wand
(5 ) einschränken.
Mikropumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet
durch die Tatsache, daß die
Betätigungsmittel
(6 , 7 , 13 ) insbesondere aus einer piezoelektrischen
Vorrichtung (6 ) gebildet sind.
Mikropumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet
durch die Tatsache, daß das
Grundplättchen
(1 ) und das obere Plättchen
(2 ) aus einem Glas wie etwa Pyrex gebildet sind.
Mikropumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet
durch die Tatsache, daß das
Zwischenplättchen
(3 ) und das Betätigungsplättchen (7 )
aus einem Metall wie etwa Silizium gebildet sind.
Mikropumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet
durch die Tatsache, daß die
Betätigungsmittel
(6 ), das Zwischenteil (13 ) und die bewegliche
Wand (5 ) um eine gemeinsame Achse herum zentriert sind.
Verfahren zum Herstellen einer Mikropumpe, wie sie im Anspruch
1 beschrieben ist, bei welchem man die folgenden Schritte durchführt:
a)
Bearbeiten des Betätigungsplättchens
(7 ) in einer solchen Weise, daß man den Hohlraum (8 )
erzeugt,
b) Befestigen des Betätigungsplättchen (7 ) an dem oberen
Plättchen
(2 ),
c) Bearbeiten des oberen Plättchens (2 ) in einer
solchen Weise, daß die
Verbindungsöffnung
(12 ) und das Zwischenteil (13 ) erzeugt werden,
d)
Befestigen der Einheit oberes Plättchen
(2 ) – Betätigungsplättchen (7 )
an der Einheit Zwischenplättchen
(3 )-Grundplättchen
(1 ), und
e) Befestigen einer Betätigungsvorrichtung wie etwa einer
piezoelektrischen (6 ), an dem Betätigungsplättchen (7 ).
Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch die Tatsache,
daß die
Bearbeitung für
die Verbindungsöffnung
(12 ) mittels eines elektroerosiven Bearbeitungsverfahrens
oder EDM (Bearbeitung mit elektrischer Entladung), mittels eines
Bearbeitungsverfahrens mit Ultraschall oder UD (Ultraschallbohren)
oder mittels chemischen Angreifens des Glases erfolgt.
Verfahren zum Herstellen einer Mikropumpe wie sie im Anspruch
1 beschrieben ist, bei welchem man die folgenden Schritte durchführt:
a)
Bearbeiten des Betätigungsplättchens
(7 ) in einer solchen Weise, daß der Hohlraum (8 )
erzeugt wird,
b) Bearbeiten des oberen Plättchens (2 ) in einer
solchen Weise, daß die
Verbindungsöffnung
(12 ) und das Zwischenteil (13 ) teilweise erzeugt
werden,
c) Befestigen des Betätigungsplättchens (7 ) an dem oberen
Plättchen
(2 ),
d) Bearbeiten des oberen Plättchens (2 ) in einer
solchen Weise, daß man
die Erzeugung der Verbindungsöffnung
(12 ) und des Zwischenteils (13 ) vollendet,
e)
Befestigen der Einheit oberes Plättchen
(2 ) – Betätigungsplättchen (7)
an der Einheit Zwischenplättchen
(3 ) – Grundplättchen (1 ),
f)
Befestigen einer Betätigungsvorrichtung
wie etwa einer piezoelektrischen (6), an dem Betätigungsplättchen (7 ).
Verfahren nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch die Tatsache,
daß die
teilweise Bearbeitung des oberen Plättchens (2 ) mittels
eines elektroerosiven Bearbeitungsverfahrens oder EDM (Bearbeitung mit
elektrischer Entladung) oder mittels eines Bearbeitungsverfahrens
mit Ultraschall oder UD (Ultraschallbohren) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, gekennzeichnet durch die
Tatsache, daß die
Vollendung der Erzeugung der Verbindungsöffnung (12 ) und des
Zwischenteils (13 ) mittels chemischen Angreifens des oberen
Plättchens
(2 ) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch die Tatsache,
daß man
auf einer Oberfläche
des oberen Plättchens
(2 ) eine oder mehrere metallische Schichten (2a , 2b )
aufbringt, bevor man mit der Erzeugung der Verbindungsöffnung (12 )
und des Zwischenteils (13 ) beginnt, wobei die metallische Schicht
oder die metallischen Schichten entfernt werden, nachdem man die
Verbindungsöffnung
(12 ) und das Zwischenteil (13 ) erzeugt hat.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische
Schicht oder die metallischen Schichten auf derjenigen Oberfläche des
oberen Plättchens
(2 ) aufgebracht werden, die Ziel der teilweisen Erzeugung
der Verbindungsöffnung
(12 ) und des Zwischenteils (13 ) ist.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichent, daß die metallische
Schicht oder die metallischen Schichten auf derjenigen Oberfläche des
oberen Plättchens
(2 ) aufgebracht sind, die beim Vollenden der Erzeugung
der Verbindungsöffnung (12 )
und des Zwischenteils (13 ) bearbeitet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, gekennzeichnet
durch die Tatsache, daß man eine
Chromschicht (2a ) und anschließend eine Kupferschicht (2b )
aufbringt.
Verfahren zum Herstellen einer Mikropumpe, wie sie im Anspruch
1 beschrieben ist, bei welchem man die folgenden Schritte durchführt:
a)
Aufbringen einer Erhaltungsschicht (18 ) auf einer Oberfläche des
oberen Plättchens
(2 ),
b) Bearbeiten des oberen Plättchens (2 ) an der
Oberfläche,
die der mit der Erhaltungsschicht (18 ) in Verbindung stehenden
Oberfläche
entgegengesetzt ist, in einer solchen Weise, daß die Verbindungsöffnung (12 )
und das Zwischenteil (13 ) erzeugt werden, wobei die Erhaltungsschicht
(18 ) ebenfalls, allerdings höchstens teilweise, bearbeitet
werden kann,
c) Befestigen des Betätigungsplättchens (7 ) an der Oberfläche des
oberen Plättchens
(2 ), die der in Verbindung mit der Erhaltungsschicht (18 )
stehenden Oberfläche
entgegengesetzt ist, d) Entfernen der Erhaltungsschicht (18 ), e)
Befestigen der Einheit oberes Plättchen
(2 ) – Betätigungsplättchen (7 )
an der Einheit Zwischenplättchen
(3 ) – Grundplättchen (1 ), und
f) Befestigen einer Betätigungsvorrichtung,
wie etwa einer piezoelektrischen (6), an dem Betätigungsplättchen (7 ).
Verfahren nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch die Tatsache,
daß die
Erhaltungsschicht (18 ) ein Polymer oder ein Metall ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 19, gekennzeichnet
durch die Tatsache, daß die Plättchen durch
Anodenschweißen
befestigt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 20, gekennzeichnet
durch die Tatsache, daß man beim
Befestigen der Einheit oberes Plättchen
(2 ) – Betätigungsplättchen (7 )
an der Einheit Zwischenplättchen
(3 ) – Grundplättchen (1 )
das Zwischenteil (13 ) an der beweglichen Wand (5 )
befestigt.
Verfahren nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch die Tatsache,
daß man
maschinell eine Leitung (15 ) erzeugt, die den dichten Raum
(8 , 12 , 14 ), der von dem Zwischenplättchen (3 )
und dem Betätigungsplättchen (7 )
begrenzt wird, mit dem Außenraum
der Mikropumpe verbindet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 22, gekennzeichnet
durch die Tatsache, daß man
im Herzen des dichten Raums (8 , 12 , 14 )
einen teilweise Leerraum vorsieht.
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