EP0852674B1 - Mikromotor und mikropumpe - Google Patents

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EP0852674B1
EP0852674B1 EP96938952A EP96938952A EP0852674B1 EP 0852674 B1 EP0852674 B1 EP 0852674B1 EP 96938952 A EP96938952 A EP 96938952A EP 96938952 A EP96938952 A EP 96938952A EP 0852674 B1 EP0852674 B1 EP 0852674B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sleeve
axis
micropump
pump
micromotor
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP96938952A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0852674A1 (de
Inventor
Thomas Weisener
Gerald Vögele
Mark Widmann
Carlo Bark
Andreas Hoch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
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Publication date
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/10—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
    • F04C2/102—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member the two members rotating simultaneously around their respective axes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C13/00—Adaptations of machines or pumps for special use, e.g. for extremely high pressures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2250/00—Geometry
    • F04C2250/10—Geometry of the inlet or outlet
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2225/00—Synthetic polymers, e.g. plastics; Rubber
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49229—Prime mover or fluid pump making
    • Y10T29/49236—Fluid pump or compressor making
    • Y10T29/49242—Screw or gear type, e.g., Moineau type

Definitions

  • micropump the smallest size pumps and motors, hereinafter referred to as micropump or micromotor, whereby these terms are understood to mean orders of magnitude that are in the diameter range below 10 mm, in particular below 3 mm.
  • Such pumps can be used in a variety of ways in technical and medical fields, for example in microsystem technology in dosing devices, in medical technology as a drive for a micro-milling cutter or as a blood flow support pump.
  • Miniaturized micropumps are described in Patent Abstracts of Japan, for example JP-A 2027 181 (Tatsuno Hiyoshi).
  • the miniaturized and amplified pump described there works with a superconducting magnet and has a first gear that is in meshing engagement with a second gear.
  • a crescent-shaped wall is provided on approximately 180 ° of the circumferential surface, the two gears being spaced apart from one another, the central axes of the two gears being offset parallel to one another. Nevertheless, the two meshing gears do not work in such a way that axial sealing lines are continuously formed between them to seal the delivery chambers.
  • An inner wheel is provided which is in meshing engagement with an outer wheel, but the outer wheel is not rotatable, but is fixedly connected to the sleeve and the inner wheel is only eccentrically mounted on the shaft by an eccentric (there is reference number 2 there) but the axis of rotation of the shaft is not offset from the axis of the sleeve.
  • the object of the invention is to provide a micropump or such a motor with a minimal overall volume.
  • the aim is to achieve a continuous flow of the fluid to be pumped (in the pump) and at the same time to provide a high delivery rate or a high delivery pressure.
  • the pressure opening can consist of several circumferentially spaced individual openings (Holes) exist, it can consist of an opening (hole) and it can from an opening (hole) together with one on the inside of the outlet insert provided kidney-shaped collecting groove are formed (claim 3).
  • the advantage of the pumps according to the invention lies in their simple construction despite their almost unimaginably far-reaching miniaturization (claim 9), the Assembling the micropump using an assembly or manufacturing process (Claim 13) can be done in which the largely cylindrical parts in uniaxial Towards each other.
  • the two front insert parts come in inserted in the axial direction - lying on both ends of the sleeve casing, while between them are also inserted in the (same) axis direction Bear meshing wheels (inner wheel and outer wheel) axially.
  • the pump of the invention is driven e.g. on an extended piece the axis or shaft of the inner rotor (claim 6) or radially purely on the sleeve mechanical or electromechanical way (claim 7).
  • electromechanical drive can be used for the most extensive miniaturization e.g. the outer wheel or the sleeve have integrated magnets to act as a rotor Serve synchronous drive, the radially outer sleeve the electromagnetic fields can pass through.
  • a motor for driving the pump mentioned is also very small Construction from, where he provides high power density and even one has a favorable characteristic curve (torque versus speed). At not too high Speeds, the engine reaches a torque with which a pump without a gearbox can be driven.
  • the drive energy of the engine is made from a fluid Generates electricity that runs through the meshing wheels (inner wheel and outer wheel) and on discharge end is released into the environment.
  • the drive fluid passes through a supply hose or connector that on the sleeve of the insert or on Insert part itself can be fixedly attached (claim 10).
  • the attachment of the supply hose implies that the diameter of the Feed hose is about the size of the diameter of the micromotor, which in Claim 12 is circumscribed.
  • the fluidic drive medium can simultaneously serve as a cooling medium, lubricant, Serve flushing medium and storage liquid.
  • the motor (claim 10) is constructed with the same components as the pump (Claim 1), only other functional elements are each fixed or rotatable connected with each other.
  • the motor and for the pump there is a uniaxial Inserting one another (claim 13) of the above-mentioned functional elements Possibilities to implement them, depending on which part is fixed on which is which part is rotatable relative to which and with which part the Arrangement is supported at a fixed point.
  • the support location When driving with a feed hose the support location will be the supply hose itself.
  • an elongated drive shaft is used.
  • FIG. 1 shows a schematic sketch of a micropump 1 which is of an order of magnitude of less than 10 mm in diameter, but which, in particular, can be reduced to orders of magnitude which are less than 2.5 mm in diameter using the wire and die-sinking EDM method.
  • the length of the pump is only about 4 mm, measured in the axial direction 100.
  • the micropump 1 consists of a sleeve 60, partially in the five functional elements are movable and partially permanently integrated, whereby in the case of "fixed integration" Functional elements that do not move relative to each other or their Function a fixed connection also requires can consist of a part, if this allows manufacturing.
  • the holes are aligned along a first axis 100, which is slightly radially outward with respect to the central axis 101 of the sleeve 60 is offset.
  • the two end inserts 41, 42 are axially spaced and there are two between them rotors intermeshed and intermeshed Outer rotor part 30 and an inner rotor part 20.
  • the inner rotor 20 has an exterior directed, circumferentially evenly spaced teeth.
  • the teeth mesh with the outer rotor part 30, the inwardly open longitudinal grooves 30a, 30b, ... has, which are circumferentially evenly spaced and in shape to the Teeth of the inner rotor 20 fit so that each tooth of the inner rotor at its meshing rotary movement an axially directed sealing line on the Forms inner surface of the associated groove 30a, 30b, ... of the outer wheel 30.
  • All sealing lines move in the drive direction A about the axis 100, the between each Two sealing lines defined delivery or pump chambers 20a, 30a; 20b, 30b (etc.) during the rotational movement towards the outlet bore 42n in its in FIGS. 3a to 3c reduce the volume shown, on one half of the pump, and on the opposite half steadily increase to a repetitive Cycle from minimum to maximum chamber volume and back.
  • the inner wheel 20 together with the drive axle 50 describes one Rotational motion
  • a drive can drive a longer flexible shaft Engage rotary movement A
  • an electric drive can also be directly on the axis 50 may be arranged.
  • FIG. 1a An example of the definition of fixed border zones (closely adjacent areas of two adjacent parts of the pump) is shown in Figure 1a. hatching indicate a fixed (non-rotatable) border zone that the other border zones allow a rotating movement of the adjacent parts.
  • the fixed border zones can e.g. be made by gluing.
  • the chamber volumes are in the direction of the smallest distance Axis 100 of the axis of rotation 50 from the sleeve 60 each smaller, which means that in them pumped liquid is put under increased pressure while it is on the other side after exceeding the smallest distance between axis 100 and Enlarge the inner surface 61 of the sleeve 60 again.
  • kidney-shaped openings 41 n, 42n in the end faces 41, 42 which are so are arranged so that their smallest radial width begins at the place where the distance between the axis 100 and the inner jacket 61 of the sleeve 60 am is the smallest, while its maximum radial latitude is at the location that is close the greatest distance from axis 100 to the inner lateral surface 61 of the sleeve 60 a feed pump is obtained.
  • the inflow kidney 41 n located on the side the inflow of the liquid to be delivered V 'is in the opposite direction of the outflow kidney 42n mounted in the above-mentioned FIG. 1a at the outflow location of the pumped volume V is shown.
  • Figure 1a shows on the outflow side an outflow kidney 42n, which is shown in FIG Direction of rotation A of the pump from the smallest distance between axis 100 and the largest
  • the distance of the axis 100 from the inner circumferential surface 61 is widened radially, while the inflow kidney 41 n is in the end insert 41 and with it greatest radial width from the location of the greatest distance of the axis 100 to the inner Shell surface 61 of the sleeve 60 to the smallest distance of the axis 100 from the inner
  • the lateral surface 61 of the sleeve 60 is reduced in its radial extent.
  • the two kidneys can also be introduced as curved grooves 41k, 42k in the inner flat wall of the end faces, in which case a cylindrical bore 41b, 42b is provided as an outlet and an inlet in the axial direction of the pump. This increases the stability, which is not unimportant given the small component sizes. Different possibilities of the inlet kidney and outlet kidney are shown in FIG .
  • a one-off production of only six (or fewer) components Pump is advantageously possible with the wire and sink erosion mentioned, all Pump parts with cylinder coordinates can be adequately described, which for the Manufacturing means that a dimension does not require any additional processing.
  • the End inserts 41 and 42 can be manufactured with wire erosion.
  • the axis 50 is anyway cylindrical, the inner rotor 20 can also be manufactured with wire erosion, just like the Outer rotor 30.
  • the sleeve 60 is also a pump component, which Wire EDM can be manufactured.
  • kidney-shaped inlet and outlet grooves 41k, 42k in the Manufactured on the inside of the end inserts 41, 42, this can be the erosion be used.
  • Cheaper in from a medical point of view is a ceramic material, but only in larger quantities is processable and not so for the production of individual functional samples suitable is. If the erosion processes are used, then electrical Conductivity of the material is considered, a ceramic injection molding process used - with shapes that e.g. be produced by wire and die erosion can - the electrical conductivity of the micropump material is no longer required. With large quantities, plastic, metal or ceramic injection molding processes can be used come into use.
  • Pump 1 can easily be used in medical applications such as catheters use.
  • the drive A mentioned can by a thin, bendable shaft be made.
  • the micropump can also be driven by a Liquid driven motor 2 can be achieved, which is manufactured in the same way, has the same appearance as the pump 1 described, only for the motor 2 fluidic drive through the inflow kidney 41 n with a hose SH selected to the the forehead insert 41 is fixed ( Figures 2.2a).
  • the sleeve 60 in the fluidic micromotor 2 is fixedly attached to the outer wheel 30 - for example by gluing or a snug fit or by a welded or soldered connection the sleeve 60 rotated and its output force A 'as the driving force A on the pump 1st transfer.
  • the output A 'of Figure 2a is mechanically rigid to the Drive axis 50 of the pump 1 of Figure 1 a coupled.
  • the pump 1 can also be driven via the sleeve 60 instead of via the shaft 50 with the direction of rotation A, as is shown in FIGS. 7c and 7d using examples. It is also possible to reverse the drive direction in order to then also achieve the delivery effect of the micropump in a delivery direction from V to V.
  • border zones are shown hatched, which a fixed (for example adhesive or interlocking) connection, while those interfaces rotatable between two components that have no hatching are against each other.
  • the two end inserts 41, 42 are rigid (Fixed) connected to the sleeve 60 on the inner jacket 61.
  • these border zones are designed to be rotatable.
  • FIGS. 6a, 6b and 6c Further possibilities for motor 2 result from FIGS. 6a, 6b and 6c; Further Possibilities for pumps result from FIGS. 7a, 7b, 7c and 7d.
  • FIG. 6a shows a fluidic motor which receives drive fluid V via a hose SH.
  • the hose is firmly attached in an axis 101 to the end insert 41 (base support or base part).
  • the base carrier 1 does not rotate, instead the inner wheel 20 and outer wheel 30 rotate, the latter taking the sleeve 60 with them.
  • the hose SH is, for example, mechanically immovably supported at position 44.
  • the structure of FIG. 6a corresponds to that of FIG. 2a, in which the hose SH has not yet been shown.
  • the base part 41 is axially extended for attaching the hose SH in order to obtain an easy plug-on possibility.
  • the diameter of the hose and base part is accordingly the same, the hose for supplying the fluid V accordingly has an order of magnitude in the diameter direction which corresponds to that of the motor 2.
  • the output and thus the driving force takes place via the sleeve 60; the axis of rotation is accordingly the sleeve axis 101.
  • the hose SH is firmly supported in relation to the environment, indicated schematically by the reference number 51.
  • the fixed support can also be provided by the inherent rigidity of the hose SH, without a fixed support being required directly on the motor 2.
  • the hose SH is plugged onto the sleeve 60 here, the output takes place via the axis 50, the axis of rotation being the axis 100.
  • the axis 50 is extended in the axial direction for this embodiment in order to mechanically couple the output.
  • the hose SH is also coupled to the sleeve 60, alternatively to an end insert 41 which is extended towards the rear.
  • the output takes place here via an axially extended cover 42, which is the second end insert on the front end of the pump 2.
  • the axis of rotation is the axis 101 (sleeve axis), the axis 50 wobbles slightly, ie the axis of rotation 100 moves on a circular path.
  • FIG. 7 a corresponds to the pump variant of FIG. 1 a, a shaft 58 being provided which applies a rotary coupling d to the axially elongated axis 50.
  • the axis of rotation is 100 (axis of the shaft 50), the sleeve 60 stands still and is mechanically rigidly coupled at 51. 7a, the inner wheel 20 and outer wheel 30 rotate in the sleeve 60. Rigid in the sleeve 60 are the two end inserts 41 and 42, which do not have to be lengthened axially.
  • FIG. 7b shows a coil arrangement 63 which couples an electromagnetic field into the pump 1.
  • the rotor of this example designed as a synchronous motor is the outer wheel 30, which can be designed, for example, as a permanent magnet.
  • the sleeve 60 must be arranged in a fixed manner and at the same time allow electromagnetic fields to pass through, for example, be made of plastic or ceramic.
  • the outer wheel 30 and the inner wheel 20 in the sleeve 60 can be rotated in FIG. 7b.
  • the bearings of the two rotors 20, 30 in the end inserts 41, 42, which in turn are firmly attached to the Sleeve 60 are arranged.
  • the axis of rotation for the outer wheel 30 is the sleeve axis 101, the axis of rotation is the axis 100 of the axis of rotation 50.
  • the inlet 41n and the outlet 42n are immovable in the circumferential direction and thus at a radially defined point.
  • FIG. 7c illustrates a mechanical way of driving via a pinion or drive wheel 63a, which engages the sleeve 60 substantially without slip.
  • the axis of rotation of the arrangement is the sleeve axis 101.
  • the end-face insert 41 stands still and is extended in the axial direction for mechanical fastening 44.
  • the outer wheel 30 is arranged fixed on the sleeve 60 and its inner casing 61.
  • the inner wheel is rotatably mounted on the axle 50, while the axle 50 itself is arranged in a rotationally rigid manner on the two end inserts 41, 42, which in turn are rotatably supported on the inner jacket 61 of the sleeve 60.
  • FIG. 5 in which a circumferential cylinder ring 63a was used as the drive wheel or pinion.
  • FIG. 7d illustrates the drive on the axially elongated end insert 41 with an alternative drive wheel or pinion 63b, the sleeve being mechanically firmly anchored at 51.
  • the axis of rotation is the sleeve axis 101, the axis 50 wobbles slightly, ie the axis of rotation 100 of the axis 50 moves on a circular path.
  • Figures 3 delimit individual production chambers between themselves, which are on one half side of the pump (suction side) and on the opposite half side of reduce to a maximum (pressure side) is still in a side view in FIG once visible.
  • the sleeve 60 carries the two end inserts 41, 42 concentrically and between the end inserts 41, 42, the rotors 20 and 30 are shown, which in the Figures 3 were shown to define the sealing lines in supervision.
  • the in the Figures 3 schematically shown inlet kidney 41 k and outlet kidney 42k are in the Figure 4 rotated in the sectional plane, so that it can be seen that they go directly to the Guide the outer end faces of the rotor parts 20,30.
  • the liquid is rotated by a Pumped displacement piston 30/20, which rotates its chamber volumes like this changed that liquid is continuously sucked through the inlet 41 n and on the Outlet side 42n can be continuously ejected.
  • a Pumped displacement piston 30/20 which rotates its chamber volumes like this changed that liquid is continuously sucked through the inlet 41 n and on the Outlet side 42n can be continuously ejected.
  • the invention also the reverse operation as a fluidic motor.
  • the systems proposed here are due to the fluidic energy transfer characterized by a high power to weight ratio, high pressures that can be generated, high Output torques and high flow rates.
  • the wire erosion and die erosion processes can be used as prototypical implementations for the production of such motor / pump systems.
  • the eroding processes can be used directly for the production of prototypes of micropumps / motors, on the other hand, molds and tools for the production of parts according to alternative manufacturing processes (ceramics, metal, plastic) can be mass-produced.
  • the alternative manufacturing processes mentioned for the production of the motor and pump individual parts can be extrusion, fine sintering, injection molding or die casting. Other manufacturing processes, such as the LIGA process, also appear to be suitable.
  • the contour of the wheels 20, 30 is the equidistant of an epi- or hypocycloid and is calculated using a generally known approach.
  • the inner wheel 20 is firmly connected to the axis 50 according to FIG. 2a.
  • cover 42 and base support 41 are firmly connected to one another via sleeve 60.
  • the connections can be in the form of an adhesive connection, a press fit, a welded or soldered connection, etc.
  • the pump 1 is driven by rotating the axis 50, for. B. by an electric micromotor, a fluidically driven micromotor 2 according to FIG. 2a or by a flexible shaft 58 according to FIG . 7a .
  • liquid is pumped from the base part 41 to the cover 42 or vice versa.
  • the base part 41 and cover 42 are fixed to the Axis 50 connected.
  • the outer wheel 30 is connected to the sleeve 60.
  • the sleeve 60 (output) rotates about its axis 101 Fluid leaves the micromotor on the drain side with less pressure than on the Inflow.
  • the pressure difference minus losses is converted into mechanical energy converted. Reversing the pressure and drain sides causes a reversal the direction of rotation A 'of the motor.
  • the function of the micropump 1 and the micromotor 2 is based on the Displacement principle.
  • the work spaces 20a, 20b enlarge and contract cyclically, as explained in FIGS. 3.
  • a fluid flows under high pressure into the enlarging one Work space and causes by the pressure difference between the inlet and outlet Torque to the wheels 20.30.
  • the wheels of the micropump 1 are 20, 30 driven.
  • the fluid is sucked in by the expanding work space and brought to a higher pressure level in the shrinking work space.
  • the micropump 1 is driven with the aid of a small electric motor or the fluidic micromotor 2. Further drive options are given by corresponding waves.
  • the inlet and outlet take place in the fluidic micropump 1 and in the micromotor 2 in the direction of the axis of rotation 50.
  • This has the background that the motor at the same time as Carrier can serve one tool and then the fluid supply from the other Side is done.
  • This construction for the pump and motor is for medical applications coordinated and enables a very small cross-section.
  • the fluidic micromotor 2 is an open system.
  • the Drive medium (fluid) freely exits the outlet 42n into the working environment. Since that If the system is not encapsulated, the leakage losses also occur at the bearing points freely into the work environment.
  • the term "open system" is closely based the above construction with very few parts.
  • Known embodiments encapsulate the entire system, whether motor or pump due to the use of oil as an energy source. In the present embodiment, it is assumed that the Drive medium or the pumped fluid can be released into the environment. In medical systems, this allows the tool and tool to be cooled Flushing the processing point, which is also the case with technical systems (e.g. Drilling tool etc.) can be used.
  • the open structure allows the Execution of simple hydrodynamic bearings, base part sleeve and cover sleeve.
  • the sleeve 60 of the micromotor 2 is supported by the bearing consisting of Base part 41 and cover 42, from. Conventional systems are usually based on this surrounding housing. There is a closed one in the latter Power flow. In the proposed engine 2, there is a fixed connection between the So-called base part 41 and the cover 42 on the axis 50, the two parts firmly and rigidly connects to each other.
  • the anti-rotation device of the base part 41 and the cover 42 as well as that of them connecting axis 50 takes place by means of axle flattening and / or adhesive securing.
  • Other joining techniques welding, soldering, shrink connection by heating the sleeve and cooling of the lid and base are also possible.
  • the pump direction is reversed by simply reversing the direction of rotation of the drive.
  • the special construction according to FIG. 1a of the micropump and according to FIG. 2a of the micromotor permits both operation as a motor and operation as a pump if the system is driven externally when the pump function is active (shaft in FIG. 1a and sleeve in FIG. 2a) becomes.
  • the sleeve 60 of the micromotor can be used directly as a tool holder. example this can be a milling tool. This tool is hollow on the inside and has one Integrated flushing, which can be used for cooling or chip removal.
  • the systems can be equipped with an optical fiber for speed detection or control be expanded.
  • the rotating teeth 20a, 20b on one Point scanned so that both rotational speed and angle of rotation can be recorded incrementally.
  • the micromotor 2 is intended in particular for medical applications. there it can be used as a carrier for cutting tools, milling tools, sensors (in particular Ultrasonic sensors, mirrors, etc.), actuators for endoscopes and others moving medical instruments are used.
  • the micromotor points at the Application in medical systems benefits regarding its body-friendly Drive medium on; no electrical components are used in your Use generate electromagnetic fields and thus negative effects e.g. on nerve conduction, etc. to have; have hydraulic components highest power densities and thus lead to the smallest sizes.
  • the fluidic micromotor and micropump are easy to close due to their design clean and sterilize if necessary and are therefore good for use in medicine suitable.
  • the Components are manufactured with a relatively large game, which is the use of allows inexpensive production technologies such as injection molding. These systems can then be used as single-use items.
  • the drive medium (fluid) can be used as cooling, lubrication or Flushing can be used.
  • the openings on the inlet and outlet sides can be designed in various forms as shown in FIG.
  • the shape of a continuous kidney 41 n is possible (A in FIG. 8 ), which is introduced into the base part 41 and cover 42.
  • This shape can alternatively be approximated by bores 41d, 41e, 41f ... 41h (B in FIG. 8 ), which results in a higher stability of these components, since the webs between the bores 41d to 41h significantly increase the strength.
  • the diameters of the holes 41d to 41h, which are lined up circumferentially, are continuously increasing.
  • Another alternative is to make a single through-bore 41b in combination with a kidney-shaped depression 41k (C in FIG. 8 ), which does not mean a very large weakening in strength, but on the other hand ensures a sufficiently large flow.
  • the blood cells are spared because the risk of shearing is significantly reduced.

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Description

Das technische Gebiet der Erfindung sind die Pumpen und Motoren kleinster Baugröße, im folgenden als Mikropumpe oder Mikromotor bezeichnet, wobei unter diesen Begriffen Größenordnungen verstanden werden, die im Durchmesserbereich unter 10 mm liegen, insbesondere unter 3 mm. Solche Pumpen können in technischen und medizinischen Bereichen vielseitig Einsatz finden, zum Beispiel in der Mikrosystemtechnik in Dosiergeräten, in der Medizintechnik als Antrieb für einen Mikrofräser oder als Blutstrom-Unterstützungspumpe.
Im Stand der Technik gibt es ein reichhaltiges Angebot an Beschreibungen zum Prinzip und der Funktionsweise von Zahnradpumpen mit einem Innenrad und einem Außenrad, wobei diese beiden Räder in einem kämmenden Eingriff stehen (vgl. DE-A 17 03 802, dort Anspruch 1, Seite 4 letzter Absatz und Seite 6, letzter Absatz, wo radial gerichtete Zuström- und Abströmkanäle beschrieben werden). Kennzeichnend für diese als Pumpen oder Motoren zu verwendenden Funktionseinheiten sind zwei gegeneinander versetzte Achsen, eine Achse des Innenrotors und die andere Achse des Außenrotors, wobei die beiden im kämmenden Eingriff stehenden Rotoren Druckräume (Druckkammern) umfänglich bilden, die sich in ihrer Größe und ihrer Lage zyklisch verändern (= "Gerotor"-Prinzip). Minaturisierte Mikropumpen sind beschrieben in Patent Abstracts of Japan, beispielsweise JP-A 2027 181 (Tatsuno Hiyoshi). Die dort beschriebene miniaturisierte und verstärkte Pumpe arbeitet mit einem supraleitenden Magneten und besitzt ein erstes Zahnrad, das mit einem zweiten Zahnrad in einem kämmenden Eingriff steht. Auf etwa 180° der Umfangsfläche ist eine sichelförmige Wand vorgesehen, die beide Zahnräder voneinander beabstandet, wobei die Mittelachsen beider Zahnräder gegeneinander parallel versetzt verlaufen. Dennoch arbeiten die beiden kämmenden Zahnräder nicht so, daß laufend axiale Dichtlinien zwischen ihnen zur Abdichtung der Förderkammern gebildet werden. Diese Dichtlinien werden jedenfalls im Bereich der sichelförmigen Einlage nicht mehr zwischen den Zahnrädern erzielt, sondern nur noch relativ zu dem sichelförmigen Einsatz. Einige Zähne stehen also nicht in einem solchen kämmenden Eingriff, daß jeder Zahn des Innenrotors eine axial gerichtete Dichtlinie auf der Innenfläche des Außenrotors bildet. Dazuhin ist die Größenordnung der "Superconductive Rotory Pump" der beschriebenen Patent Abstracts of Japan nicht angegeben. Eine weitere Zahnradpumpe veranschaulicht DE-A 11 38 639 (Patin). Aber auch hier ist eine Größenordnung der Zahnrad-Drehkolbenmaschine nicht angegeben. Es werden vielmehr drei Ausführungen als Flüssigkeitsmaschine, Kompressor und Preßluftmotor in den dortigen Figuren 1, 4 und 7 beschrieben, bei denen die Hülsenachse und die Drehachse der Welle konzentrisch verlaufen. Es ist zwar ein Innenrad vorgesehen, das in einem kämmenden Eingriff mit einem Außenrad steht, aber das Außenrad ist nicht drehbeweglich, sondern fest mit der Hülse verbunden und das Innenrad erst durch einen Exzenter (dort Figur 3 Bezugszeichen 2) exzentrisch auf der Welle gelagert, aber die Drehachse der Welle ist nicht gegenüber der Achse der Hülse versetzt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Mikropumpe oder einen solchen Motor mit minimalem Bauvolumen zur Verfügung zu stellen. Es soll eine kontinuierliche Strömung des zu fördernden Fluids (bei der Pumpe) erreicht und gleichwohl eine hohe Förderleistung bzw. ein hoher Förderdruck zur Verfügung gestellt werden.
Erreicht wird das mit einer - gemäß Merkmal (a) ausgebildeten - Mikropumpe, bei der eine auslaßseitige Drucköffnung eines stirnseitigen Einsetzteiles für eine im Durchmesser etwas größere Hülse in axialer Richtung ausgerichtet ist (Anspruch 1). Auch die Einlaßöffnung eines zweiten stirnseitigen Einsetzteiles für die im Durchmesser etwas größere Hülse kann in axialer Richtung ausgerichtet sein (Anspruch 2). Die gesamte Pumpe kann so in Achsrichtung einen durchgehenden Flüssigkeitsstrom erzeugen, der nur im Innenbereich, in den kämmenden Rotoren und bei der umfänglichen Verlagerung der Druckräume, in Umfangsrichtung orientiert ist. Sobald der zu fördernde Flüssigkeitsstrom in das stirnseitige Einsetzteil am Auslaßende eintritt, wird es von dort in axialer Richtung durch eine Drucköffnung herausgeführt, die in Achsrichtung gerichtet ist.
Die Drucköffnung kann aus mehreren umfänglich beabstandeten Einzelöffnungen (Bohrungen) bestehen, sie kann aus einer Öffnung (Bohrung) bestehen und sie kann aus einer Öffnung (Bohrung) zusammen mit einer an der Innenseite des Auslaß-Einsetzteils vorgesehenen nierenförmigen Auffangnut gebildet werden (Anspruch 3).
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Pumpen liegt in ihrem einfachen Aufbau trotz ihrer nahezu unvorstellbar weit rechenden Miniaturisierung (Anspruch 9), wobei der Zusammenbau der Mikropumpe mit einem Montage- oder Fertigungsverfahren (Anspruch 13) erfolgen kann, bei dem die weitgehend zylindrischen Teile in uniaxialer Richtung ineinandergefügt werden. Die beiden stirnseitigen Einsetzteile kommen - in der Achsrichtung eingefügt - dabei an den beiden Enden des Hülsenmantels zu liegen, während sie zwischen sich die ebenfalls in (derselben) Achsrichtung eingesetzten kämmenden Räder (Innenrad und Außenrad) axial lagern.
Der Antrieb der erfindungsgemäßen Pumpe erfolgt z.B. an einem verlängerten Stück der Achse oder Welle des Innenrotors (Anspruch 6) oder radial über die Hülse auf rein mechanischem oder elektromechanischem Weg (Anspruch 7). Bei elektromechanischer Antriebsweise kann zur weitgehendesten Miniaturisierung z.B. das Außenrad oder die Hülse integrierte Magnete besitzen, um als Läufer eines Synchronantriebs zu dienen, wobei die radial weiter außen liegende Hülse die elektromagnetischen Felder hindurchtreten läßt.
Vorteilhaft werden geringfügige Förderverluste durch Umfangs-Ungenauigkeiten zur Lagerung des jeweils drehbaren Teiles im Mantel verwendet (Anspruch 8).
Ein Motor zum Antreiben der erwähnten Pumpe zeichnet sich durch ebenfalls kleinste Bauweise aus, wobei er hohe Leistungsdichte zur Verfügung stellt und dabei sogar eine günstige Kennlinie (Drehmoment gegenüber Drehzahl) bereithält. Bei nicht allzu hohen Drehzahlen erreicht der Motor ein Drehmoment, mit dem eine Pumpe ohne Getriebe angetrieben werden kann. Die Antriebsenergie des Motors wird aus einem fluidischen Strom erzeugt, der durch die kämmenden Räder (Innenrad und Außenrad) läuft und am auslaßseitigen Ende in die Umgebung abgegeben wird. Das Antriebsfluid tritt durch einen Zufuhrschlauch oder -stutzen ein, der an der Hülse des Einsetzteiles oder am Einsetzteil selbst fest anbringbar ist (Anspruch 10).
Bei Anbringung am stirnseitigen Einsetzteil kann dieses gegenüber der Hülse leicht bis deutlich verlängert sein, um einen festen Sitz für den Zufuhrschlauch zu erhalten.
Die Anbringung des Zufuhrschlauches impliziert, daß der Durchmesser des Zufuhrschlauches etwa in der Größe des Durchmessers des Mikromotors liegt, die im Anspruch 12 umschrieben ist.
Bei Verwendung des fluidischen Antriebes (Anspruch 10) bestehen keine Schwierigkeiten hinsichtlich einer elektrischen Isolation bei kleinsten Baugrößen. Das fluidische Antriebsmedium kann gleichzeitig als Kühlmedium, Schmiermedium, Spülmedium und Lagerflüssigkeit dienen.
Der Motor (Anspruch 10) ist mit gleichen Bauelementen aufgebaut, wie die Pumpe (Anspruch 1), lediglich andere Funktionselemente sind jeweils fest oder drehbar miteinander verbunden. Für den Motor und für die Pumpe gibt es bei einem uniaxialen Ineinanderstecken (Anspruch 13) der erwähnten Funktionselemente mehrere Möglichkeiten, sie zu realisieren, je nachdem welches Teil an welchem fest angeordnet ist, welches Teil gegenüber welchem drehbar ist und mit welchem Teil sich die Anordnung an einem festen Punkt abstützt. Beim Antrieb mit einem Zuführschlauch wird der Abstützort der Zuführschlauch selbst sein. Beim Betreiben der Pumpe mittels eines verlängerten Achsabschnitts wird eine langgestreckte Antriebswelle verwendet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele erläutert und ergänzt.
Figur 1
ist ein Beispiel für eine Pumpe 1 mit Einsetzteil 41 und Antriebsachse 50.
Figur 1a
ist eine Möglichkeit, die Bauelemente der Figur 1 fest bzw. drehbar zueinander zu gestalten, wobei eine Schraffur eine feste Anbringung andeutet. Flächen, die aneinander angrenzen ohne im Grenzbereich schraffiert zu sein, sind gegeneinander beweglich.
Figur 2
ist ein Beispiel für einen Motor 2 mit verlängertem Einsetzteil 41, auf das ein Zuführschlauch für ein Antriebsfluid gesteckt werden kann.
Figur 2a
ist ein Beispiel der Schaffung zueinander beweglicher oder fester "Grenzzonen" für den Motor der Figur 2, wobei eine Schraffur eine feste Grenzzone andeutet.
Figur 3a, Figur 3b und Figur 3c
zeigen drei radiale Stellungen eines Innenrotors 20 gegenüber einem Außenrad 30, die beide im kämmenden Eingriff stehen.
Figur 4
veranschaulicht eine Seitenansicht einer Hülse 60 mit darin eingesetzten zwei Stirnteilen 41,42, sowie eine Schnittansicht A-A.
Figur 5
ist ein Aufbau, bei dem im praktischen Versuch eine Pumpe 1 in einen Förderkanal geschaltet ist, der von einem Saugende S zu einem Druckende D führt. Gewählt ist hier eine umfängliche Antriebsrichtung an der Hülse 60 der Pumpe 1.
Figur 6a, Figur 6b und Figur 6c
zeigen Anschlußmöglichkeiten für einen Schlauch SH, mit dem Fluid für den Antrieb des Motors 2 zugeführt wird. Der Schlauch ist undrehbar befestigt.
Figur 7a, Figur 7b, Figur 7c und Figur 7d
zeigen Anschlußmöglichkeiten für einen Antrieb A entweder an der Welle 50 oder am Einsetzteil 41 oder am Außenmantel 60 mit einem umfänglichen Antrieb 63a,63b, wie er im Aufbau in der Figur 5 verdeutlicht ist. Figur 7b ist ein elektromechanischer Antrieb nach dem Prinzip des Synchronmotors.
Figur 8
veranschaulicht in drei Skizzen A, B und C drei unterschiedliche Ausgestaltungen von Einlaß- oder Auslaßöffnungen 41n,42n in den Stirnteilen 41,42 gemäß Figur 1.
Die Figur 1 zeigt eine Schemaskizze einer Mikropumpe 1, die in einer Größenordnung von unter 10 mm Durchmesser liegt, die aber insbesondere mit dem Fertigungsverfahren der Draht- und Senkerosion auf Größenordnungen reduzierbar ist, die unter 2,5 mm Durchmesser liegen. Die Länge der Pumpe beträgt bei dem Außendurchmesser von 2,5 mm nur noch etwa 4 mm, gemessen in Achsrichtung 100.
Auch andere Fertigungsverfahren sind einsetzbar, so die LIGA-Technik, Kunststoffspritzguß, Keramikspritzguß, Strangpressen, Metallsintern oder Mikrofräsen oder -drehen oder allgemeines Mikrozerspanen.
Die Mikropumpe 1 besteht aus einer Hülse 60, in der fünf Funktionselemente teilweise beweglich und teilweise fest integriert sind, wobei im Fall der "festen Integration" Funktionselemente, die keine relative Bewegung zueinander ausführen oder deren Funktion eine feste Verbindung erfordert auch aus einem Teil bestehen können, wenn dies die Fertigung zuläßt. An jeder Stirnseite der Hülse 60 ist jeweils ein Stirneinsatz 41 bzw. 42 vorgesehen, die beide eine außermittige Bohrung zur Aufnahme einer Pumpenachse 50 aufweisen. Die Bohrungen fluchten entlang einer ersten Achse 100, die gegenüber der Mittenachse 101 der Hülse 60 nach radial außen geringfügig versetzt ist.
Die beiden Stirneinsätze 41,42 sind axial beabstandet und zwischen ihnen sind zwei miteinander rotierende und ineinander kämmende Rotoren vorgesehen, ein Außenrotorteil 30 und ein Innenrotorteil 20. Der Innenrotor 20 hat nach außen gerichtete, umfänglich gleichmäßig beabstandet verteilt angeordnete Zähne. Die Zähne kämmen mit dem Außenrotorteil 30, das nach innen offene Längsnuten 30a,30b,... aufweist, die umfänglich gleichmäßig beabstandet sind und in ihrer Gestalt zu den Zähnen des Innenrotors 20 so passen, daß jeder Zahn des Innenrotors bei seiner kämmenden Drehbewegung eine in axialer Richtung gerichtete Dichtlinie auf der Innenfläche der zugehörigen Nut 30a,30b,... des Außenrades 30 bildet. Alle Dichtlinien bewegen sich in der Antriebsrichtung A um die Achse 100, wobei die zwischen jeweils zwei Dichtlinien definierten Förder- oder Pumpenkammern 20a,30a;20b,30b (etc.) sich bei der Drehbewegung zu der Auslaßbohrung 42n hin in ihrem in Figuren 3a bis 3c gezeigten Volumen reduzieren, auf der einen Hälfte der Pumpe, und auf der gegenüberliegenden Hälfte sich stetig vergrößern, um einen sich wiederholenden Zyklus von minimalem zu maximalem Kammervolumen und zurück zu ergeben.
Das Innenrad 20 beschreibt zusammen mit der Antriebsachse 50 eine Rotationsbewegung, ein Antrieb kann über eine längere biegsame Welle eine Drehbewegung A einkoppeln, es kann auch ein elektrischer Antrieb direkt an der Achse 50 angeordnet sein.
Ein Beispiel der Definition fester Grenzzonen (eng benachbarte Flächen zweier aneinandergrenzender Teile der Pumpe) ist in Figur 1a dargestellt. Schraffuren kennzeichnen eine feste (nicht drehbare) Grenzzone, die übrigen Grenzzonen erlauben eine Drehbewegung der angrenzenden Teile.
Während die Drehachse 50 zusammen mit dem fest daran angeordneten Innenrad 20 und das Außenrad 30 in der Hülse 60 drehbar sind, sind die anderen Teile dieses Beispiels der Mikropumpe - die Stirneinsätze 41, 42 und die sich über die Länge der Pumpe 1 erstreckende Hülse 60 - umfänglich fest miteinander verbunden. Die Achse 50 ist drehgelagert in den Bohrungen der Stirneinsätze 41, 42, ebenso drehgelagert ist das Außenrad 30 in der fest stehenden Hülse 60. Damit bewegen sich bei einem Drehantrieb über die Achse 50 gemäß Figur 1a, repräsentiert durch einen Winkelgeschwindigkeits-Vektor A, sowohl das Außenrad 30 als auch das Innenrad 20 unter rotatorischer Bewegung der Dichtungslinien gemäß Figuren 3 und gleichzeitiger Drehung der sich dabei verändernden Kammervolumen 20a,30a (usw) zwischen dem Außenrad und dem Innenrad.
Die festen Grenzzonen können z.B. durch Klebung hergestellt werden.
Die Kammervolumina werden dabei in Richtung zum geringsten Abstand der Achse 100 der Drehachse 50 von der Hülse 60 hin jeweils kleiner, womit die in ihnen geförderte Flüssigkeit unter erhöhten Druck gesetzt wird, während sie sich auf der anderen Seite nach Überschreiten des geringsten Abstandes zwischen Achse 100 und innerer Mantelfläche 61 der Hülse 60 wieder vergrößern.
Zusammen mit nierenförmigen Öffnungen 41 n,42n in den Stirnseiten 41,42, die so angeordnet sind, daß ihre geringste radiale Breite jeweils an dem Ort beginnt, an dem der Abstand zwischen der Achse 100 und dem Innenmantel 61 der Hülse 60 am geringsten ist, während sich ihre maximale radiale Breite an dem Ort befindet, der nahe dem größten Abstand von Achse 100 zu der inneren Mantelfläche 61 der Hülse 60 liegt, wird eine Förderpumpe erhalten. Die Einström-Niere 41 n, die sich auf der Seite der Zuströmung der zu fördernden Flüssigkeit V' befindet, ist gegensinnig zu derjenigen Ausströmniere 42n gelagert, die in der erwähnten Figur 1 a am Ausströmort des unter Druck geförderten Fördervolumens V dargestellt ist. Die Figur 1a zeigt also an der Ausströmseite eine Ausström-Niere 42n, die sich in der gezeigten Drehrichtung A der Pumpe vom geringsten Abstand der Achse 100 zum größten Abstand der Achse 100 von der inneren Mantelfläche 61 hin radial gesehen verbreitert, während sich die Einström-Niere 41 n in dem Stirneinsatz 41 befindet und sich mit ihrer größten radialen Breite vom Ort des größten Abstandes der Achse 100 zur inneren Mantelfläche 61 der Hülse 60 zum geringsten Abstand der Achse 100 von der inneren Mantelfläche 61 der Hülse 60 in ihrem radialen Ausmaß verringert.
Die Abmessung und die Breitenveränderung der beiden Nieren 41n,42n sind abgestimmt auf folgende Kriterien:
  • Ein Kurzschluß der Förderung, d.h. eine durchgehende Verbindung zwischen der Einlaß-Niere und der Auslaß-Niere wird in allen Drehpositionen verhindert; damit wird die umfängliche Erstreckung der Nieren 41 n,42n definiert.
  • Der Ein- und Auslaßquerschnitt der Nieren - die radiale Abmessungsveränderung - orientiert sich an dem Fußkreisdurchmesser des Außenrades 30 und dem Fußkreisdurchmesser des Innenrades 20, wobei die Querschittsfläche so groß als möglich gewählt werden sollte, um geringen Druckverlust zu erhalten, allerdings bei Einhaltung der erwähnten Dimensionierungsvorschrift.
Die beiden Nieren können auch als gekrümmte Nuten 41k,42k in die innere flache Wandung der Stirnseiten eingebracht sein, wobei dann jeweils eine zylindrische Bohrung 41b,42b jeweils in Achsrichtung der Pumpe als Auslaß und Einlaß vorgesehen wird. Das erhöht die Stabilität, die bei den geringen Bauelementgrößen nicht unwichtig ist. Verschiedene Möglichkeiten der Einlaßniere und Auslaßniere sind in der Figur 8 gezeigt.
Eine Einzelfertigung der aus nur sechs (oder weniger) Bauelementen bestehenden Pumpe ist vorteilhaft möglich mit der erwähnten Draht- und Senkerosion, wobei alle Pumpenteile mit Zylinderkoordinaten ausreichend beschreibbar sind, was für die Fertigung bedeutet, daß eine Dimension keine zusätzliche Bearbeitung benötigt. Die Stirneinsätze 41 und 42 sind mit Drahterosion fertigbar. Die Achse 50 ist ohnehin zylindrisch, der Innenrotor 20 ist ebenfalls mit Drahterosion fertigbar, ebenso wie der Außenrotor 30. Die Hülse 60 schließlich ist auch ein Pumpen-Bauelement, das mit Drahterosion gefertigt werden kann.
Werden die zuvor erwähnten nierenförmigen Einlaß- und Auslaß-Nuten 41k,42k in den Innenseiten der Stirneinsätze 41, 42 gefertigt, so kann dafür die Senkerosion eingesetzt werden.
Als Werkstoff für die Fertigung der Mikropumpe empfiehlt sich gesintertes oder Hartmetall, das verzugsarm und feinkörnig ist, leicht mit der Draht- und Senkerosion bearbeitet werden kann und weitgehend medizinisch verträglich ist. Günstiger in medizinischer Hinsicht ist ein Keramikwerkstoff, der aber nur in größeren Stückzahlen verarbeitbar ist und für die Herstellung von einzelnen Funktionsmustern nicht so geeignet ist. Werden die Erosionsverfahren eingesetzt, so muß auf elektrische Leitfähigkeit des Werkstoffes geachtet werden, wird ein Keramik-Spritzgußverfahren eingesetzt - mit Formen, die z.B. durch Draht- und Senkerosionen gefertigt sein können - so ist die elektrische Leitfähigkeit des Werkstoffes der Mikropumpe nicht mehr erforderlich. Bei großen Stückzahlen können Kunststoff-, Metall- oder Keramik-Spritzgußverfahren zur Anwendung kommen.
Die anhand der Figuren 1 und 1a und des Fertigungsverfahrens beschriebene Pumpe 1 läßt sich ohne weiteres in medizinischen Anwendungen, wie Kathetern verwenden. Der erwähnte Antrieb A kann dabei durch eine dünne, biegbare Welle vorgenommen werden. Der Antrieb der Mikropumpe kann aber auch durch einen mit Flüssigkeit angetriebenen Motor 2 erreicht werden, der in gleicher Weise gefertigt wird, das gleiche Aussehen hat, wie die beschriebene Pumpe 1, nur ist für den Motor 2 ein fluidischer Antrieb durch die Zufluß-Niere 41 n mit einem Schlauch SH gewählt, der an dem Stirneinsatz 41 fest angeordnet ist (Figuren 2,2a). Da die Hülse 60 bei dem fluidischen Mikromotor 2 fest an dem Außenrad 30 angebracht ist - beispielsweise durch Kleben oder einen Paßsitz oder durch eine Schweiß- oder Lötverbindung - wird die Hülse 60 gedreht und kann ihre Abtriebskraft A' als Antriebskraft A auf die Pumpe 1 übertragen. Der Abtrieb A' der Figur 2a wird dabei mechanisch starr an die Antriebsachse 50 der Pumpe 1 der Figur 1 a gekoppelt.
Der Antrieb der Pumpe 1 kann - statt über die Welle 50 mit der Drehrichtung A - auch über die Hülse 60 erfolgen, wie in den Figuren 7c und 7d an Beispielen gezeigt wird. Ebenso ist es möglich, die Antriebsrichtung umzukehren, um dann auch die Förderwirkung der Mikropumpe in eine Förderrichtung von V nach V zu erreichen.
Sind alle zuvor erwähnten Pumpenteile mit Zylinderkoordinaten ausreichend beschreibbar, können sie auch in einer Achsrichtung montiert werden, wobei ein Zusammenfügen der sechs grundlegenden Bauteile der Pumpe 1 oder des Motors 2 nur in dieser axialen Richtung (uniaxial) zusammengesteckt und an bestimmten vorgegebenen Bereichen (in den zuvor erwähnten Grenzzonen) mechanisch starr verbunden werden oder beweglich bleiben. Diese uniaxiale Montagemöglichkeit bietet Vorteile für eine automatisierte Serienfertigung, die bei solcherart kleinen Bauvolumen wünschenswert ist.
Die in den Figuren 1 und 2 gezeigten Konzeptionen einer Pumpe 1 oder eines Motors 2 werden in der Figur 1 a bzw. in der Figur 2a für ein Ausführungsbeispiel spezifiziert, wobei Grenzzonen schraffiert dargestellt werden, die eine feste (beispielsweise klebende oder formschlüssige) Verbindung zeigen, während diejenigen Grenzflächen zwischen jeweils zwei Bauelementen, die keine Schraffur haben, drehbeweglich gegeneinander sind. Bei der Figur 1a sind die beiden Stirneinsätze 41,42 drehstarr (fest) mit der Hülse 60 an deren Innenmantel 61 verbunden. Bei der Pumpe gemäß Figur 2a sind diese Grenzzonen drehbeweglich ausgestaltet. Bei der Pumpe gemäß Figur 1 a ist eine weitere feste Verbindung zwischen der Achse 50 und dem Innenrad 20 vorgesehen, diese Verbindung ist bei dem Motor gemäß Figur 2a wiederum drehbeweglich, stattdessen ist bei dem Motor in der Figur 2a die Grenzzone zwischen der Hülse 60 und dem Außenrad 30 drehstarr verbunden, welche Grenzzone bei der Pumpe 1 gemäß Figur 1a drehbeweglich ist.
Weitere Möglichkeiten für Motor 2 ergeben sich aus den Figuren 6a, 6b und 6c; weitere Möglichkeiten für Pumpen ergeben sich aus den Figuren 7a, 7b, 7c und 7d.
In Figur 6a ist ein fluidischer Motor gezeigt, der über einen Schlauch SH Antriebsfluid V erhält. Der Schlauch ist in einer Achse 101 an dem stirnseitigen Einsetzteil 41 (Basisträger oder Basisteil) fest aufgesteckt. Der Basisträger 1 dreht sich also nicht, stattdessen rotieren Innenrad 20 und Außenrad 30, welche letzteres die Hülse 60 mitnimmt. Der Schlauch SH ist beispielhaft an der Position 44 mechanisch unbeweglich abgestützt. Die Figur 6a entspricht von ihrem Aufbau her der Figur 2a, bei der der Schlauch SH noch nicht gezeigt war. Das Basisteil 41 ist zur Anbringung des Schlauches SH axial verlängert, um eine leichte Aufsteckmöglichkeit zu erhalten. Der Durchmesser von Schlauch und Basisteil ist demgemäß gleich, der Schlauch zur Zuführung des Fluids V hat demnach eine Größen-ordnung in Durchmesserrichtung, die derjenigen des Motors 2 entspricht. Der Abtrieb und damit die Antriebskraft erfolgt über die Hülse 60, Rotationsachse ist demgemäß die Hülsenachse 101.
In der Figur 6b ist der Schlauch SH fest gegenüber der Umgebung abgestützt, gekennzeichnet schematisch durch die Bezugsziffer 51. Die feste Abstützung kann auch durch die Eigensteifheit des Schlauches SH erfolgen, ohne daß direkt bei dem Motor 2 eine feste Abstützung erforderlich ist. Der Schlauch SH ist hier auf die Hülse 60 aufgesteckt, der Abtrieb erfolgt über die Achse 50, wobei die Rotationsachse die Achse 100 ist. Die Achse 50 ist für diese Ausführungsform in Axialrichtung verlängert, um den Abtrieb mechanisch zu koppeln. Hinsichtlich der schraffierten Grenzzonen und der diesbezüglichen drehstarren Anbringung wird auf die vorhergehende Erläuterung verwiesen.
In Figur 6c ist der Schlauch SH auch an der Hülse 60 angekoppelt, alternativ an einem nach hinten verlängerten Stirneinsatz 41. Der Abtrieb erfolgt hier über einen axial verlängerten Deckel 42, der der zweite Stirneinsatz auf der vorderen Stirnseite der Pumpe 2 ist. Die Rotationsachse ist die Achse 101 (Hülsenachse), die Achse 50 taumelt leicht, d.h. die Drehachse 100 bewegt sich auf einer Kreisbahn.
Die Figur 7a entspricht als Pumpenvariante der Figur 1 a, wobei eine Welle 58 vorgesehen ist, die eine Dreheinkopplung d auf die axial verlängerte Achse 50 aufbringt. Die Drehachse ist 100 (Achse der Welle 50), die Hülse 60 steht still und ist mechanisch bei 51 starr gekoppelt. in der Figur 7a rotieren Innenrad 20 und Außenrad 30 in der Hülse 60. Starr in der Hülse 60 sind die beiden stirnseitigen Einsätze 41 und 42, die axial nicht verlängert werden müssen.
In Figur 7b ist eine Spulenanordnung 63 gezeigt, die ein elektromagnetisches Feld in die Pumpe 1 einkoppelt. Der Rotor dieses als Synchronmotor ausgestalteten Beispiels ist das Außenrad 30, das z.B. als Permanentmagnet ausgeführt sein kann. Die Hülse 60 muß für diese Ausführungsform fest angeordnet sein und gleichzeitig elektromagnetische Felder passieren lassen, also z.B. aus Kunststoff oder Keramik gefertigt sein. Drehbar sind in der Figur 7b das Außenrad 30 und das innenrad 20 in der Hülse 60. Über eine feste Ankopplung zwischen Innenrad 20 und Achse 50 wird die Lagerung der beiden Rotoren 20,30 in den Stirneinsätzen 41,42 erreicht, die ihrerseits fest an der Hülse 60 angeordnet sind. Die Rotationsachse für das Außenrad 30 ist die Hülsenachse 101, die Drehachse ist die Achse 100 der Drehachse 50. Der Einlaß 41 n und der Auslaß 42n sind in umfängliche Richtung unbeweglich und damit an einer radial definierten Stelle.
Figur 7c veranschaulicht eine mechanische Antriebweise über ein Ritzel oder Antriebsrad 63a, das umfänglich an der Hülse 60 im wesentlichen schlupffrei angreift. Die Rotationsachse der Anordnung ist die Hülsenachse 101. Der stirnseitige Einsatz 41 steht still und ist zur mechanischen Befestigung 44 in Achsrichtung verlängert. Fest an der Hülse 60 und deren Innenmantel 61 ist das Außenrad 30 angeordnet. Das Innenrad ist drehbeweglich auf der Achse 50 angebracht, während die Achse 50 selbst drehstarr an den beiden Stirneinsätzen 41,42 angeordnet ist, die ihrerseits wieder drehbar an dem Innenmantel 61 der Hülse 60 lagern. In diesem Aufbau der Pumpe 2 der Figur 7c ist die praktische Erprobung anhand der Figur 5 erfolgt, in der ein umfänglicher Zylinderring 63a als Antriebsrad oder -ritzel verwendet wurde.
Figur 7d veranschaulicht mit einem alternativen Antriebsrad oder -ritzel 63b den Antrieb am axial verlängerten Stirneinsatz 41, wobei die Hülse bei 51 mechanisch fest verankert ist. Die Rotationsachse ist die Hülsenachse 101, die Achse 50 taumelt leicht, d.h. die Drehachse 100 der Achse 50 bewegt sich auf einer Kreisbahn.
Ebenso wie in der Figur 7b eine elektromagnetisch nach dem Synchronprinzip angetriebene Pumpe gezeigt ist, kann die Figur 7d mit dem mechanischen Eingriffsritzel 63b in eine solche Synchronvariante umgewandelt werden, wobei der Basisträger 41 eine entsprechende Permanentmagnet-Gestaltung erhält. Die Hülse 60 ist hinsichtlich ihrer metallischen oder nichtmetallischen Ausgestaltung dann freigestellt.
Das Funktionsprinzip der Figuren 3 mit den mehreren umlaufenden Dichtlinien, die einzelne Förderkammern zwischen sich begrenzen, die sich auf der einen Halbseite der Pumpe vergrößern (Saugseite) und auf der gegenüberliegenden Halbseite sich von einem Maximum hin verkleinern (Druckseite), ist in Seitenansicht in der Figur 4 noch einmal ersichtlich. Die Hülse 60 trägt die beiden Stirneinsätze 41,42 konzentrisch und zwischen den Stirneinsätzen 41,42 sind die Rotoren 20 und 30 gezeigt, die in den Figuren 3 zur Definition der Dichtlinien in Aufsicht dargestellt wurden. Die in den Figuren 3 schematisch dargestellte Einlaß-Niere 41 k und Auslaß-Niere 42k sind in der Figur 4 in Schnittebene gedreht, so daß erkennbar ist, daß sie direkt zu den nach Außen weisenden Stirnseiten der Rotorteile 20,30 führen. Die drehstarre Befestigung zwischen Achse 50 und dem Innenrad 20 erfolgt über eine Abflachung 50f, die zusätzlich zu einer klebeweise Befestigung formschlüssige Kraftübertragung zur Verfügung stellen kann.
Bereits anhand der Figur 7c wurde erläutert, wie die Pumpe aufgebaut ist, die in der Figur 5 in einem praktischen Versuchsaufbau hinsichtlich ihrer Leistungswerte und Kenndaten erprobt wurde. Diese Pumpe ist mittig in der Figur 5 erkennbar, ein Zuströmweg und ein Abströmweg führen von der Saugseite S über das zugeführte zu pumpende Fluid V' über die Pumpe 1 zu einer Druckseite D, auf der das Fluid V einen erhöhten Druck hat. Drücke, die mit diesem Pumpaufbau erreicht werden konnten, lagen bei einem Differenzdruck von etwa 50 bar, bei einer Pumpenleistung von 200 ml/min, wobei ergänzt werden sollte, daß die Abmessungen der Pumpe 1 in der Größenordnung von 10 mm Außendurchmesser der Hülse 60 lagen.
Erwähnt werden soll zur Figur 5, die in sich selbsterklärend ist, daß die Antriebshülse 63a an der Hülse 60 der Pumpe fest angekoppelt war und Antriebskraft über ein Antriebsrohr 77, das entsprechend zentrisch gelagert ist, auf die Pumpe übertragen wurde. An den stirnseitigen Einsätzen 41,42, die axial verlängert waren, sind Adapterhülsen angeordnet, die gemäß der Figur 7c zur drehfesten Lagerung dieser stirnseitigen Einsetzteile 41,42 dienen. Zur Messung ist ein Dehnmeßstreifen DMS 74 um das Zuführrohr 71 gelegt. Bohrungen 73 in dem Meßaufbau dienen der Ermittlung von Leckagen beim Fördern und der Antrieb 76 ist schematisch mit Eingriff auf das Antriebsrohr 77 dargestellt.
Mit der Figur 5 konnten Eckdaten und Leistungs-Grenzwerte der Pumpe 1 erprobt werden.
Bei der fluidischen Mikropumpe 1 wird die Flüssigkeit durch einen rotierenden Verdrängerkolben 30/20 gepumpt, der durch Rotation seine Kammervolumina so verändert, daß Flüssigkeit durch den Einlaß 41 n kontinuierlich angesaugt und auf der Auslaßseite 42n kontinuierlich ausgestoßen werden kann. Im Gegensatz zu den meisten anderen Pumpsystemen des Standes der Technik ermöglicht die Erfindung auch den umgekehrten Betrieb als fluidischen Motor.
Aufgrund der fluidischen Energieübertragung sind die hier vorgeschlagenen Systeme gekennzeichnet durch ein hohes Leistungsgewicht, hohe erzeugbare Drücke, hohe Abtriebsmomente und hohe Durchflußraten.
Als Herstellungsverfahren für derartige Motor-/Pumpsysteme können für prototypische Realisierungen die Verfahren Drahterosion und Senkerosion eingesetzt werden. Die derzeitigen Drahterodiermaschinen arbeiten mit Auflösungen von 0,5µm und erreichen Konturtoleranzen von 3 µm bei Oberflächenrauhigkeiten von minimal Ra=0,1µm. Noch genauere und feinere Maschinen befinden sich derzeit in Entwicklung. Die Erodierverfahren können einerseits direkt zur Herstellung von Prototypen von Mikropumpen/-motoren benutzt werden, andererseits lassen sich mit ihrer Hilfe Formen und Werkzeuge zur Produktion von Teilen nach alternaiven Fertigungsverfahren (Keramik, Metall, Kunststoff) in Großserie herstellen. Die genannten alternativen Fertigungsverfahren für die Herstellung der Motor- und Pumpeneinzelteile können sein Strangpressen, Feinsintern, Spritzgießen oder Druckgießen. Weitere Herstellungsverfahren, wie das LIGA-Verfahren erscheinen ebenso geeignet.
Die Herstellung durch Erodieren erbringt folgende Ergebnisse:
  • Kostengünstige und einfache Herstellung von Einzelteilen oder Kleinserien
  • Große Breiten/Höhenverhältnisse (Aspektverhältnisse bis maximal 12 mm; im Vergleich zu dem LIGA-Verfahren: 1 mm)
  • Schräge Wandungen von bis zu 30° möglich
  • Bearbeitung sehr unterschiedlicher und harter Materialien möglich, sofern sie elektrisch leitfähig sind, wie bspw. Hartmetall, Silizium und elektrisch leitfähige Keramiken.
  • Technologie mit geringem technologischem Risiko.
Die Vorteile der hydraulischen Mikromotoren und Mikropumpen:
  • Einfacher Aufbau
  • robust, unempfindlich gegenüber Verschmutzungen
  • Keine Ventile notwendig
  • Direkt umkehrbare Pumprichtung bzw. Drehrichtung des Motors
  • Hohe Antriebsmomente
  • Hohes Leistungsgewicht
  • Relativ starre Drehmoment/Drehzahl-Kennlinie
  • Antriebsmedium (Fluid) beim Motor kann zum Kühlen oder Spülen verwendet werden
  • Keine elektrischen Verbindungen notwendig (bspw. in ex-geschützter Umgebung oder bei Gehirn- und Herzoperationen).
Einsatzfelder der Mikropumpe bzw. des fluidischen Mikromotors:
  • Mikrohydraulikaggegat: duch Kopplung der Mikropumpe mit einem Motor zur Erzeugung hydraulischer Energie
  • Analyse-/Dosierpumpe: zur Entnahme bzw. Abgabe genau definierter Flüssigkeitsvolumina in Chemie, Medizin, Lebensmittelindustrie, Maschinenbau
  • Volumenzähler/Strömungsmesser: Anwendungen in der Meßtechnik
  • Heizungsbrennerpumpe
  • Antrieb eines Mikrofräsers für medizinische und technische Anwendungen
  • Endoskopantrieb
  • Dilatationskatheter mit integrierter Mikropumpe zur Aufrechterhaltung des Blutstroms während der Ballondilatation
  • Medikamentierungskatheter mit intergrierter Mikropumpe zur Aufrechterhaltung des Blutstroms während der Medikamentierung (bspw. Lysebehandlung)
  • Blutstromunterstützungspumpe
  • Verstellaggregat für Ultraschallspiegel (Transducer) in Kathetern
  • Antrieb für ein rotierendes Schneidwerkzeug an Endoskopen, Kathetern
  • Miniaturgenerator: durch Kopplung der fluidischen Mikropumpe mit einem elektrischen Miniaturgenerator zur Erzeugung elektrischer Energie
  • Pumpen für fluidische bzw. hydraulische Mikrosysteme
  • Kompressor für ein Miniaturkühlaggregat: bspw. zur Kühlung von Prozessoren)
  • Antriebselemente für große Stellkräfte
  • Sonnenblendschutz: in Mehrfachscheiben wird lichtdämpfende Flüssigkeit zwischen die Scheiben gepumpt.
Die Kontur der Räder 20,30 ist die Äquidistante einer Epi- oder Hypozykloide und berechnet sich nach einem allgemein bekannten Ansatz.
Die Mikropumpe besteht in ihren Basisteilen aus folgenden Bauteilen:
  • Basisträger (erster Stirneinsatz) 41
  • Achse 50
  • Deckel (zweiter Stirneinsatz) 42
  • Innenrad 20
  • Außenrad 30
  • Hülse 60.
Bei der Mikropumpe 1 ist das Innenrad 20 mit der Achse 50 gemäß Figur 2a fest verbunden. Ebenso sind Deckel 42 und Basisträger 41 über die Hülse 60 miteinander fest verbunden. Die Verbindungen können dabei in Form einer Klebeverbindung, eines Preßsitzes, einer Schweiß- oder Lötverbindung etc. ausgeführt sein. Der Antrieb der Pumpe 1 erfolgt durch Drehung der Achse 50, z. B. durch einen elektrischen Mikromotor, einen fluidisch angetriebenen Mikromotor 2 gemäß Figur 2a oder durch eine biegsame Welle 58 gemäß Figur 7a. Als Folge davon wird Flüssigkeit je nach Drehrichtung vom Basisteil 41 zum Deckel 42 oder umgekehrt gepumpt.
Beim Mikromotor 2 gemäß Figuren 2,2a sind Basisteil 41 und Deckel 42 fest mit der Achse 50 verbunden. Zudem ist das Außenrad 30 mit der Hülse 60 verbunden. Zum Betrieb des Motors wird an der Zuflußseite des Basisteils 41 ein Fluid unter Druck zugeführt. Als Folge davon dreht sich die Hülse 60 (Abtrieb) um ihre Achse 101. Das Fluid verläßt den Mikromotor auf der Abflußseite mit geringerem Druck als auf der Zuflußseite. Die Druckdifferenz abzüglich Verlusten wird dabei in mechanische Energie umgewandelt. Eine Umkehrung der Druck- und Abflußseite bewirkt eine Umkehrung der Drehrichtung A' des Motors.
Die Funktion der Mikropumpe 1 und des Mikromotors 2 beruht auf dem Verdrängerprinzip. Hierbei vergrößern und verkleinern sich die Arbeitsräume 20a,20b zyklisch, wie an den Figuren 3 erläutert.
Beim Mikromotor 2 strömt ein Fluid unter hohem Druck in den sich vergrößernden Arbeitsraum und bewirkt durch die Druckdifferenz zwischen Ein- und Auslaß ein Drehmoment auf die Räder 20,30. Bei der Mikropumpe 1 werden die Räder 20,30 angetrieben. Das Fluid wird von dem sich vergrößernden Arbeitsraum angesaugt und im sich verkleinernden Arbeitsraum auf ein höheres Druckniveau gebracht. Angetrieben wird die Mikropumpe 1 mit Hilfe eines kleinen Elektromotors oder dem fluidischen Mikromotor 2. Weitere Antriebsmöglichkeiten sind gegeben durch entsprechende Wellen.
Über die Saugseite strömt das Fluid beim Pumpen gemäß den Figuren 3 in den Pumpenraum 20a,30a ein, über die Druckseite wird das Fluid herausgepreßt. Zur Verdeutlichung ist in den Figuren 3 ein Zahn des Innenrades mit einem schwarzen Punkt markiert. Für den Mikromotor erfolgt einfach eine Umkehrung des Pumpprinzips. Beim Betrieb als Motor wird über den Zufluß ein hoher Druck in die Kammer 20a,30a auf der Zuflußseite eingebracht, der auf die Zahnflanken wirkt und eine Kraft erzeugt, die größer ist als die Gegenkraft auf der Auslaßseite, da dort ein geringerer Druck herrscht. Das resultierende Drehmoment treibt den Motor an.
Modifikationen
  • Der Antrieb der Pumpe 1 kann statt über die Welle 50 auch über die Hülse 60 erfolgen (Figuren 7c,7d). Dies hat den Vorteil, daß die Hülse 60 über einen starren Antrieb angetrieben werden kann, wohingegen beim Antrieb der Welle 50, die taumelt, ein flexibles Anschlußstück angewendet wird.
  • Der Abtrieb A' des Motors 2 kann statt an der Hülse 60 auch an der Welle 50 erfolgen. Dabei wird der Abtrieb über ein flexibles Anschlußstück oder eine Gelenkwelle angeschlossen. Der Vorteil bei diesem Abtrieb besteht darin, daß das ausströmende Antriebsfluid nicht durch ein eventuell angeschlossenens Werkzeug abfließen muß, sondern dahinter austritt bzw. zurückgeführt werden kann.
  • Zum Ausgleich des Axialspaltes zwischen der Kombination Innen/Außenrad 20,30 und dem sich anschließenden Basisteil 41 und Deckel 42 können am Basisteil 41 und Deckel 42 zusätzliche Ausgleichstaschen 41 k,42k angebracht werden (Axialspaltkompensation).
  • Die Bohrungen 41d,41e,41f,41g,41h in Basisteil und Deckel, durch die die Flüssigkeit ein- bzw. austritt, können bei empfindlichen Fluiden (z. B. Blut) auch in Form einer Niere 41 n,42n untereinander verbunden werden, dargestellt in Figur 8 mit 41n.
  • Für den fluidischen Mikromotor 2 kann aus Gründen der verminderten Reibung statt einer Gleitlagerung auch eine hydrodynamische Lagerung eingesetzt werden. Dabei wird die Flüssigkeit für das Lager von der Zuflußseite her zugeführt.
  • Als weitere Möglichkeit, die Reibung zu reduzieren, können statt der Gleitlagerung auch Miniaturkugellager, Rollenlager oder Steinlager eingesetzt werden.
  • Die Reibung kann auch durch Oberflächenbeschichtung der Bauteile mit einer reibungsvermindernden Schicht, beispielsweise Graphit oder Teflon, verringert werden.
  • Das Funktionsprinzip des Motors 2 hat eine einseitige Durchbiegung der Achse 50 zur Folge. Der dadurch entstehende einseitige Radialspalt kann durch eine Radialspaltkompensation ausgeglichen werden.
  • Für medizinische Anwendungen kann als Antriebsmedium für den Mikromotor 2 eine physiologische Flüssigkeit wie bspw. Kochsalzlösung oder Blutplasma verwendet werden.
  • Der fluidische Mikromotor/-pumpe kann zur Drehzahlregelung bzw. Drehwinkelerkennung mit einem Winkeldrehgeber aus Lichtleitfasern versehen werden, die die Stellungen der Zähne von Innen- und Außenrad 20,30 abtasten. Dies ermöglicht eine genaue Erfassung des Drehwinkels des Motors oder der Pumpe und eine exakte Regelung der Drehzahl.
  • Die Drehzahlregelung bzw. Drehwinkelerkennung kann alternativ über einen integrierten Drucksensor erfolgen, der die Pulsation des Kammerdruckes mißt und so den Drehwinkel an die Regelung weitergibt.
  • Als komplettes Mikrosystem kann die Mikropumpe 1 bzw. der Mikromotor 2 mit einem Drucksensor und zugehöriger Ansteuerelektronik versehen werden. Zudem lassen sich noch Ein-/Ausschalt-/Überdruck-/Druckbegrenzungs- oder Rückschlagventile integrieren. Durch die Schaffung von fluidischen, elektrischen und optischen Schnittstellen läßt sich ein komplett abgeschlossenes Mikrosystem schaffen.
  • Alternative Herstellungsverfahren sind Feinsintern (Metall, Keramik), Strangpressen, Draht-, Senkerosion, Druckgießen, Spritzgießen, Mikrozerspanen, Laserschneiden. Für die kostengünstige Produktion sollte ein Verfahren zum Einsatz kommen, das im Mehrfachnutzen arbeitet. Durch die Produktion großer Stückzahlen und den Einsatz automatisierter Montageverfahren lassen sich die Mikropumpen bzw Mikromotoren ähnlich wie Chips kostengünstig, u. U. sogar als Einwegartikel, fertigen, da Material und Energieverbrauch relativ gering sind.
Der Ein- und Auslaß erfolgt bei der fluidischen Mikropumpe 1 bzw. beim Mikromotor 2 in Richtung der Drehachse 50. Dies hat den Hintergrund, daß der Motor gleichzeitig als Träger eines Werkzeugs dienen kann und die Fluidzuführung dann von der anderen Seite erfolgt. Dieser Aufbau für Pumpe und Motor ist auf medizinische Anwendungen abgestimmt und ermöglicht einen sehr kleinen Querschnitt. Selbstverständlich sind bei einem anderen Aufbau auch seitliche Anströmungsöffnungen durch Umlenkführungen möglich.
Weiterhin ermöglicht diese Aufbauform eine möglichst kleine Gesamtzahl von Teilen für Mikropumpe und Motor. Sämtliche Bauteile der Pumpe können deshalb als 2 ½-D Strukturen (Prismatische Form, die durch Extrusion einer ebenen Kurve in den Raum entsteht) hergestellt werden.
Beim fluidischen Mikromotor 2 handelt es sich um ein offenes System. Das Antriebsmedium (Fluid) tritt frei aus dem Auslaß 42n in die Arbeitsumgebung. Da das System nicht gekapselt ist, treten an den Lagerstellen die Leckageverluste ebenfalls frei in die Arbeitsumgebung aus. Der Begriff des "offenen Systems" lehnt sich eng an die obige Aufbauweise mit sehr wenigen Teilen an. Bekannte Ausführungsformen kapseln das gesamte System, ob Motor oder Pumpe aufgrund der Verwendung von Öl als Energieträger. Bei der vorliegenden Ausführung wird davon ausgegangen, daß das Antriebsmedium bzw. das gepumpte Fluid in die Umgebung abgegeben werden kann. Bei den medizinischen Systemen erlaubt dies eine Kühlung des Werkzeugs und Spülung der Bearbeitungsstelle, was auch bei technischen Systemen (z.B. Bohrwerkzeug usw.) genutzt werden kann.
Bei der konstruktiven Gestaltung des offenen Systems sollten ausreichende Lagerspaltlängen zwischen Basisteil 41, Deckel 42 und der sich drehenden Hülse 60 vorgesehen werden, die ein Ansaugen von Falschluft durch den Labyrinthdichtungseffekt verhindern. Weiterhin erlaubt der offene Aufbau die Ausführung von einfachen hydrodynamischen Lagern Basisteil-Hülse und Deckel-Hülse.
Die Hülse 60 des Mikromotors 2 stützt sich über die Lagerung, bestehend aus Basisteil 41 und Deckel 42, ab. Konventionelle Systeme stützen sich meist über das umgebende Gehäuse ab. Es besteht bei den letztgenannten ein geschlossener Kraftfluß. Beim vorgeschlagenen Motor 2 besteht eine feste Verbindung zwischen dem sogenannten Basisteil 41 und dem Deckel 42 über die Achse 50, die beide Teile fest und starr zueinander verbindet.
Die Verdrehsicherung des Basisteils 41 und des Deckels 42 sowie der sie verbindenden Achse 50 erfolgt mittels Achsabflachung und/oder Klebstoffsicherung. Andere Verbindungstechniken Schweißen, Löten, Schrumpfverbindung durch Erhitzung der Hülse und Abkühlung von Deckel und Basisteil sind auch möglich.
Durch einfache Drehrichtungsumkehr des Antriebs wird die Pumprichtung umgekehrt. Beim Motor gilt entsprechendes: Durch Wechseln der Druck- und Saugseite wird die Drehrichtung des Motors umgekehrt. Die spezielle Konstruktion nach Fig. 1a der Mikropumpe und nach Fig. 2a des Mikromotors läßt sowohl den Betrieb als Motor als auch den Betrieb als Pumpe zu, wenn das System bei Pumpfunktion extern (Welle bei Fig. 1a und Hülse bei Fig. 2a) angetrieben wird.
Die Hülse 60 des Mikromotors kann direkt als Werkzeugträger benutzt werden. Beispiel dafür kann ein Fräswerkzeug sein. Dieses Werkzeug ist innen hohl und hat eine integrierte Spülung, die zur Kühlung oder zur Späneabfuhr genutzt werden kann.
Die Systeme können mit einem Lichtwellenleiter zur Drehzahlerkennung bzw. -regelung erweitert werden. Zu diesem Zweck werden die rotierenden Zähne 20a, 20b an einer Stelle abgetastet, so daß sowohl Drehgeschwindigkeit als auch Drehwinkel inkrementell erfaßt werden können.
Der Mikromotor 2 ist insbesondere für medizinsche Anwendungen vorgesehen. Dabei kann er als Träger von Schneidwerkzeugen, Fräswerkzeugen, Sensoren (insbesondere Ultraschallsensoren, Spiegeln u.a.), Stellantrieben für Endoskope und andere zu bewegende medizinische Instrumente eingesetzt werden. Der Mikromotor weist bei der Anwendung in medizinischen Systemen Vorteile bezüglich seines körperverträglichen Antriebsmediums auf; es wird auf elektrische Komponenten verzichtet, die bei Ihrem Einsatz elektromagnetische Felder erzeugen und damit negative Auswirkungen beispielsweise auf Nervenleitung u.a. haben; hydraulische Komponenten haben höchste Leistungsdichten und führen damit auf kleinste Baugrößen.
Der fluidische Mikromotor und die Mikropumpe sind aufgrund ihres Aufbaus leicht zu reinigen sowie ggf. zu sterilisieren und sind damit für den Einsatz in der Medizin gut geeignet.
Bei Anwendungen, bei denen es nicht auf höchste Dichtigkeiten ankommt, können die Komponenten mit einem relativ großen Spiel gefertigt werden, was den Einsatz von kostengünstigen Produktionstechnologien wie bspw. Spritzguß zuläßt. Diese Systeme können dann als Einmalartikel Verwendung finden.
Das Antriebsmedium (Fluid) kann bei der Anwendung als Kühlung, Schmierung oder Spülung verwendet werden.
Die Öffnungen auf der Einlaß- und Auslaßseite können in verschiedenen Formen gemäß Figur 8 ausgeführt sein. So ist die Form einer durchgehenden Niere 41 n möglich (A in Figur 8), die in Basisteil 41 und Deckel 42 eingebracht ist. Diese Form kann alternativ angenähert werden durch Bohrungen 41d,41e,41f...41h (B in Figur 8), was eine höhere Stabilität dieser Bauteile zur Folge hat, da die Stege zwischen den Bohrungen 41 d bis 41 h die Festigkeit wesentlich erhöhen. Die Durchmesser der umfänglich aufgereihten Bohrungen 41d bis 41 h nehmen stetig zu.
Eine weitere Alternative ist die Ausführung einer einzigen durchgehenden Bohrung 41 b in Kombination mit einer nierenförmigen Vertiefung 41k (C in Figur 8), die keine sehr große festigkeitsmäßige Schwächung bedeutet, aber andererseits einen ausreichend großen Durchfluß sicherstellt. Insbesondere bei medizinischen Anwendungen, in denen Blut gepumpt wird, werden die Blutkörperchen geschont, da die Gefahr des Abscherens wesentlich verringert ist.
Die in Figur 8 auf der Einlaßseite des Basisträgers 41 gezeigten Formen sind gleichermaßen für die Auslaßseite (Deckel 42) gültig.

Claims (13)

  1. Mikropumpe (1) mit einer Hülsenachse (101) einer Hülse (60) und einer dagegen in radialer Richtung versetzten Drehachse (100) sowie einem gezahnten Innenrotor (20), bei welcher Mikropumpe zumindest eine auslaßseitige Drucköffnung (42n) in axialer Richtung (100,101) ausgerichtet ist, wobei
    (a) in der - einen Durchmesser kleiner als 10 mm aufweisenden - Hülse (60) der Innenrotor (20) mit einem Außenrotor (30) zur weitgehend kontinuierlichen Förderung eines Massenstroms in einem solchen kämmendem Eingriff steht, daß jeder Zahn des Innenrotors (20) eine axial gerichtete Dichtlinie auf der Innenfläche des Außenrotors (30) bildet;
    (b) die zumindest eine auslaßseitige Drucköffnung (42n) in einem ersten stirnseitigen Einsetzteil (42) angeordnet ist, das in die im Durchmesser etwas größere Hülse (60) eingesetzt ist.
  2. Mikropumpe nach Anspruch 1, bei der die Einlaß-Saugöffnung (41 n) eines zweiten stirnseitigen Einsetzteiles (41 ) am anderen Ende der Hülse (60) auch in axialer Richtung (100,101 ) ausgerichtet ist.
  3. Mikropumpe nach einem der erwähnten Ansprüche, bei der auf der Innenseite der stirnseitigen Einsetzteile (41,42) je eine nierenförmige Nut (41k,42k) vorgesehen ist, die in einen Großteil der Hälfte der durch Kämmung sich zyklisch im Volumen verändernden Förderkammern (30a,20a) zwischen Innenrotor und Außenrotor (20,30) münden.
  4. Mikropumpe nach einem der erwähnten Ansprüche, bei der zumindest das eine Einsetzteil (41,42) weitgehend dicht mit seiner inneren Stirnfläche an der äußeren Stirnfläche des Innenrotors (20) und Außenrotors (30) angrenzt bzw. anliegt.
  5. Mikropumpe nach einem der erwähnten Ansprüche, bei der die Einlaßöffnung (41 n) und die Auslaßöffnung (42n) axial gegenüber liegen, aber radial um etwa 180° gegeneinander versetzt bzw. verdreht sind.
  6. Mikropumpe nach einem der erwähnten Ansprüche, bei der eine Welle (50) vorgesehen ist, die in Achsrichtung (100) einseitig länger ist, um eine Ankopplung für eine mechanische Drehkraft (A) zu bilden.
  7. Mikropumpe nach einem der erwähnten Ansprüche 1 bis 5, bei der eines ihrer von außen direkt oder durch elektromagnetische Felder indirekt zugänglichen Teile, insbesondere der Außenrotor (30) oder die Hülse (60) elektromechanisch (63a,63b) bzw. mechanisch (63) drehantreibbar sind.
  8. Mikropumpe nach einem der erwähnten Ansprüche, bei der geringe Förderverluste am Innenumfang (61) des Mantels (60) als Drehlager verwendet werden, entstehend durch geringfügigen Unterschied im Durchmesser oder Fertigungstoleranzen.
  9. Mikropumpe nach einem der vorigen Ansprüche, in einer Größenordnung unterhalb von 3 mm Durchmesser, bei einer axialen Länge von unter 10 mm.
  10. Mikromotor zum Antreiben einer Mikropumpe nach einem obiger Ansprüche, bei dem
    (a) ein Innenrotor (20) in einem kämmendem Eingriff (20a,30a) mit einem Außenrotor (30) steht, die beide stirnseitig von Einsetzteilen (41,42) gefaßt in einer - einen Durchmesser kleiner als 10 mm aufweisenden - Hülse (60) angeordnet sind, wobei die Achse (100) des Innenrotors (20) und die Achse der Hülse (101) parallel versetzt sind;
    (b) an der länger ausgestalteten Hülse (60) oder einem (41) der Einsetzteile (41,42) ein Zufuhrschlauch (SH) fest anbringbar ist, um ein Antriebsfluid (V) durch eine axiale Einlaßöffnung (41 n) eines der Einsetzteile (41 ) zu den kämmenden Rotoren (20,30) zu führen.
  11. Mikromotor nach Anspruch 10, bei dem auch die Auslaßöffnung (42n) eine axiale Richtung, parallel zu den Achsen (100,101) von Hülse und Innenrotor (20) aufweist.
  12. Mikromotor nach einem der Ansprüche 10 oder 11, in einer Größenordnung unterhalb von 3 mm Durchmesser, bei einer axialen Länge von unter 10 mm.
  13. Montageverfahren für eine Mikropumpe (1) oder einen Mikromotor (2) nach einem obiger Ansprüche mit in Montagerichtung zylindrischen Funktionsteilen (20,30,41,42,60),
    bei welchem Verfahren ein erstes und ein zweites Einsetzteil (41,42) stirnseitig in eine - einen Durchmesser kleiner als 10 mm aufweisende - Hülse (60) in Richtung ihrer Achse eingeschoben werden, um zwischen ihnen einen ebenfalls axial eingeschoben Innenrotor (20) und einen ebenfalls axial eingeschoben Außenrotor (30) mit gegeneinander versetzten Achsen (101,100) in axialer Richtung zu lagern oder zu halten.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112010005564T5 (de) 2010-05-14 2013-04-25 Sias Ag Pipettieranordnung und Verfahren zur Steuerung einer Pipettieranordnung oder zur Herstellung von Flüssigproduktdosen

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0769621A1 (de) 1995-09-26 1997-04-23 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Förderung Der Angewandten Forschung E.V. Mikropumpe und Mikromotor
DE19711675A1 (de) * 1997-03-20 1998-10-01 Fraunhofer Ges Forschung Chirurgisches Handinstrument
DE19742669A1 (de) * 1997-09-26 1999-04-22 Fraunhofer Ges Forschung Katheter zur Bearbeitung und Entfernung von weichen oder harten Substanzen
DE19843161C2 (de) * 1998-09-21 2000-11-23 Hnp Mikrosysteme Gmbh Schichtstruktur-Gehäuseaufbau
US7698818B2 (en) * 2001-01-22 2010-04-20 Hnp Mikrosysteme Gmbh Method for assembling precision miniature bearings for minisystems and microsystems
DE10304121A1 (de) * 2003-01-31 2004-08-12 Voith Turbo Gmbh & Co. Kg Motorpumpenaggregat
DE10341841A1 (de) * 2003-09-09 2005-04-07 Siemens Ag Nach dem Gerotorprinzip arbeitende Kraftstoffpumpe
EP1527793A1 (de) * 2003-10-27 2005-05-04 Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) Mikropumpe zur Verabreichung von Arzneien
US7621167B2 (en) * 2004-05-20 2009-11-24 Gilbert Staffend Method of forming a rotary device
US7556015B2 (en) * 2004-05-20 2009-07-07 Staffend Gilbert S Rotary device for use in an engine
US7650754B2 (en) * 2004-05-20 2010-01-26 Gilbert Staffend Transmission between rotary devices
DE102004045673B3 (de) * 2004-09-17 2006-03-09 Koenig & Bauer Ag Pumpfarbwerk einer Druckmaschine
US8037777B2 (en) * 2004-10-22 2011-10-18 Rochester Institute Of Technology Structurally compliant microbearing devices and methods thereof
KR100966833B1 (ko) * 2005-04-28 2010-06-29 나미키 세이미츠 호오세키 가부시키가이샤 마이크로 기어드 모터
US7485153B2 (en) * 2005-12-27 2009-02-03 Honeywell International Inc. Fluid free interface for a fluidic analyzer
US9156674B2 (en) * 2006-06-02 2015-10-13 MicroZeus, LLC Micro transport machine and methods for using same
US8159107B2 (en) * 2006-06-02 2012-04-17 Microzeus Llc Micro rotary machine and methods for using same
US8282284B2 (en) * 2006-06-02 2012-10-09 MicroZeus, LLC Methods and systems for micro bearings
US8884474B2 (en) * 2006-06-02 2014-11-11 MicroZeus, LLC Method of fabricating a micro machine
US8915158B2 (en) 2006-06-02 2014-12-23 MicroZeus, LLC Methods and systems for micro transmissions
WO2007143623A2 (en) 2006-06-02 2007-12-13 Stalford Harold L Methods and systems for micro machines
US8134276B2 (en) * 2006-06-02 2012-03-13 MicroZeus, LLC Methods and systems for positioning micro elements
JP2009254773A (ja) * 2008-03-28 2009-11-05 Fujinon Corp 超音波検査システム及びポンプ装置
US8122973B2 (en) 2008-05-21 2012-02-28 Stalford Harold L Three dimensional (3D) robotic micro electro mechanical systems (MEMS) arm and system
US8353864B2 (en) * 2009-02-18 2013-01-15 Davis David L Low cost disposable infusion pump
US8197235B2 (en) * 2009-02-18 2012-06-12 Davis David L Infusion pump with integrated permanent magnet
US20100211002A1 (en) * 2009-02-18 2010-08-19 Davis David L Electromagnetic infusion pump with integral flow monitor
DE112011101506A5 (de) * 2010-04-30 2013-04-11 Conti Temic Microelectronic Gmbh Hydraulische Fördereinrichtung und elektrohydraulisches Steuerungsmodul
DE102011001041B9 (de) 2010-11-15 2014-06-26 Hnp Mikrosysteme Gmbh Magnetisch angetriebene Pumpenanordnung mit einer Mikropumpe mit Zwangsspuelung und Arbeitsverfahren
DE102010063223A1 (de) * 2010-12-16 2012-06-21 Robert Bosch Gmbh Einrichtung zum Abführen von Wärme aus einer automatisierten Handhabungseinrichtung, insbesondere einem Handhabungsroboter, und Verwendung der Einrichtung
DE102011051486B4 (de) * 2011-06-30 2023-06-01 Hnp Mikrosysteme Gmbh Pumpenanordnung mit Mikropumpe und Lagerelement
DE102011083579B3 (de) * 2011-09-28 2012-11-22 Henkel Ag & Co. Kgaa Fluidausgabesystem
EP3020967B1 (de) 2014-11-11 2017-09-27 Danfoss A/S Pumpvorrichtung
JP6507998B2 (ja) * 2015-11-03 2019-05-08 株式会社デンソー 燃料ポンプ
IT201600125212A1 (it) 2016-12-12 2018-06-12 Bosch Gmbh Robert Pompa elettrica a ingranaggi
BE1025016B1 (fr) * 2017-03-02 2018-10-03 Safran Aero Boosters S.A. Machine et procede d’usinage par electroerosion de pompe gerotor
US11285007B2 (en) 2018-10-29 2022-03-29 II Joseph John Kavolus Joint implant
DE102022207136A1 (de) 2022-07-12 2024-01-18 Brose Fahrzeugteile SE & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg Ölpumpe für ein Kraftfahrzeug

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2711286A (en) 1952-08-01 1955-06-21 Wetmore Hodges Motor-pump or compressor
DE1138639B (de) * 1954-02-15 1962-10-25 Pierre Charles Patin Zahnraddrehkolbenmaschine
GB786966A (en) 1955-01-17 1957-11-27 Plessey Co Ltd Improvements in or relating to rotary pumps or motors
US3303783A (en) * 1964-07-01 1967-02-14 Tuthill Pump Co Fluid pump apparatus
US3398886A (en) 1966-09-21 1968-08-27 Trane Co Refrigerant compressor
DE2834735A1 (de) * 1978-08-08 1980-02-14 Buehl Volks Raiffeisenbank Fluessigkeitspumpe, insbesondere fuer fluessigkeiten geringer viskositaet, wie wasser, alkohole u.a.
DE3005657A1 (de) 1980-02-15 1981-08-20 Zahnradfabrik Friedrichshafen Ag, 7990 Friedrichshafen Zahnradpumpe
GB2085969B (en) 1980-10-17 1984-04-26 Hobourn Eaton Ltd Rotary positive-displacement pumps
DE3114871A1 (de) 1981-04-13 1982-11-11 Schwäbische Hüttenwerke GmbH, 7080 Aalen Zahnradpumpe
DE3342385A1 (de) 1983-11-24 1985-06-05 Montblanc-Simplo Gmbh, 2000 Hamburg Zahnradpumpe
US4533302A (en) 1984-02-17 1985-08-06 Eaton Corporation Gerotor motor and improved lubrication flow circuit therefor
JPS6441686A (en) 1987-08-06 1989-02-13 Giyuuji Negishi Trochoid pump
JP2819024B2 (ja) * 1988-07-14 1998-10-30 株式会社タツノ・メカトロニクス 超電導ロータリーポンプ
US4857054A (en) 1988-07-15 1989-08-15 Eastman Kodak Company Perfusion angioplasty catheter with pump assist
JPH0641755B2 (ja) * 1989-04-19 1994-06-01 日機装株式会社 キャンド内接ギヤポンプ
CH682939A5 (de) 1990-03-09 1993-12-15 Voith Gmbh J M Innenzahnradpumpe.
DE4106060C2 (de) * 1991-02-27 1995-11-30 Fresenius Ag Pumpe, insbesondere gekapselte medizinische Pumpe
JP3394544B2 (ja) * 1991-11-05 2003-04-07 株式会社デンソー ギヤポンプ
GB9217540D0 (en) * 1992-08-18 1992-09-30 Concentric Pumps Ltd Imprivements relating to pumps
DE4303328C2 (de) * 1993-02-05 2001-11-29 Mannesmann Vdo Ag Gerotorpumpe zum Fördern von Fluid, insbesondere als Kraftstoff-Förderaggregat für Kraftfahrzeuge
US5466137A (en) * 1994-09-15 1995-11-14 Eaton Corporation Roller gerotor device and pressure balancing arrangement therefor
EP0769621A1 (de) 1995-09-26 1997-04-23 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Förderung Der Angewandten Forschung E.V. Mikropumpe und Mikromotor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112010005564T5 (de) 2010-05-14 2013-04-25 Sias Ag Pipettieranordnung und Verfahren zur Steuerung einer Pipettieranordnung oder zur Herstellung von Flüssigproduktdosen
US10001500B2 (en) 2010-05-14 2018-06-19 Tecan Schweiz Ag Method of controlling a pipetting arrangement or of producing liquid product doses

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JPH11512798A (ja) 1999-11-02
EP0852674A1 (de) 1998-07-15
US6551083B2 (en) 2003-04-22
US6179596B1 (en) 2001-01-30

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